專利名稱：一種道路隧道無排風井凈化排風構(gòu)造的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種隧道空氣排放系統(tǒng)，尤其涉及一種道路隧道內(nèi)的污染空氣凈 化排放系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
隨著經(jīng)濟發(fā)展，城市交通矛盾日益突出，城際間的交通需求日益上升，道路隧道成 為解決交通矛盾的一個有利手段，成為交通設(shè)施的重要組成部分。但由于隧道均為全封閉 結(jié)構(gòu)，隧道內(nèi)空氣中含有粉塵顆粒物(PM)、一氧化碳(CO)、碳氫化合物(HC)和氮氧化物 (NOx)等污染物。隧道空氣中的顆粒物PM會引發(fā)血淋巴細胞的染色體畸變；CO因其與人體 血紅蛋白結(jié)合，直接減低血液帶氧量，使人出現(xiàn)頭痛、昏睡、失去平衡的感覺，濃度過高時會 導致死亡；HC會致畸、致癌、致突變，并引發(fā)光化學煙霧；NOx會損害視覺、呼吸系統(tǒng)，引起窒 息，也會導致酸雨，引發(fā)光化學煙霧。所以，如不及時排放隧道內(nèi)污染空氣，將嚴重影響隧道 內(nèi)駕乘人員的行車安全和身體健康。截止目前，已通車的道路隧道，污染物一般僅通過設(shè)置的通風換氣系統(tǒng)稀釋，這雖 然可較有效地處理隧道內(nèi)部污染問題，但污染空氣一般未經(jīng)凈化處理，仍被直接排放至大 氣環(huán)境中造成二次污染。一般對于長500m以下的隧道，根據(jù)JTJ(^6. 1《公路隧道通風照明 設(shè)計規(guī)范》和DG/TJ08-2033《道路隧道設(shè)計規(guī)范》等有關(guān)規(guī)范的規(guī)定，在正常、阻塞工況下， 允許自然通風，污染空氣可以從出洞口直接排出。對于500m以上的隧道，當其出口的周邊 開闊、隧道口離環(huán)境敏感點(居住區(qū)、學校、醫(yī)院、辦公區(qū)等)較遠時，污染空氣可采用全部 從洞口直接排放的方式。在環(huán)境不允許隧道洞口直接排放所有污染物的條件下，可通過設(shè) 置集中收集隧道內(nèi)污染空氣的排風機，根據(jù)洞口的外環(huán)境要求，先確定洞口排放的污染物 量，將其余大部分的廢氣集中通過排風井，由風塔高空排放到大氣中稀釋污染物，同時也減 少了洞口的廢氣排放量，使風塔和隧道口周圍一定距離外的敏感點達到相關(guān)排放標準的要 求。在隧道口和風井、風塔周圍有大量環(huán)境敏感點時，采用風塔高空排放也無法解決 隧道外環(huán)境影響問題時，國外尤其是日本，出現(xiàn)了采用去除隧道污染空氣中顆粒物PM的 靜電除塵裝置ESP、去除僅占NOx 5%的NO2脫硝凈化裝置。日本專利申請JP4346852和 JP5015810分別公開了兩種隧道靜電除塵器，根據(jù)隧道的大小、通風設(shè)計、所需風量等需求， 采取大型獨立機房布置方式、隧道側(cè)線布置方式和隧道頂部布置方式。上述裝置安裝于隧 道集中排風系統(tǒng)中，污染空氣經(jīng)部分污染物(PM、NO2)凈化，其它NO、HC、SO2有害物未經(jīng)處 理，仍然需要通過排風井、風塔高空排放。由于我國目前機動車尾氣排放標準低于同期國外標準，使得隧道內(nèi)顆粒污染物、 C0、N0jn HC在隧道內(nèi)空氣中的濃度較高，開發(fā)適合我國道路隧道空氣污染物特點的控制和 治理技術(shù)，以滿足隧道空氣污染物排放的需求，是極其必要的。CN101455929A公開了一種高風速隧道空氣電氣集塵系統(tǒng)，包括凈化模塊、檢測模 塊和清洗處理模塊，凈化模塊和檢測模塊的輸入端均接收隧道空氣，清洗處理模塊與包括前置過濾器、氣流分布器、靜電除塵器、槽形過濾器和后置過濾器的凈化模塊相連接，其中 前置過濾器的輸入端接收隧道空氣，后置過濾器的輸出端排放至大氣。該裝置主要用于除 去顆粒污染物。CN101380539A公開了一種隧道空氣污染物凈化裝置，該裝置集靜電除塵、CO常溫 催化氧化、HC和NOx吸附/催化凈化為一體，具體包括靜電除塵模塊、空氣循環(huán)模塊、三效 催化模塊、測控模塊、至少一個凈化模塊和至少一個吸附模塊，其中靜電除塵模塊的輸入 端接收隧道空氣，靜電除塵模塊的輸出端分別連接凈化模塊的輸入端和空氣循環(huán)模塊的進 氣口，凈化模塊的輸出端連接吸附模塊的輸入端，吸附模塊的輸出端分別連接空氣循環(huán)模 塊的排氣口和三效催化模塊的輸入端，三效催化模塊的輸出端和空氣循環(huán)模塊的排氣口直 接排放至大氣。該套裝置與主隧道、風道、風井、風塔之間銜接，較好地滿足了隧道空氣污染 物治理的要求，但并沒有解決道路隧道需要設(shè)置排風井、排風塔排除隧道內(nèi)污染空氣的問 題。綜上所述，現(xiàn)有技術(shù)中，在環(huán)境不允許道路隧道口直接排放污染空氣的條件下，仍 需要設(shè)置排風井、排風塔來排除隧道內(nèi)的污染空氣，對大氣環(huán)境、景觀帶來不利影響。因此， 急需開發(fā)一種道路隧道無排風井、排風塔凈化排風構(gòu)造，可以克服現(xiàn)有隧道設(shè)置排風井、排 風塔方案和洞口直接排放污染空氣方案的不足。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的在于提供一種道路隧道無排風井、排風塔凈化排風構(gòu)造。為了實現(xiàn)這一目的，本實用新型的道路隧道凈化排風構(gòu)造包括引風口，與引風口 聯(lián)通的引風管道、與引風管道相連接的隧道污染空氣凈化裝置，與隧道污染空氣凈化裝置 連接的風機，與風機聯(lián)通的排風管道，和與排風管道聯(lián)通的氣體排出口。具體地，本實用新型的道路隧道凈化排風構(gòu)造，包括引風口 2、與所述引風口 2聯(lián) 通的引風管道3、與所述引風管道3相連接的隧道污染空氣凈化裝置4、與所述隧道污染空 氣凈化裝置4連接的風機5、與所述風機5聯(lián)通的排風管道6和與所述排風管道6聯(lián)通的氣 體排出口 7。在本實用新型的道路隧道凈化排風構(gòu)造的具體實施中，優(yōu)選引風口 2與隧道1相 連接。本實用新型中所述的道路隧道包括地下道路、各種全封閉或部分封閉汽車行駛道路。在本實用新型的道路隧道凈化排風構(gòu)造的具體實施中，優(yōu)選氣體排出口 7與具有 污染空氣排出功能的隧道洞口 8相連接。在本實用新型的道路隧道凈化排風構(gòu)造的一個優(yōu)選實施方式中，氣體排出口 7的 氣流與隧道洞口 8的氣流的方向平行一致，氣體排出口 7的風速為8 lOm/s ；引風口 2與 氣體排出口 7的距離> 50m，優(yōu)選50m 200m。這樣的設(shè)計，可以最大限度的減少排出氣流 向引風口 2的回流，有利于污染物的排出。在本實用新型的道路隧道凈化排風構(gòu)造的具體實施中，優(yōu)選風機5變風量運行， 可以保證集中收集到不同運行車速下隧道內(nèi)的污染物。在本實用新型的道路隧道凈化排風構(gòu)造的優(yōu)選實施方式中，隧道洞口 8可以是汽 車單向行駛道路隧道的出洞口，也可以是采用半橫向送風系統(tǒng)的汽車雙向行駛道路隧道的 洞口。[0017]在本實用新型的道路隧道凈化排風構(gòu)造的具體實施時，可以設(shè)置于隧道的側(cè)面或 頂部。優(yōu)選引風管道3、隧道污染空氣凈化裝置4、風機5和排風管道6位于所述隧道1的 側(cè)面或頂部。本實用新型的道路隧道凈化排風構(gòu)造與隧道1的火災(zāi)煙氣流經(jīng)的空間9分別獨立 設(shè)置。煙氣流經(jīng)的空間9可以是隧道本體，也可以是獨立設(shè)置的機械排煙風道。在本實用新型的道路隧道凈化排風構(gòu)造中，優(yōu)選隧道污染空氣凈化裝置4沿氣流 方向依次由高壓靜電除塵單元、高效除N0X、HC、SO2單元和高效常溫除CO單元及附屬設(shè)備 組成。在本實用新型的道路隧道凈化排風構(gòu)造的具體實施中，污染空氣流過所述隧道污染 空氣凈化裝置4的橫斷面的風速彡3m/s。優(yōu)選，NOx, HC、SO2可采用吸附/中和納米材料凈化，CO可采用高效常溫催化氧化 納米材料凈化。CN101530828A公開了一種用于道路隧道空氣污染物凈化的方法，該方法可 同時消除道路隧道空氣中的粉塵、CO、NOx和HC，由集靜電除塵、CO常溫催化氧化、NOx和HC 吸附/催化凈化單元所組成。其全文引入本文作為參考。本實用新型的隧道污染空氣凈化 裝置優(yōu)選使用CN101530828A中的方法得到的裝置。但是，隨著隧道空氣凈化技術(shù)的發(fā)展， 在本實用新型的具體實施時，并不排除應(yīng)用其它凈化效率更高的污染空氣凈化技術(shù)裝置。優(yōu)選地，所述隧道污染空氣凈化裝置的各個處理單元如下1)高壓靜電除塵單元采用管極式雙區(qū)靜電場結(jié)構(gòu)高壓靜電除塵單元，隧道污染空氣經(jīng)過濾網(wǎng)、荷電區(qū)、 集塵區(qū)、吸附網(wǎng)后，大量顆粒物PM得到去除。2)高效除 N0X、HC、SO2 單元吸附劑材料負載于整體式蜂窩載體上，用于N0x、HC、S&室溫吸附，HC,NO和SO2擴 散至吸附劑，被吸附在吸附劑的孔道內(nèi)；堿液浸潤/負載于整體式蜂窩載體，用于NOx中和 凈化。隧道污染空氣經(jīng)過蜂窩載體，所吸附的N0X、HC等，大部分經(jīng)化學反應(yīng)、氣相催化，生 成無毒無害產(chǎn)物。3)高效常溫除CO單元采用蜂窩狀負載型納米金或鈀等催化劑，即過渡金屬氧化物改性的負載型Pd/C 和PdAi2O3催化劑，催化劑粉體高效涂敷在整體式蜂窩載體上，能在低濃度、常溫濕度和較 高風速條件下工作。隧道污染空氣經(jīng)過整體式蜂窩載體，將co在常溫下直接催化氧化成 CO2，降低空氣中CO含量。優(yōu)選地，隧道污染空氣凈化裝置4布置于凈化機房10內(nèi)。隧道污染空氣凈化凈化 裝置4包括凈化設(shè)備和附屬設(shè)備。其中凈化設(shè)備包括高壓靜電除塵單元、高效除N0X、HC、 SO2單元和高效常溫除CO單元。優(yōu)選地，本實用新型的道路隧道凈化排風構(gòu)造包括與隧道1相連接的機械引風 口，與機械引風口相聯(lián)通的機械引風管道、與機械引風管道相連接的隧道污染空氣凈化裝 置，與隧道污染空氣凈化裝置連接的風機，與風機連接的機械排風管道，與機械排風管道相 連接的機械排出口，與機械排出口相連接的具有污染空氣排出功能的隧道洞口。在本實用新型的道路隧道凈化排風構(gòu)造的具體實施時，風機可以根據(jù)設(shè)計需要設(shè) 置多個。本實用新型的道路隧道凈化排風構(gòu)造是按如下方式進行隧道內(nèi)污染空氣凈化排出的隧道污染空氣經(jīng)引風口 2，由風機5集中高效收集引入引風管道3內(nèi)，經(jīng)隧道污染空 氣凈化裝置4凈化處理，除去大量有害物質(zhì)(PM、N0X、C0、HC、S02)后，經(jīng)排風管道6、氣體排 出口 7，通過隧道洞口 8排放到大氣。本實用新型的道路隧道凈化排風構(gòu)造的有益效果如下1、本實用新型將道路隧道內(nèi)污染空氣集中收集凈化治理后，直接排到隧道洞口的 敞開段進而排出隧道，不需要設(shè)置專門的排風井、排風塔排放隧道污染空氣。2、本實用新型克服了設(shè)置排風井、排風塔方案和洞口直接排放污染空氣方案的缺 點，徹底解決了道路隧道排風井排風塔選址困難、對景觀的不利影響，極大程度減少了隧道 對大氣環(huán)境的污染問題。

圖1為本實用新型的道路隧道凈化排風構(gòu)造的平面俯視圖。圖2為本實用新型的道路隧道凈化排風構(gòu)造的剖面圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本實用新型的道路隧道凈化排風構(gòu)造做詳細說明。實施例1如圖1所示，本實用新型的道路隧道凈化排風構(gòu)造包括與隧道1相接的機械引風 口 2，與機械引風口 2相聯(lián)通的機械引風管道3、與機械引風管道3相接的隧道污染空氣凈 化裝置4，與隧道污染空氣凈化裝置4連接的風機5，與風機5聯(lián)通的機械排風管道6，與機 械排風管道6相連接的機械排出口 7，與機械排出口 7相連接的具有污染空氣排出功能的隧 道洞口 8。下面具體舉例說明地下道路隧道長2. 0km，單向兩車道，隧道凈寬11m，在隧道頂部設(shè)置隧道污染空 氣凈化裝置4對PM、NOx, CO、HC、SO2凈化。凈化風量為210m3/S，配置兩臺風量為115m3/ s的變頻軸流風機5，為確保凈化效率，污染空氣流過凈化設(shè)備的橫斷面風速為3m/s，設(shè)備 橫斷面面積為70m2，根據(jù)凈化效率和凈化材料配置確定長度40m (不含風機)。因此，選取 1 Im (寬)x6.細(高)x40m (長)的凈化設(shè)備，沿氣流方向，污染空氣依次流經(jīng)凈化設(shè)備的PM 凈化、N0X、HC、SO2凈化和CO凈化單元得到不同程度的凈化。風機5變頻控制變風量運行。 機械排出口 7的面積按出口風速不小于lOm/s配置，凈面積為21m2。整個排風構(gòu)造的長度 (弓丨風口 2到機械排出口 7的距離)控制在50 200m之間布置。隧道洞口 8是指單向行駛道路隧道的出洞口。氣體排出口 7的氣流與隧道洞口 8的氣流的方向平行一致。隧道污染空氣凈化裝置4采用CN101530828A中的方法得到的裝置。具體地，該裝 置沿氣流方向依次由高壓靜電除塵單元、氮氧化物NOjn總碳氫THC吸附/中和凈化單元和 CO常溫催化凈化單元及附屬設(shè)備組成，凈化裝置4布置于凈化機房10內(nèi)，凈化機房10內(nèi)還 布置有凈化主機室、高壓發(fā)生器室、污水處理站、控制室、維修及運輸通道主要設(shè)備用房。隧道污染空氣凈化裝置4的各個處理單元如下1)高壓靜電除塵單元[0047]采用管極式雙區(qū)靜電場結(jié)構(gòu)高壓靜電除塵單元，隧道污染空氣經(jīng)過濾網(wǎng)、荷電區(qū)、 集塵區(qū)、吸附網(wǎng)后，大量顆粒物PM得到去除。2)氮氧化物NOx和總碳氫THC吸附/中和凈化單元吸附劑材料負載于整體式蜂窩載體上，用于N0/THC室溫吸附，HC和NO擴散至吸 附劑，被吸附在孔道內(nèi)；堿液浸潤/負載于整體式蜂窩載體，用于NOx中和凈化。隧道污染 空氣經(jīng)過蜂窩載體，所吸附的NOjn THC，大部分經(jīng)化學反應(yīng)、氣相催化，生成無毒無害產(chǎn)物。3) CO常溫催化凈化單元采用蜂窩狀負載型納米金或鈀等催化劑，即過渡金屬氧化物改性的負載型Pd/C 和PdAi2O3催化劑，催化劑粉體高效涂敷在整體式蜂窩載體上，能在低濃度、常溫濕度和較 高風速條件下工作。隧道污染空氣經(jīng)過整體式蜂窩載體，將co在常溫下直接催化氧化成 CO2，降低空氣中CO含量。機械引風道3、隧道污染空氣凈化裝置4、排風機5和機械排風道6位于道路隧道 1的頂部，與隧道的火災(zāi)煙氣流經(jīng)的空間9分別獨立設(shè)置。煙氣流經(jīng)的空間是隧道本體。由于本實施例中使用的隧道污染空氣凈化裝置4的各凈化單元已在隧道中得到 了一定規(guī)模的示范應(yīng)用，實測數(shù)據(jù)(源于國家科技支撐計劃《道路隧道空氣治理關(guān)鍵技術(shù) 研究及示范工程應(yīng)用》項目)表明，顆粒物PM的凈化效率> 90%、N0X > 80%,CO > 85%, 總HC > 62%, SO2 > 95%，綜合治理效率> 82%。因此，經(jīng)本實用新型的道路隧道凈化排風構(gòu)造后，至少可去除隧道污染空氣中 50%的污染物，剩余的污染物可以通過排到隧道洞口 8直接排放到大氣中，而不需要設(shè)置 風井、風塔排放。應(yīng)當理解，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員無需創(chuàng)造性勞動就可以根據(jù)本實用新型的構(gòu)思 作出諸多修改和變化。因此，凡本領(lǐng)域技術(shù)人員依本實用新型的構(gòu)思在現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上 通過邏輯分析、推理或者有限的實驗可以得到的技術(shù)方案，皆應(yīng)在由本實用新型的權(quán)利要 求書所確定的保護范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種道路隧道凈化排風構(gòu)造，包括引風口 [2]、與所述引風口 [2]聯(lián)通的引風管道 [3]、與所述引風管道[3]相連接的隧道污染空氣凈化裝置W]、與所述隧道污染空氣凈化 裝置[4]連接的風機[5]、與所述風機[5]聯(lián)通的排風管道[6]和與所述排風管道[6]聯(lián)通 的氣體排出口 [7]。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的道路隧道凈化排風構(gòu)造，其特征在于所述引風口[2]與隧 道[1]相連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的道路隧道凈化排風構(gòu)造，其特征在于所述氣體排出口[7] 與具有污染空氣排出功能的隧道洞口 [8]相連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的道路隧道凈化排風構(gòu)造，其特征在于所述引風口[2]與所 述氣體排出口 [7]的距離為50m 200m。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的道路隧道凈化排風構(gòu)造，其特征在于所述隧道洞口[8] 是單向行駛道路隧道的出洞口，或是采用半橫向送風系統(tǒng)的雙向行駛道路隧道的洞口。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的道路隧道凈化排風構(gòu)造，其特征在于所述引風管道[3]、所 述隧道污染空氣凈化裝置W]、所述風機[5]和所述排風管道[6]位于所述隧道[1]的側(cè)面 或頂部。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的道路隧道凈化排風構(gòu)造，其特征在于所述道路隧道凈化排 風構(gòu)造與所述隧道[1]的火災(zāi)煙氣流經(jīng)的空間[9]分別獨立設(shè)置。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的道路隧道凈化排風構(gòu)造，其特征在于所述煙氣流經(jīng)的空間[9]是隧道本體，或是獨立設(shè)置的機械排煙風道。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的道路隧道凈化排風構(gòu)造，其特征在于所述隧道污染空氣凈化裝置W]由高壓靜電除塵單元、高效除N0x、HC、SO2單元和高效 常溫除CO單元及附屬設(shè)備組成。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的道路隧道凈化排風構(gòu)造，其特征在于所述隧道污染空氣凈 化裝置[4]布置于凈化機房[10]內(nèi)。
專利摘要本實用新型公開了一種道路隧道凈化排風構(gòu)造，其包括引風口、與所述引風口聯(lián)通的引風管道、與所述引風管道相連接的隧道污染空氣凈化裝置、與所述隧道污染空氣凈化裝置連接的風機、與所述風機聯(lián)通的排風管道和與所述排風管道聯(lián)通的氣體排出口。本實用新型克服了設(shè)置排風井、排風塔方案和洞口直接排放污染空氣方案的缺點，徹底解決了道路隧道排風井排風塔選址困難、對景觀的不利影響，極大程度減少了隧道對大氣環(huán)境的污染問題。
文檔編號E21F1/08GK201843630SQ201020596809
公開日2011年5月25日 申請日期2010年11月8日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月8日
發(fā)明者何丹農(nóng), 余斌, 劉偉杰, 葉國強, 周文波, 寧佐利, 張中杰, 徐正良, 王卓瑛, 陶建民, 黃愛軍, 齊明山 申請人:上海城建(集團)公司, 上海市城市建設(shè)設(shè)計研究院