气溶胶去除方法及其装置与流程

本发明涉及环保领域，特别涉及一种气溶胶去除方法及其装置。

背景技术：

气溶胶是由固体或液体小质点分散并悬浮在气体介质中形成的胶体分散体系，又称气体分散体系。其分散相为固体或液体小质点，大小为5nm～100μm，分散介质为气体。云、雾、尘埃、未燃尽燃料产生的烟、气体中的固体粉尘等都是气溶胶，而目前大气污染主要成分正是气溶胶。气溶胶的详细划分与表述如图1所示。

根据尺寸大小将气溶胶颗粒物定义为如下几类：核级：5nm～50nm，烟级：50nm～10μm，尘级：≥10μm。根据“呼吸沉积”理论可以得知，尘级颗粒物不能通过呼吸道进入体内，7μm～10μm颗粒物可进入咽喉，可深达肺泡沉积，并进入血液和淋巴循环，导致心、肺方面疾病，而室内2.5μm以下颗粒污染物会导致新生儿产生致命疾病。

气溶胶存在于大气环境和室内空气中，气溶胶的危害已被人们逐渐认识。目前市场上出现的空气净化技术主要有：高效尘埃过滤器、光触媒法、活性炭法、水净化、静电式净化器等，这些技术或装置只能去除粒径2.5μm以上的气溶胶，而对于分子级别以及粒径2.5μm以下特别是粒径1μm一下的对人体有巨大伤害作用的气溶胶颗粒即核级以及烟级气溶胶却不能去除。

由于近来空气质量持续下降，室内空气质量相应降低。为改善人类室内居住环境，急需发明一种能够除去核级与烟级气溶胶的技术来确保室内空气的清洁，保障人体健康。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1是气溶胶的详细划分图；

图2是本发明的旋转磁势磁镜腔的内部结构示意图，其中1：横向线圈；2：硅钢片；3：磁镜线圈；

图3是本发明的图2旋转磁势磁镜腔中横向线圈1的接线图；和

图4是本发明的图2旋转磁势磁镜腔中磁镜线圈3的接线图。

技术实现要素：

一般气溶胶的消除，主要靠大气的降水、小粒子间的碰并(凝结或凝并)、凝聚、聚合和沉降过程。但是该过程比较缓慢，且仅在气候比较合适时才能较快的实现；在天气不合适时，例如逆温，低气压等条件下，可能持续数天，所以经常出现雾霾天气，且越来越频繁。

颗粒物的碰并过程通常是自然的热碰并，大小不等的颗粒物碰并后变得更大。一个100nm大小颗粒物，其10秒内的扩散半径平均约23微米。如果每立方厘米有10万个颗粒物，其90％(完成碰并后有一万个颗粒物)时间高达35小时。

在一种实施方式中，本发明提供一种气溶胶去除方法，所述气溶胶通过电场与磁场，并被约束在场内，不断与其他气溶胶颗粒发生凝并或凝结，从而变大变重，最终沉降。

在一种实施方式中，所述电场或磁场是由直流电源和/或交流电源和/或脉冲电源和/或扫频电源产生。

在一种实施方式中，所述磁场通过磁镜装置产生。

在一种实施方式中，所述磁镜装置包括一组相对的横向线圈、一组相对的纵向磁镜线圈和一组相对的硅钢片，所述横向线圈环形镶嵌于硅钢片形成的槽内并固定。

在一种实施方式中，所述横向线圈是一个三相线圈，所述三相线圈一端的极性是相同三个线圈，而另一端的是合并的。

在一种实施方式中，所述横向线圈按照交流电机定子的绕组排列方式排列。

在一种实施方式中，所述纵向磁镜线圈由三相直接供电，其中一相反接。

绝大部分气溶胶都是带电的，而带电粒子在磁场中，如果以垂直于磁力线方向运动，就会被冻结在磁力线上，并沿磁力线做螺旋运动。

对于具有梯度的磁场，会对粒子产生反射作用，这被称为“磁镜”，可以有效的约束带电粒子，位于磁镜的范围内。在有电场和磁场同时存在的条件下，力的方向会垂直于电场和磁场。使得粒子做漂移运动。于是，带电粒子会在规定范围内做宏观运动，增强了凝并与凝结机会，并且不断长大，直到重量增加到超过拉莫半径所需质量，才会逃离磁镜。

气溶胶在磁场中的运动是复杂的，较大颗粒的气溶胶服从宏观气体运动规律，运动速度与气体流速相同；但对于直径小于100nm的气溶胶，则基本服从分子动力学运动规律，即碰撞占主导优势，其运动轨迹是布朗扩散。因此构造了下述“旋转磁势磁镜腔”。

标准磁镜装置是有垒球线圈构成的，广泛应用于高温等离子体装置。但其构造复杂，造价高昂。不适合环保领域应用。本发明直接采用交流电通电线圈，无需特殊电源装置，其造价与交流电机在等量级。

具体实施方式

为了使本领域技术领域人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。所述比例仅为说明，出于各种产品的性能差异，不能理解为精确地比例限制。因此使用的比例是用来说明并非限制本发明。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都应当属于本申请保护的范围。

图2为旋转磁势磁镜腔的内部结构示意图，它包括横向线圈1、硅钢片2和磁镜线圈3。含有带电气溶胶粒子的空气通过磁镜线圈3的一侧进入到腔体，进入腔体的带电气溶胶粒子会受到来自上下方向上以及左右两侧的磁场力作用，在不断变化的磁场作用下，带电气溶胶粒子所受合力的大小和方向均不断变化，导致这些带电气溶胶粒子的运动方向及速度在不断改变，从而大大增加了带电气溶胶粒子之间碰并的儿率，通过碰并结合在一起的粒子就形成一个较大的气溶胶粒子，最后，这些气溶胶粒子通过磁镜线圈的另一侧流出。

图3为图2旋转磁势磁镜腔中横向线圈1的接线图，横向线圈是一个三相线圈，图中1-1、1-2和1-3分别代表一个线圈，其中，这三线圈一端的极性是相同的，而三个线圈的另一端是合并的。线圈按照交流电机定子的绕组排列方式，环形镶嵌于硅钢片形成的槽内，并固定。接上三相交流电后即形成一个旋转磁场。在一个实例中，采用4极结构，交流电50Hz，就是每秒50周，每分钟50*60＝3000周。4极电机就是两对电极，每分钟3000周，就相当于每分钟转3000/2＝1500转，于是磁场旋转速度为1500r/min。

图4为图2旋转磁势磁镜腔中磁镜线圈3的接线图，图中3-1、3-2和3-3分别代表一个线圈，接入三相交流电后，产生稳定的轴向磁镜场。由于直接接入三相交流电，无需直流电源，造价极其低廉。应该看到，其中任意一相的同名端反置后，形成的三相交流电流之和不为零，而是两倍的相电流。

应该理解到披露的本发明不仅仅限于描述的特定的方法、方案和物质，因为这些均可变化。还应理解这里所用的术语仅仅是为了描述特定的实施方式方案的目的，而不是意欲限制本发明的范围，本发明的范围仅受限于所附的权利要求。

本领域的技术人员还将认识到，或者能够确认使用不超过常规实验，在本文中所述的本发明的具体的实施方案的许多等价物。这些等价物也包含在所附的权利要求中。