一种重污染废气净化用仿蒲公英自脱落式过滤装置的制作方法

本发明涉及环保技术领域，更具体地说，涉及一种重污染废气净化用仿蒲公英自脱落式过滤装置。

背景技术：

废气净化主要是指针对工业场所产生的工业废气诸如粉尘颗粒物、烟气烟尘、异味气体、有毒有害气体进行治理的工作。常见的废气净化有工厂烟尘废气净化、车间粉尘废气净化、有机废气净化、废气异味净化、酸碱废气净化、化工废气净化等。

废气的处理应从两方面进行：一是针对悬浮粒状污染物的废气除尘；二是针对气态污染物的废气净化气态污染物的控制主要是利用物化性质，如溶解度、吸附饱和度、露点及选择化学反应等的差异，将污染物从废气中分离出来；或者将污染物转化为无害或易于处理的物质。废气净化的基本方法有吸收法、吸附法、冷凝法、催化转化法及燃烧法等。

大气污染的治理技术概述大气污染的治理技术是重要的大气环境保护对策措施，洁净燃烧技术是在燃烧过程减少污染物排放与提高燃料利用效率的加工、燃烧、转化和污染排放控制等所有技术的总称，二氧化硫、氮氧化物和烟（粉）尘是我国主要的大气污染物，减少二氧化硫、氮氧化物和烟（粉）尘的排放，对于保护和改善大气环境，不仅非常重要，而且十分紧迫。

而废弃净化中的先锋处理非过滤莫属，因此过滤的精细程度往往也决定了后续处理步骤的质量和难度，为此越来越多的过滤器涌现出来，提高对废气的过滤效果，但是重污染废气在过滤时的难度和要求更高，如果直接通过精细的过滤器来进行过滤的话，尽管具有较佳的过滤效果，例如工业废气净化中常用的布袋除尘器，对大颗粒杂质和烟尘的处理效果较佳，但是其主要是通过物理作用实现阻挡，而重污染废气的成分复杂且温度较高，直接通过布袋除尘器的话，一方面高温烟气直接接触会对其有一定的损伤，一般需要另外降温处理，另一方面大量固体颗粒和杂质会吸附在布袋除尘器表面影响废气的通过速率，降低过滤效果，需要停机或者其它处理手段恢复其过滤性能，这一过程往往占用大量时间，耽误废气净化的整体进度，另外就是在物理作用下的过滤效果一般，很多有毒气体等其它成分需要后续处理工艺另行处理，增加后续处理难度和时间。

技术实现要素：

1．要解决的技术问题

针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种重污染废气净化用仿蒲公英自脱落式过滤装置，它可以实现模仿蒲公英的自脱落行为，将现有的过滤网单元化，以类似柔毛的分布形式展开，形成初步的空间过滤网，同时基于活性炭纤维材料的优异吸附性能，在过滤大粒径固体颗粒的同时，主动吸附废气含有的杂质和有害物质，为后续的废气净化降低处理难度，同时其是基于磁力连接的方式起到悬挂作用，待至吸附饱和后重量增大，抵抗磁力后产生脱落行为，不再阻挡废气的流通，配合后续的精细过滤处理实现不停机不降速的预过滤，同时采用润湿液体的方式，提高对废气的净化效果，针对废气特点选用合适的液体，不仅起到对废气的冷却作用，同时通过液体自身的滞留作用和对废气中有害物质的化学反应作用，进一步增加净化效果，同时在脱落后进行脱附处理，方便回收集中处理污染物，且可以重复循环利用，符合可持续发展的环保理念。

2．技术方案

为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。

一种重污染废气净化用仿蒲公英自脱落式过滤装置，包括过滤箱体，所述过滤箱体侧壁上开凿有多个呈环形阵列分布的进气孔，所述过滤箱体内安装有自脱落式过滤组件，所述自脱落式过滤组件包括吸附基环和多个过滤单体，且多个过滤单体均匀分布在吸附基环下侧，所述吸附基环内侧设有多个呈网格分布的磁铁环，所述磁铁环上端固定连接有储液盒，相邻的所述储液盒之间固定连接有连接丝，且周向外侧的连接丝与吸附基环内端固定连接，所述过滤单体包括上下依次分布的磁吸根部、滞留茎部、发散冠部，所述发散冠部外端固定连接有多个均匀分布的过滤绒毛，且发散冠部与过滤绒毛之间一体成型，所述发散冠部外表面包裹有吸附球壳，所述过滤绒毛外表面包裹有吸附表层。

进一步的，所述储液盒内开凿有流通空腔，所述磁铁环内端开凿有与流通空腔相连通的流道，其中一个所述储液盒上端固定连通有进液管，所述进液管远离储液盒一端安装有增压泵，所述储液盒下端开凿有滴液孔，所述滞留茎部内端开凿有与磁吸根部相匹配的顺液孔，所述发散冠部内端开凿有与顺液孔相连通的球形储液腔，所述发散冠部上开凿有多个均匀分布的导液微孔，可以实现根据重污染废气的特性从外部添加合适的液体，例如废气中二氧化硫含量较高，可以添加适量的碱性溶液，用来中和废气中的二氧化硫，提高废气净化效果，同时液体本身对烟尘具有一定的降温效果和滞留效果，提升对废气的过滤效果。

进一步的，所述磁铁环的内径大于磁吸根部的内径小于磁吸根部的外径，所述磁铁环下端固定连接有与磁吸根部相匹配的纠偏环，且纠偏环的内径略大于磁吸根部的外径，纠偏环起到对磁吸根部的磁吸导向作用，防止出现磁吸根部和磁铁环出现严重错位的现象，进而导致液体无法从磁铁环流至磁吸根部内完成后续的润湿工作。

进一步的，所述磁吸根部采用铁磁性金属材料制成，所述磁铁环下端涂覆有纳米防水层，且磁铁环对磁吸根部的磁吸力略大于过滤单体的重力，可以保证磁铁环在正常状态吸附住过滤单体不至于脱落，纳米防水层的作用一方面可以避免液体的泄漏，另外一方面可以利用液体的表面张力提高对磁吸根部的吸附力。

进一步的，所述滞留茎部外端开凿有多个吸附微孔，所述吸附微孔内设置有相贴合的膨润土吸附层，由于滞留茎部相对于磁吸根部之间的空间更大，废气在经过磁吸根部形成的空间网络结构后由于气压原因，会出现膨胀流向吸附微孔的现象，因此设置的膨润土吸附层可以直接吸附漏率的固体颗粒，提高过滤效果，同时延长废气的滞留时间，使得过滤绒毛的吸附可以更加充分。

进一步的，所述滞留茎部、发散冠部和过滤绒毛均采用轻质塑料制成，所述吸附球壳和吸附表层均采用活性炭纤维材料，所述活性炭纤维的直径为5-20μm，比表面积为1000-1500m2/g，平均孔径为1.0-4.0nm，活性炭纤维具有比粒状活性碳更大的吸附容量和更快的吸附动力学性能，在液相、气相中对有机物和阴、阳离子吸附效率高，吸、脱附速度快，可再生循环使用，同时耐酸、碱，耐高温，适应性强，导电性和化学稳定性好，是一种比较理想的环保材料。

进一步的，所述发散冠部的半径与过滤绒毛的长度比为1:2-8，给过滤绒毛预留充分的吸附空间，在提高废气通过速率的同时提高过滤效率和质量，避免发散冠部占用太多空间阻挡废气的通过。

进一步的，相邻的一对所述过滤单体之间的最短距离正好是过滤绒毛长度的两倍，可以使得过滤绒毛形成饱满严密无空隙的空间过滤网形式，提高过滤效果，不易出现过滤死角。

进一步的，所述吸附基环下侧设有回收平台，所述回收平台内安装有电磁铁，所述过滤箱体内侧壁上开凿有一对竖直且对称分布的升降槽，所述升降槽内安装有电动滑台，所述电动滑台上的电动滑块与回收平台之间固定连接，可以收集脱落后的过滤单体进行集中脱附处理，同时在处理完成后直接送到吸附基环下侧，利用磁吸作用自动吸附安装完成复位，重新循环利用继续过滤。

进一步的，所述自脱落式过滤组件的数量可以为多个，不同所述自脱落式过滤组件的过滤单体尺寸保持差异，且自上至下尺寸逐渐增大，技术人员可以根据现场待过滤废气的实际情况选择合适的自脱落式过滤组件数量，理论上越多过滤效果越好，但是过滤速度有所下降，应当按照实际情况作出合理调整。

3．有益效果

相比于现有技术，本发明的优点在于：

（1）本方案可以实现模仿蒲公英的自脱落行为，将现有的过滤网单元化，以类似柔毛的分布形式展开，形成初步的空间过滤网，同时基于活性炭纤维材料的优异吸附性能，在过滤大粒径固体颗粒的同时，主动吸附废气含有的杂质和有害物质，为后续的废气净化降低处理难度，同时其是基于磁力连接的方式起到悬挂作用，待至吸附饱和后重量增大，抵抗磁力后产生脱落行为，不再阻挡废气的流通，配合后续的精细过滤处理实现不停机不降速的预过滤，同时采用润湿液体的方式，提高对废气的净化效果，针对废气特点选用合适的液体，不仅起到对废气的冷却作用，同时通过液体自身的滞留作用和对废气中有害物质的化学反应作用，进一步增加净化效果，同时在脱落后进行脱附处理，方便回收集中处理污染物，且可以重复循环利用，符合可持续发展的环保理念。

（2）储液盒内开凿有流通空腔，磁铁环内端开凿有与流通空腔相连通的流道，其中一个储液盒上端固定连通有进液管，进液管远离储液盒一端安装有增压泵，储液盒下端开凿有滴液孔，滞留茎部内端开凿有与磁吸根部相匹配的顺液孔，发散冠部内端开凿有与顺液孔相连通的球形储液腔，发散冠部上开凿有多个均匀分布的导液微孔，可以实现根据重污染废气的特性从外部添加合适的液体，例如废气中二氧化硫含量较高，可以添加适量的碱性溶液，用来中和废气中的二氧化硫，提高废气净化效果，同时液体本身对烟尘具有一定的降温效果和滞留效果，提升对废气的过滤效果。

（3）磁铁环的内径大于磁吸根部的内径小于磁吸根部的外径，磁铁环下端固定连接有与磁吸根部相匹配的纠偏环，且纠偏环的内径略大于磁吸根部的外径，纠偏环起到对磁吸根部的磁吸导向作用，防止出现磁吸根部和磁铁环出现严重错位的现象，进而导致液体无法从磁铁环流至磁吸根部内完成后续的润湿工作。

（4）磁吸根部采用铁磁性金属材料制成，磁铁环下端涂覆有纳米防水层，且磁铁环对磁吸根部的磁吸力略大于过滤单体的重力，可以保证磁铁环在正常状态吸附住过滤单体不至于脱落，纳米防水层的作用一方面可以避免液体的泄漏，另外一方面可以利用液体的表面张力提高对磁吸根部的吸附力。

（5）滞留茎部外端开凿有多个吸附微孔，吸附微孔内设置有相贴合的膨润土吸附层，由于滞留茎部相对于磁吸根部之间的空间更大，废气在经过磁吸根部形成的空间网络结构后由于气压原因，会出现膨胀流向吸附微孔的现象，因此设置的膨润土吸附层可以直接吸附漏率的固体颗粒，提高过滤效果，同时延长废气的滞留时间，使得过滤绒毛的吸附可以更加充分。

（6）滞留茎部、发散冠部和过滤绒毛均采用轻质塑料制成，吸附球壳和吸附表层均采用活性炭纤维材料，活性炭纤维的直径为5-20μm，比表面积为1000-1500m2/g，平均孔径为1.0-4.0nm，活性炭纤维具有比粒状活性碳更大的吸附容量和更快的吸附动力学性能，在液相、气相中对有机物和阴、阳离子吸附效率高，吸、脱附速度快，可再生循环使用，同时耐酸、碱，耐高温，适应性强，导电性和化学稳定性好，是一种比较理想的环保材料。

（7）发散冠部的半径与过滤绒毛的长度比为1:2-8，给过滤绒毛预留充分的吸附空间，在提高废气通过速率的同时提高过滤效率和质量，避免发散冠部占用太多空间阻挡废气的通过。

（8）相邻的一对过滤单体之间的最短距离正好是过滤绒毛长度的两倍，可以使得过滤绒毛形成饱满严密无空隙的空间过滤网形式，提高过滤效果，不易出现过滤死角。

（9）吸附基环下侧设有回收平台，回收平台内安装有电磁铁，过滤箱体内侧壁上开凿有一对竖直且对称分布的升降槽，升降槽内安装有电动滑台，电动滑台上的电动滑块与回收平台之间固定连接，可以收集脱落后的过滤单体进行集中脱附处理，同时在处理完成后直接送到吸附基环下侧，利用磁吸作用自动吸附安装完成复位，重新循环利用继续过滤。

（10）自脱落式过滤组件的数量可以为多个，不同自脱落式过滤组件的过滤单体尺寸保持差异，且自上至下尺寸逐渐增大，技术人员可以根据现场待过滤废气的实际情况选择合适的自脱落式过滤组件数量，理论上越多过滤效果越好，但是过滤速度有所下降，应当按照实际情况作出合理调整。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明过滤单体部分过滤状态下的结构示意图；

图3为本发明吸附基环部分的俯视图；

图4为本发明过滤单体部分的内部结构示意图；

图5为本发明过滤绒毛的结构示意图。

图中标号说明：

1过滤箱体、2吸附基环、3过滤单体、31磁吸根部、32滞留茎部、33发散冠部、34过滤绒毛、4回收平台、5电磁铁、6电动滑台、7进液管、8增压泵、9磁铁环、10储液盒、11连接丝、12吸附微孔、13吸附球壳、14吸附表层、15纠偏环。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，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他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“顶/底端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接，可以是机械连接，也可以是电连接，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通，对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例1：

请参阅图1-3，一种重污染废气净化用仿蒲公英自脱落式过滤装置，包括过滤箱体1，过滤箱体1侧壁上开凿有多个呈环形阵列分布的进气孔，过滤箱体1内安装有自脱落式过滤组件，自脱落式过滤组件包括吸附基环2和多个过滤单体3，且多个过滤单体3均匀分布在吸附基环2下侧，吸附基环2内侧设有多个呈网格分布的磁铁环9，磁铁环9上端固定连接有储液盒10，相邻的储液盒10之间固定连接有连接丝11，且周向外侧的连接丝11与吸附基环2内端固定连接，过滤单体3包括上下依次分布的磁吸根部31、滞留茎部32、发散冠部33，发散冠部33外端固定连接有多个均匀分布的过滤绒毛34，且发散冠部33与过滤绒毛34之间一体成型，过滤绒毛34起到定形的作用，避免柔性带来气流冲击出现变形孔隙的现象，发散冠部33外表面包裹有吸附球壳13，过滤绒毛34外表面包裹有吸附表层14。

相邻的一对过滤单体3之间的最短距离正好是过滤绒毛34长度的两倍，可以使得过滤绒毛34形成饱满严密无空隙的空间过滤网形式，提高过滤效果，不易出现过滤死角。

磁铁环9的内径大于磁吸根部31的内径小于磁吸根部31的外径，磁铁环9下端固定连接有与磁吸根部31相匹配的纠偏环15，且纠偏环15的内径略大于磁吸根部31的外径，纠偏环15起到对磁吸根部31的磁吸导向作用，防止出现磁吸根部31和磁铁环9出现严重错位的现象，进而导致液体无法从磁铁环9流至磁吸根部31内完成后续的润湿工作，磁吸根部31采用铁磁性金属材料制成，磁铁环9下端涂覆有纳米防水层，且磁铁环9对磁吸根部31的磁吸力略大于过滤单体3的重力，可以保证磁铁环9在正常状态吸附住过滤单体3不至于脱落，纳米防水层的作用一方面可以避免液体的泄漏，另外一方面可以利用液体的表面张力提高对磁吸根部31的吸附力，滞留茎部32外端开凿有多个吸附微孔12，吸附微孔12内设置有相贴合的膨润土吸附层，由于滞留茎部32相对于磁吸根部31之间的空间更大，废气在经过磁吸根部31形成的空间网络结构后由于气压原因，会出现膨胀流向吸附微孔12的现象，因此设置的膨润土吸附层可以直接吸附漏率的固体颗粒，提高过滤效果，同时延长废气的滞留时间，使得过滤绒毛34的吸附可以更加充分，滞留茎部32、发散冠部33和过滤绒毛34均采用轻质塑料制成，吸附球壳13和吸附表层14均采用活性炭纤维材料，活性炭纤维的直径为5-20μm，比表面积为1000-1500m2/g，平均孔径为1.0-4.0nm，活性炭纤维具有比粒状活性碳更大的吸附容量和更快的吸附动力学性能，在液相、气相中对有机物和阴、阳离子吸附效率高，吸、脱附速度快，可再生循环使用，同时耐酸、碱，耐高温，适应性强，导电性和化学稳定性好，是一种比较理想的环保材料，发散冠部33的半径与过滤绒毛34的长度比为1:2-8，给过滤绒毛34预留充分的吸附空间，在提高废气通过速率的同时提高过滤效率和质量，避免发散冠部33占用太多空间阻挡废气的通过。

请参阅图4，储液盒10内开凿有流通空腔，磁铁环9内端开凿有与流通空腔相连通的流道，其中一个储液盒10上端固定连通有进液管7，进液管7远离储液盒10一端安装有增压泵8，储液盒10下端开凿有滴液孔，滞留茎部32内端开凿有与磁吸根部31相匹配的顺液孔，发散冠部33内端开凿有与顺液孔相连通的球形储液腔，发散冠部33上开凿有多个均匀分布的导液微孔，可以实现根据重污染废气的特性从外部添加合适的液体，例如废气中二氧化硫含量较高，可以添加适量的碱性溶液，用来中和废气中的二氧化硫，提高废气净化效果，同时液体本身对烟尘具有一定的降温效果和滞留效果，提升对废气的过滤效果。

请继续参阅图1，吸附基环2下侧设有回收平台4，回收平台4内安装有电磁铁5，过滤箱体1内侧壁上开凿有一对竖直且对称分布的升降槽，升降槽内安装有电动滑台6，电动滑台6上的电动滑块与回收平台4之间固定连接，可以收集脱落后的过滤单体3进行集中脱附处理，同时在处理完成后直接送到吸附基环2下侧，利用磁吸作用自动吸附安装完成复位，重新循环利用继续过滤，自脱落式过滤组件的数量可以为多个，不同自脱落式过滤组件的过滤单体3尺寸保持差异，且自上至下尺寸逐渐增大，技术人员可以根据现场待过滤废气的实际情况选择合适的自脱落式过滤组件数量，理论上越多过滤效果越好，但是过滤速度有所下降，应当按照实际情况作出合理调整。

值得注意的是，过滤单体3的具体尺寸应该根据实际的废气污染程度和过滤要求而定，本实施例中不做限定，同时本领域技术人员应当知晓，本发明在低过滤要求的情况下可以直接用于过滤，在高精度过滤要求的情况下，自脱落式过滤组件上方还应安装有现有的精细过滤器，可以显著降低精细过滤器的过滤压力和后续其余净化处理的难度。

本发明可以实现模仿蒲公英的自脱落行为，将现有的过滤网单元化，以类似柔毛的分布形式展开，形成初步的空间过滤网，同时基于活性炭纤维材料的优异吸附性能，在过滤大粒径固体颗粒的同时，主动吸附废气含有的杂质和有害物质，为后续的废气净化降低处理难度，同时其是基于磁力连接的方式起到悬挂作用，待至吸附饱和后重量增大，抵抗磁力后产生脱落行为，不再阻挡废气的流通，配合后续的精细过滤处理实现不停机不降速的预过滤，同时采用润湿液体的方式，提高对废气的净化效果，针对废气特点选用合适的液体，不仅起到对废气的冷却作用，同时通过液体自身的滞留作用和对废气中有害物质的化学反应作用，进一步增加净化效果，同时在脱落后进行脱附处理，方便回收集中处理污染物，且可以重复循环利用，符合可持续发展的环保理念。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式；但本发明的保护范围并不局限于此。任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其改进构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围内。