[发明专利]一种祛除空气中颗粒类污染物的方法与装置

说明书

技术领域

本发明属于空气净化技术领域，具体涉及一种祛除空气中颗粒类污染物的方法和装置。

背景技术

目前，祛除空气中颗粒类污染物的技术主要基于微孔截留效应的过滤，基于吸附截留效应的吸附过滤，基于场效应的静电除尘、负离子和等离子体过滤技术等。

基于微孔截留效应的机械式过滤是最为普遍的过滤方法，为获得更高精度的过滤效果，通常采用的这种基于死端过滤原理的滤芯的压差大、需要更加频繁的更换。

基于吸附截留效应的吸附式过滤方法中，则因为吸附材料巨大的大比表面积及多孔结构特征很容易堵塞，更适合用于气体污染物的祛除。

基于场效应的静电除尘技术是一种利用高压静电场使气体电离从而使尘粒带电吸附到电极上的收尘方法，其风阻虽小但对较大颗粒和纤维捕集效果差，而且会引起放电，且清洗麻烦费时，还容易产生臭氧，形成二次污染，不利于人居环境呼吸；负离子和等离子体法去除室内颗粒污染物的工作原理类似，都是通过使空气中的颗粒物带电，聚结形成较大颗粒而沉降，但颗粒物实际上并未移除，只是附着于附近的表面上，易导致再次扬尘。

更为重要的是，上述传统的这些过滤技术，均难以有效的截留如气体分子大小特征颗粒度以上的空气中颗粒类污染物，难以满足在组分复杂的环境空气中有效的、广谱性的祛除该颗粒类污染物，更因某些技术将产生臭氧等不适于人员呼吸的次生污染物，从而难以满足高洁净度要求的人居应用场合，诸如、十级、百级洁净度要求的手术室等。

发明内容

本发明的目的在于克服传统空气净化技术的缺点，提供一种可从沾染了各种颗粒类污染物的空气中简单、高效、连续的祛除该颗粒类污染物，获得可供人呼吸的新鲜空气的方法和装置。

本发明提供的祛除空气中颗粒类污染物的装置，其结构如附图1所示，包括：

（1）至少一个空气过滤器AF01； 

（2）至少一个升压设备AB01，用于将待净化的空气组分（含颗粒类污染物）引入并排出分离器，并克服流程阻力和提供足额的气量，可安装在膜分离器之前或之后；

（3）至少一组膜分离器M01，膜分离器的膜分离材料采用无孔膜（即致密膜），且该膜分离材料的氧氮分离系数不大于3.5（优选的，不大于2.5，更优选的，不大于2.1）；膜分离器的原料气侧接入待净化的空气组分（含颗粒类污染物），滞留气侧排除经膜分离器分离后的含颗粒类污染物的废气，渗透侧产生经膜分离器之后截留了颗粒类污染物的新鲜空气；当采用多组膜分离器时，其原料气侧、滞留气侧、渗透气侧均并联连接；

（4）至少另一个升压设备AB02，优选真空泵，用以建立膜分离器两侧跨膜压差，以便将经膜分离器净化后的新鲜空气自膜分离器渗透侧（负压侧）抽取出来，并克服后续流程的流体输送的阻力；

（5）将膜分离器原料气侧与过滤器或升压设备AB01连接的将原料空气引入膜分离器的工艺管线；

（6）将膜分离器滞留气侧的含颗粒类污染物与未透过膜分离器的空气组分（统称为废气）引出的工艺管线，当升压设备AB01安装在膜分离器之后时本工艺管线也可连接该升压设备将膜分离器滞留气侧的含颗粒类污染物的废气引出至大气；

（7）将膜分离器渗透气侧与升压设备AB02连接的将已净化的新鲜空气引出膜分离器渗透侧的工艺管线。

如公知技术，装置还包含必要的控制组件，以使得系统动力设备能够正常运行、停止、调节等。

本发明提供的祛除空气中颗粒类污染物的方法即空气净化方法，是基于上述装置的、有别于现有传统空气过滤技术抑或是各种空气过滤技术的组合的净化方法，是一种全新的空气净化方法，也是一种简单、高效、连续的空气净化方法，可获得可供人呼吸的新鲜空气。如附图1所示，具体流程如下：

（1）沾染了各种颗粒类污染物的空气在升压设备AB01的作用下首先进入过滤器AF01，该过滤器AF01仅用以保证膜分离器对原料空气的清洁度要求，可适当延长膜分离器的使用寿命。

（2）经前述步骤处理后的仍然沾染了各种颗粒类污染物的空气（尽管沾染了各种颗粒类污染物的空气经过了过滤器AF01会减少了，但仍然存在有大量颗粒度小于AF01过滤精度的污染物）以一定的风速（进料风速典型的为1～20m/s，优选的，4～10m/s，较佳如8m/s的风速）进入膜分离器M01；并且控制升压设备AB01和另一压设备AB02的升压能力，或在工艺管线上增加调节阀、调节装置以获得分离压力比不大于4倍的工作条件，使得：