[发明专利]一种带电粒子消雾除霾的装置和方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种新型消雾除霾的方法和装置，具体涉及带电粒子消雾除霾的方法和相关的放电装置。

背景技术

近年来,随着社会的迅速发展,工业农业以及生活垃圾排放越来越多,这些污染物不仅包含固体污染物,还有大量的大气污染物,如炼钢厂火力发电站所排放出来的废气等.这些大气污染物对环境产生了很大的危害。这些大气污染物的主要成分有污染气体及污染悬浮颗粒等，尤其是悬浮颗粒，不仅影响大气环境，更给人们的正常生活带来不便，如最近各大城市的雾霾问题。目前雾霾影响已经引起各方重视，所以寻求一种除去空气中颗粒污染物方法技术已经越来越重要了。

目前我国的除尘技术已发展成熟，除尘设备按照除尘原理可分为五类：(1)机械力除尘设备；(2)洗涤式除尘设备；(3)过滤式除尘设备；(4)静电除尘设备；(5)磁力除尘设备。其中机械力除尘设备的除尘效率较低，且只能分离较大的颗粒(颗粒粒径大于10um)；洗涤式除尘设备体积较大，除尘能力低，且用水量多，多用于处理悬浮颗粒粒径较大且浓度较高的烟气。对含有细微悬浮污染物的气体处理效果较差；过滤式除尘设备的运行维护费用较高，需要经常更换滤袋；磁力除尘运行较稳定，但其缺点是只能除特定种类的粉尘。

静电除尘设备的工作原理是当含有污染颗粒物的气体通过接有高压直流电源的阴极线与接地的阳极板之间的高压电场时，阴极电晕放电使得气体被电离，带上负电荷的气体离子在电场力作用下向阳极板运动，在运动过程中，这些带上负电荷的气体离子与污染物颗粒相碰，使这些颗粒带上负电荷，悬浮污染物荷电后在电场力作用下向阳极板运动，最终沉积于阳极板，达到净化气体的目的。静电除尘设备的净化效率较高，但设备较复杂，设备的安装及维护成本等较高，且除尘效果受气体温湿度影响较大。

如上所述，现有的大气除尘技术都存在类似的不足之处：或是除尘效率不高，无法消除几乎所有的污染物颗粒，或是需要较高的安装运行维护成本。这些因素都导致除尘装置无法做到高效率。简单化。低成本。使得除尘设备的普遍推广受到很大限制。大气除尘问题越来越严峻，急需寻求一种新型的除尘方法来解决该问题。

发明内容

针对现有技术中的上述缺陷，本发明的目的在于提供一种能以较低的成本有效地除去空气中污染物颗粒的方法。其能够解决现有除尘设备效率低，成本高，推广难等问题。

电荷消雾除霾的原理：大气中自然的电离现象是普遍存在的。空气中分子由于辐射解离作用变成离子对，这些辐射主要来源于银河宇宙射线，氡同位素放射射线以及地表的伽玛射线。这些离子很少会独立存在于大气中，绝大多数都是以该离子为中心，周围聚集一些水分子。

成核过程是指两个或多个分子，其中一个为水分子，混合在一起形成一个悬浮颗粒。目前已有证据表明宇宙射线电离效应可降低成核势垒，从而聚集形成微小的悬浮物。其中的一些悬浮物成为云中的凝结核。成核过程理论上有以下4种机理：

双分子成核：水分子与另一个分子反应成核。如铵根离子，盐酸分子，硝酸分子等。

三分子成核：水分子与另两个分子反应成核，可以是有机分子，也可以是无机分子。

离子诱导成核：水分子和另一个有机或无机分子及一个离子共同反应。

离子调节成核：水分子与另两个或更多的带电有机或无机分子发生反应，之所以被称为离子调节成核是由于这些成核分子是在反应前被离子带上电荷的。

悬浮微粒一旦形成，就会通过以下几种过程继续增长：

凝聚：液态的水分子附着聚集在悬浮微粒上从而微粒增长。

凝结：水分子由气态变为液态在悬浮微粒上凝结，并释放出热量。悬浮微粒水分子的凝结而增长，直径及质量都所有增加。值得注意的是，带电的悬浮微粒比不带电的悬浮微粒更易吸引水分子凝结，这是因为极性分子在带电体上更易凝结。仿真结果显示，带电颗粒的凝结增长率比不带电颗粒的要高至少两个量级。

吸收：当云中水滴与悬浮颗粒接触后，悬浮颗粒被水滴吸收，如果该悬浮微粒带电，那么这些电荷将转移至水滴上，这些带电的水滴将更容易吸引带电气溶胶。