一种两相低压驱动超声雾化除臭装置和方法

文档序号:520202 发布日期:2021-06-01 浏览:14次 >En<

阅读说明:本技术 一种两相低压驱动超声雾化除臭装置和方法 (Two-phase low-pressure driving ultrasonic atomization deodorization device and method ) 是由 刘建伟 臧娜娜 陈欣玥 于 2021-01-19 设计创作,主要内容包括:本发明提供了一种两相低压驱动超声雾化除臭装置和方法。包括:依次通过管道连接的压缩空气管理系统、喷雾系统主机和超声雾化喷头,控制系统分别与压缩空气管理系统、喷雾系统主机和超声雾化喷头电路连接。压缩空气管理系统包括空压机、储气罐、空气过滤器、气压阀和气体连接管道,气体连接管道是连接空压机、储气罐、雾化喷头进气口的管道。喷雾系统主机包括多级过滤器、不锈钢机柜、给水管、水压阀、药箱、加药泵、增压泵和管道式加热器。控制系统包括可编程控制器、触摸屏、低压电器、传感器、限压阀和电磁阀。本发明装置适用于开放式污染源或不具备集中收集条件的点、面污染源,集加湿、杀菌和除臭为一体,具有联网操作模式,自动化程度高。(The invention provides a two-phase low-pressure driving ultrasonic atomization deodorization device and a method. The method comprises the following steps: the control system is respectively connected with the compressed air management system, the spraying system host and the ultrasonic atomizing nozzle through circuits. The compressed air management system comprises an air compressor, an air storage tank, an air filter, a pneumatic valve and a gas connecting pipeline, wherein the gas connecting pipeline is a pipeline for connecting the air compressor, the air storage tank and an air inlet of the atomizing spray head. The spraying system host comprises a multi-stage filter, a stainless steel cabinet, a water supply pipe, a hydraulic valve, a medicine chest, a medicine feeding pump, a booster pump and a pipeline type heater. The control system comprises a programmable controller, a touch screen, a low-voltage apparatus, a sensor, a pressure limiting valve and an electromagnetic valve. The device is suitable for an open pollution source or a point or surface pollution source without a centralized collection condition, integrates humidification, sterilization and deodorization, has a networking operation mode, and has high automation degree.)

一种两相低压驱动超声雾化除臭装置和方法

技术领域

本发明涉及恶臭气体处理技术领域,尤其涉及一种两相低压驱动超声雾化除臭装置和方法。

背景技术

在垃圾中转站、垃圾资源化处理车间、污水处理厂和公共厕所等场所常会产生含有恶臭物质的气体,现有的恶臭气体处理方法基本是以集中收集后处理为主,对于开放式的污染源,集中收集成本较高,只能以喷洒除臭剂或化学剂进行中和去除异味,常用的喷洒方式是利用高压泵,将混合后的液体经管道输送到污染区域通过雾化喷头雾化后进行喷洒,达到去除异味的目的。但很多场合产生的恶臭或异味废气收集难度较大或收集成本较高。常规收集-处理方法并不适用这种场景。现有技术中的常规雾化除臭设备只能适用于厕所、养殖场和转运站等场所,自动化程度低、除臭效率低,同时,由于高压雾化喷头孔隙较小,运行压力高,喷头堵塞率较高,当环境温度较低时,异味去除率会降低,管道结冰,造成设备在低温下无法使用等问题。因此,不能适用低温环境。

常规高压喷雾介质是液体,不能适用低温环境,运行压力高、喷头喷孔小(0.2mm)易堵塞;电子超声波雾化传输距离短、震荡膜片易结垢、管道末端易滴漏、环境风速影像雾化效果。

发明内容

本发明的实施例提供了一种两相低压驱动超声雾化除臭装置和方法,运行压力低、适应低温环境、喷头不堵塞、具备降尘功能。

为了实现上述目的,本发明采取了如下技术方案。

根据本发明的一个方面,提供了一种两相低压驱动超声雾化除臭装置,包括:压缩空气管理系统、喷雾系统主机、控制系统、管道和超声雾化喷头,所述压缩空气管理系统、喷雾系统主机和超声雾化喷头依次通过管道连接,所述控制系统分别与压缩空气管理系统、喷雾系统主机和超声雾化喷头电路连接。

优选地,所述压缩空气管理系统包括空压机、储气罐、空气过滤器、气压阀和气体连接管道,所述气体连接管道是连接空压机、储气罐、雾化喷头进气口的管道,所述气体连接管道承压≥10bar。

优选地,所述空压机是螺杆式空气压缩机,压力8bar,产气量≥1000L/min;所述储气罐是立式储气罐,承压≥10bar,容积300L,配有压力表、排污口及阀门、泄压口及阀门和气体出口,排污口定期排污,压力>8bar时泄压阀开启;所述空气过滤器去除压缩空气内>1mm的灰尘,承压≥10bar;所述气压阀是电控调节阀门,显示压力、流量,输出信号反馈至控制界面,使得控制界面显示压力、流量信息。

优选地,所述喷雾系统主机包括多级过滤器、不锈钢机柜、给水管、水压阀、药箱、加药泵、增压泵和管道式加热器。

优选地,所述多级过滤器是三级PPF滤芯,孔隙1um;所述药箱是耐腐材质,装有加热装置,温度低于10℃开启,高于20℃关闭,药箱内设有液位计,液位过低时将自动报警,药箱底部设置排污口,定期排污;所述加药泵可调比例为0.1%-10%,通过控制界面设定加药比例;所述增压泵是给喷头供水的动力源,压力范围1-3bar,流量1-3m3/h;所述管道式加热器是装在给水管上加热装置,冬季低温时开启,加热水源,增加生物活性,防止水在管道内结冰,加热温度10-40℃;所述水压阀是电控调节阀门,显示压力、流量,通过输出信号反馈至控制界面即可显示压力、流量;所述给水管是连接多级过滤器、增压泵和雾化喷头进水口的管道,承压≥8bar,材质为PVC、PPR、PE或者不锈钢管。

优选地,所述超声雾化喷头是气液混合雾化喷头,气体、液体以特定压力在喷头内混合后,由2mm孔喷出撞击前端的中心杆,产生振动频率超过20kHZ的超声波,通过超声波将含有药剂的液体雾化。

优选地,所述控制系统包括不锈钢柜、可编程控制器、触摸屏、低压电器、按钮开关、传感器、限压阀和电磁阀。

优选地,所述传感器包括安装在异味空间的气体浓度传感器和温度传感器。

根据本发明的另一个方面,提供了一种两相低压驱动超声雾化除臭方法,其特征在于,适用于所述的装置,所述方法包括:

压缩空气管理系统在控制系统的控制下,通过空压机和气体连接管道将压缩空气传输至喷雾系统主机、管道和超声雾化喷头,利用压缩空气的温度将管道内壁加热,并且干燥管道和超声雾化喷头;

所述喷雾系统主机将压缩空气和水按照水汽配比混合后,分别通过水、气管路输出到超声雾化喷头,所述超声雾化喷头通过超声波产生水雾颗粒,通过压缩空气将水雾颗粒吹散雾化后,散布在空气中。

优选地,所述的方法还包括:

所述喷雾系统主机中的药箱中的药剂被加药泵以固定比例经三通加入水管,水管中的水、汽和药剂通过三通、软管传输至超声雾化喷头的进水口,到达雾化喷头,含有药剂的液体在高压气体带动下撞击雾化喷头前端的中心杆,产生振动频率超过20kHZ的超声波,通过超声波将含有药剂的液体雾化后散布在空气中,与臭味因子碰撞结合,消除臭味。

优选地,所述的方法还包括:

控制系统中的气体传感器监测到空气中的臭味气体的浓度高于设定的浓度上限阈值后,向控制系统中的编程控制器发送启动除臭信号,可编程控制器授权气管电磁阀打开,经过气管压力阀将压缩空气的输出压力调整至4bar,气管旁通电磁阀打开,水管电磁阀打开,水管压力阀将压缩空气的输出压力调整至4bar,压缩空气以4bar压力通过气管和水管同时传输至超声雾化喷头;

控制系统中的气体传感器监测到空气中的臭味气体的浓度不高于设定的浓度上限阈值后,向控制系统中的编程控制器发送停止除臭信号,可编程控制器控制进水电磁阀、增压泵、管道式加热装置、水路主管电磁阀和加药泵同步关闭,气管旁通电磁阀打开,水管电磁阀打开,水管压力阀将输出压力调整至4bar,压缩空气以4bar压力通过气管和水管同时输至喷头,利用压缩空气的温度将管道内壁加热同时干燥管道和喷头;工作30秒后,气管旁通电磁阀关闭,气管电磁阀关闭,气体浓度控制作业完成,所有设备处于待机。

由上述本发明的实施例提供的技术方案可以看出,本发明实施例的装置适用于开放式污染源或不具备集中收集条件的点、面污染源,集加湿、杀菌和除臭为一体,如公厕、车间、垃圾中转站等场所;能够较好的解决北方地区冬季除臭设备难以运行的问题,具有联网操作模式,自动化程度高。

本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出,这些将从下面的描述中变得明显,或通过本发明的实践了解到。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案,下面将对实施例描述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发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,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他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种两相低压驱动超声雾化除臭装置的结构图;

附图标记:

螺杆空压机1,高压气管2,储气罐3,储气罐压力表4,储气罐泄压阀5,储气罐排污阀6,主气管7,空气过滤器8,A区气管电磁阀9,A区气管压力阀10,A区气管11,三通12,软管13,超声雾化喷头14,B区气管电磁阀15,B区气管压力阀16,B区气管17,气管旁通电磁阀18,A区水管电磁阀19,A区水管压力阀20,三通21,A区水管22,水路主管电磁阀23,水路主管24,B区水管电磁阀25,B区水管压力阀26,B区水管27,管道式加热器28,增压泵29,B区加药泵30,A区加药泵31,多级过滤器32,药箱33,进水电磁阀34,药箱排污口35,药箱低位浮球36,药箱加热装置37,给水口38,喷雾系统主机39,可编程控制器40,A区气体传感器41,A区温度传感器42,B区气体传感器43,B区温度传感器44。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施方式,所述实施方式的示例在附图中示出,其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的,仅用于解释本发明,而不能解释为对本发明的限制。

本技术领域技术人员可以理解,除非特意声明,这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是,本发明的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件,但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。应该理解,当我们称元件被“连接”或“耦接”到另一元件时,它可以直接连接或耦接到其他元件,或者也可以存在中间元件。此外,这里使用的“连接”或“耦接”可以包括无线连接或耦接。这里使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的任一单元和全部组合。

本技术领域技术人员可以理解,除非另外定义,这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是,诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义,并且除非像这里一样定义,不会用理想化或过于正式的含义来解释。

为便于对本发明实施例的理解,下面将结合附图以几个具体实施例为例做进一步的解释说明,且各个实施例并不构成对本发明实施例的限定。

本发明实施例提供的一种两相低压驱动超声雾化除臭装置的结构图如图1所示,包括:压缩空气管理系统、喷雾系统主机、控制系统、管道和超声雾化喷头组成。所述压缩空气管理系统、喷雾系统主机和超声雾化喷头依次通过管道连接,所述控制系统分别与压缩空气管理系统、喷雾系统主机和超声雾化喷头电路连接。图1中的异味区域A可实现手动启动装置、异味区域B可实现自动启动装置,当臭气浓度达到一定限制时,B区气体传感器将会把信号传递给可编程控制器,将A、B两个区域结合使用可以提高对臭气的处理能力以及装置的灵敏性。

其中,压缩空气管理系统包括空压机、储气罐、空气过滤器、气压阀和气体连接管道,喷雾系统主机包括多级过滤器、药箱、加药泵、增压泵和管道式加热器,控制系统包括可编程控制器、传感器、限压阀和电磁阀。该装置的运行压力低,喷头不堵塞,能适用低温环境,具备降尘功能。可根据气体浓度、环境温度调整气、液、药混合比例,低温环境下液体加热及管道液体排空,喷头孔隙大、流速高、不堵塞、工作压力低。

上述装置中的两相是指气相和液相,低压是指低于10bar的压力,超声雾化是利用加压的液体和压缩空气在喷头腔体内混合后高速喷射冲击喷头顶部的振子,振子的高速振动产生振动频率超过20kHZ的超声波,通过超声波将含有药剂的液体破碎成微米级小雾滴,压缩空气再将小雾滴吹散而达到雾化。

上述装置在工作时,通过压缩空气管理系统把压缩空气输送至喷雾系统主机,喷雾系统主机将压缩空气和水按照水汽配比混合后,分别通过水、气管路输出到末端的超声雾化喷头后混合雾化。

喷雾系统主机可对水、气进行压力控制,实现开始喷雾和停止喷雾的控制。喷雾系统主机还具备液体加热和管道排空功能,在零下环境工作时可把液体预加热,工作完毕后利用压缩空气将管道和喷头内的水排出,避免管道和喷头冻结,影响正常使用。

超声波喷嘴产生2~5微米的水雾颗粒,由压缩空气吹散,形成长度2~5米的雾团,水雾颗粒与灰尘和异味分子相互粘结、聚结增大,并在自身的重力作用下沉降,同时与流动的空气进行湿热交换,吸收空气中的热量,达到抑尘、降温,去除恶臭的目的。

压缩空气管理系统中的气体连接管道是连接空压机、储气罐、雾化喷头进气口的管道。空压机是螺杆式空气压缩机,压力≤8bar,产气量≥1000L/min;所述储气罐是立式储气罐,承压≥10bar容积300L,配有压力表、排污口及阀门、泄压口及阀门和气体出口,排污口定期排污,压力>8bar时泄压阀开启;所述空气过滤器可去除压缩空气内>1mm的灰尘,承压≥10bar;所述气压阀是电控调节阀门,显示压力、流量,可输出信号反馈至控制界面显示压力、流量;所述气体连接管道承压≥10bar,材质可以是PVC、PPR、PE、不锈钢管等耐腐蚀材质。

喷雾系统主机中的多级过滤器是三级PPF滤芯,孔隙1um;药箱是耐腐材质,装有加热装置,温度低于10℃开启,高于20℃关闭,液位计,液位低报警,底部设排污口,定期排污;加药泵可调比例为0.1%-10%,通过控制界面设定加药比例;增压泵是给喷头供水的动力源,压力范围1-3bar,流量1-3m3/h;管道式加热器是装在给水管上加热装置,冬季低温时开启,加热水源,增加生物活性,防止水在管道内结冰,加热温度10-40℃;所述水压阀是电控调节阀门,显示压力、流量,通过输出信号反馈至控制界面来显示压力、流量;所述给水管是连接多级过滤器、增压泵和雾化喷头进水口的管道,承压≥8bar,材质可以是PVC、PPR、PE、不锈钢管等耐腐蚀材质。

超声雾化喷头是气液混合雾化喷头,气体、液体以特定压力在喷头内混合后由2mm孔喷出撞击前端的中心杆,产生振动频率超过20kHZ的超声波,通过超声波将含有药剂的液体雾化,喷头无动力件,不易磨损,喷孔大不堵塞。

控制系统中的传感器包括安装在异味空间的气体浓度传感器和温度传感器。

基于上述装置,本发明提供的一种两相低压驱动超声雾化除臭方法包括如下的处理步骤:

S1:空压机常通电,压缩空气在储气罐存储,储气罐压力达到8bar时空压机待机,储气罐压力低于5bar时空压机启动,储气罐压力大于8bar时自动泄压,药箱加热装置常开,高于20℃待机,低于10℃开始加热;

S2:B区气体传感器监测到硫化氢浓度高于45ppm,可编程控制器收到B区气体浓度上限信号;

S3:压缩空气经过空气过滤器去除颗粒物,可编程控制器授权B区气管电磁阀打开,经过气管压力阀将压缩空气的输出压力调整至4bar,气管旁通电磁阀打开,B区水管电磁阀打开,水管压力阀将压缩空气的输出压力调整至4bar,压缩空气以4bar压力通过气管和水管同时传输至超声雾化喷头,利用压缩空气的温度将管道内壁加热,同时干燥管道和喷头;

S4:工作30秒后,气管旁通电磁阀关闭,进水电磁阀、增压泵、管道式加热装置、水路主管电磁阀和B区加药泵同步开启,自来水经过进水电磁阀后通过1μm孔隙多级过滤器净化,去除颗粒物杂质,经过增压泵升压至2bar以上,经过水路主管电磁阀,经过管道式加热器加热至20-30℃,B区水管压力阀将输出压力调整至2bar,加药泵按1:50浓度将药剂注入输水管道,液体以2bar压力通过水管输至超声雾化喷头;

S5:在超声雾化喷头混合后的气、液分别以110L/min和0.5L/min流量,通过2mm的喷孔冲击震荡杆,震荡杆产生振动频率超过20kHZ的超声波,通过超声波将液体破碎实现雾化,雾化后的水珠直径为3-5μm,在压缩空气的带动下呈锥形放射状向外扩散,可见雾化长度2-5米,(多喷头组合使用可抑制灰尘扩散);

S6:B区气体传感器监测到硫化氢浓度低于15ppm,可编程控制器收到B区气体浓度下限信号;

S7:进水电磁阀、增压泵、管道式加热装置、水路主管电磁阀和B区加药泵同步关闭,气管旁通电磁阀打开,B区水管电磁阀打开,水管压力阀将输出压力调整至4bar,压缩空气以4bar压力通过气管和水管同时输至喷头,利用压缩空气的温度将管道内壁加热同时干燥管道和喷头;

S8:工作30秒后,气管旁通电磁阀关闭,B区气管电磁阀关闭,气体浓度控制作业完成,所有设备处于待机。

实施例一

异味区域A手动开启喷雾:

空压机1工作,压缩空气通过高压管2将压缩空气注入储气罐3,压力表4达到8bar时空压机待机,压缩空气经过主气管7、气体过滤器8和A区气管电磁阀9后,再经过A区气管压力阀10调整气压至3bar后,通过A区气管11、三通12、软管13传输到超声雾化喷头14的进气口;市政自来水通过给水口38接入,进水电磁阀34打开,通过多级过滤器32去除颗粒物杂质,经过增压泵29加压后通过待机的管道式加热器28、水路主管24、水路主管电磁阀23和A区水管电磁阀19传输至A区水管压力阀20,经过A区水管压力阀20调整水压至1.5bar,市政自来水被传输到A区水管22。药箱33中的药液被加药泵31以固定比例经三通21加入A区水管22,A区水管22中的水、汽和药液,通过三通12、软管13传输至超声雾化喷头14的进水口,水、汽到达雾化喷头,含有药剂的液体在高压气体带动下撞击喷头前端中心杆,产生振动频率超过20kHZ的超声波,通过超声波将液体雾化后散布在空气中,与臭味因子碰撞结合,从而消除臭味。

实施例二

环境温度-5℃,异味区域B臭气浓度触发喷雾空压机1通电,压缩空气至储气罐3存储,储气罐3压力达到8bar时空压机1待机,储气罐3压力低于5bar时空压机1启动,储气罐3压力大于8bar储气罐泄压阀5时自动泄压,药箱加热装置37常开,高于20℃待机,低于10℃开始加热;B区气体传感器43监测到硫化氢浓度高于45ppm,控制系统中的可编程控制器40收到B区气体浓度上限信号,压缩空气经过空气过滤器8去除颗粒物,可编程控制器40授权B区气管电磁阀15打开,经过气管压力阀16将输出压力调整至4bar;气管旁通电磁阀18打开,B区水管电磁阀25打开,B区水管压力阀26将输出压力调整至4bar,压缩空气以4bar压力通过气管17和水管27同时输至超声雾化喷头,利用压缩空气温度将管道内壁加热,同时干燥管道17、27和超声雾化喷头;工作30秒后,气管旁通电磁阀18关闭,进水电磁阀34、增压泵29、管道式加热装置28、水路主管电磁阀23和B区加药泵31同步开启,自来水经过进水电磁阀34后通过1μm孔隙多级过滤器32净化,去除颗粒物杂质,经过增压泵29升压至2bar以上,经过管道式加热器28加热至20-30℃,经过水路主管电磁阀23和B区水管电磁阀25传输至B区水管压力阀26,B区水管压力阀26将自来水的输出压力调整至2bar后,将自来水传输至超声雾化喷头。

B区加药泵31按1:50浓度将药剂液体注入输水管道27,药剂液体以2bar压力通过水管27传输至超声雾化喷头;在超声雾化喷头混合后的气、液分别以110L/min和0.5L/min流量,通过2mm的喷孔冲击震荡杆实现雾化,雾化后的水珠直径为3-5μm,在压缩空气的带动下呈锥形放射状向外扩散,单个喷头可见雾化长度为2-5米。B区气体传感器43监测到硫化氢浓度低于15ppm,可编程控制器40收到B区气体浓度下限信号,进水电磁阀34、增压泵29、管道式加热装置28、水路主管电磁阀23和B区加药泵31同步关闭,气管旁通电磁阀18打开,B区水管电磁阀25打开,水管压力阀26将输出压力调整至4bar,压缩空气以4bar压力通过气管17和水管27同时输至喷头,利用压缩空气的温度将管道内壁加热,同时干燥管道和喷头;工作30秒后,气管旁通电磁阀18关闭,B区气管电磁阀15关闭,气体浓度控制作业完成,所有设备处于待机。

综上所述,本发明实施例的装置适用于开放式污染源或不具备集中收集条件的点、面污染源,集加湿、杀菌和除臭为一体,如公厕、车间、垃圾中转站等场所;能够较好的解决北方地区冬季除臭设备难以运行的问题,具有联网操作模式,自动化程度高。

本发明实施例的装置的运行压力低、适应低温环境、喷头不堵塞、具备降尘功能。可根据气体浓度、环境温度,调整气、液、药混合比例,低温环境下液体加热及管道液体排空,喷头孔隙大、流速高、不堵塞、工作压力低。本领域普通技术人员可以理解:附图只是一个实施例的示意图,附图中的模块或流程并不一定是实施本发明所必须的。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述,各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可,每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其,对于装置或系统实施例而言,由于其基本相似于方法实施例,所以描述得比较简单,相关之处参见方法实施例的部分说明即可。以上所描述的装置及系统实施例仅仅是示意性的,其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的,作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元,即可以位于一个地方,或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下,即可以理解并实施。

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,可轻易想到的变化或替换,都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此,本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

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