本实用新型涉及空气净化技术领域，具体是一种在液体中将气体均匀分散为微气泡的装置。
背景技术：
大气污染是我国目前最突出的环境问题之一，粉尘污染及化工废气是大气污染物的重要来源。粉尘污染是由工业生产造成的固体小颗粒飞散在空气中形成的大气污染，化工废气是指在化工生产中由化工厂排出的有毒有害的气体。随着我国城市建设及工业的高速发展，粉尘污染及化工废气导致的空气污染问题日益凸显。大量的工业粉尘及化工废气排入大气，必然使大气环境质量下降，给人体健康带来严重危害，给国民经济造成巨大损失。
近年来，我国因粉尘及化工废气导致的大气污染频繁发生。2010年2月24日，河北省秦皇岛市骊骅淀粉厂发生粉尘爆炸事故，事故导致20人死亡、49人受伤，直接经济损失2千万元。2012年1月，哈市东部地区化工废气污染严重，天气烟雾浓厚，严重影响市民出行和生活；2013年3月27日，河北临城4家石灰粉厂粉尘污染严重，工厂附近山丘、树木都被白色粉末覆盖，严重影响当地居民的生活。由此可见粉尘污染或废气引发的大气污染严重影响人们的生活环境，影响了我国的经济发展。因此，如何有效治理粉尘及废气污染是亟待解决的问题。
湿法除尘技术是使粉尘或废气与液体(一般为水)密切接触，将粉尘或废气从空气中分离出来的技术。湿法降尘技术由于占地面积小、操作简单、能耗小的特点，在很多工业粉尘及废气治理领域具有较大的优势，但是该技术存在水气交换不充分导致含有粉尘的空气或废气不能充分分散在水体中。因此，导致粉尘或废气与水或者水雾充分接触，而导致粉尘或废气处理效率低的缺点，因此这些缺点限制了湿法降尘技术的发展及应用领域。
目前，关于将空气分散入水中的方法有风机导入法、曝气法(常规曝气、微孔曝气、微纳米曝气)、水雾喷洒法等。
在实用新型名称为“雾霾空气过滤清理机”的中国专利(申请号：201410103534.7)中，公布了一种雾霾空气过滤清理机，该
过滤机由风机不断抽入导气筒内的雾霾空气，经过锥形分流器进入水中，通过水过滤后冒出，然后在气压的作用下经过过滤器的过滤有过滤器的出气管排出水箱。由于该过滤机采用风机及分流器把气体导入水中，因此在雾霾空气在水中产生的气泡较大，与水的混匀程度有限，去除效果有限。通过过滤器来过滤空气所需的过滤材料要求较高，长时间过滤器容易堵塞，过滤器的清洗维护也要耗费一定的人力。
实用新型专利“高压细水雾掘进机降尘装置”(申请号2013100918733)公布了一种水雾降尘装置，水雾降尘是使用喷嘴进行水雾喷洒从而产生粉尘沉降，这类水雾粉尘处理技术国内也有很多厂家有了成型产品。这些水雾降尘技术喷洒多采用普通的喷嘴，由于水压较低，严重地影响喷雾降尘效果。也有采用超声波雾化(专利申请号201210003416X)、泡沫降尘(专利申请号2012102489297、2013107288320)、预电荷喷雾(专利申请号2014206616722)等技术，从而提高尘粒与尘粒、雾粒与尘粒的凝聚效率以及雾化程度来提高粉尘的降尘效率，但由于这些雾化技术成本较高，操作较为复杂，因此在工程施工实际应用中极少采用。
在实用新型名称为“用于分散水中气泡的多孔板增氧装置”的中国专利(申请号：201510429787.8)中，公布了一种利用多孔板上(孔径均为0.5mm～3mm)切割打散曝气装置鼓入水中的气泡的装置，该装置适用于水质净化和水体增氧。由于多孔板上的孔径是固定的，由于含有粉尘及废气的空气中含有大量的颗粒物，采用多孔板装置处理容易造成堵塞，影响粉尘及废气的处理效率。
在实用新型名称为“一种高效的气液反应装置”(申请号：2016100601661)及“一种纳米气泡发生器及其应用”(申请号：2015107799310)的中国专利中，公布了利用微孔曝气器及高速转子叶轮结合微孔曝气头将气体充分分散为微小气泡的方法及装置。微孔曝气是利用微孔曝气头上的微小孔发生气泡。由于粉尘污染及废气的空气中含有大量的颗粒物，利用微孔曝气及微纳米曝气极易造成堵塞，增大了处理能耗，且微孔曝气及微纳米曝气处理量有限。
由此可见，上述粉尘或废气净化装置或是用风机把空气导入水中产生的气泡较大，与水的混匀程度有限；或是向表面活性剂中通入比空气轻的气体增加人力物力，表面活性剂容易造成二次污染；或是采用曝气的方法(如微孔曝气、微纳米曝气)等方法，过滤机过滤雾霾空气，对过滤材料要求较高，长时间过滤器容易堵塞，过滤器的清洗维护也要耗费一定的人力。采用用曝气的方法(如微孔曝气、微纳米曝气)等方法，曝气管容易产生堵塞，增大处理能耗。因此，开发一种处理简单、处理方式不产生二次污染、不产生堵塞，能在液体中充分将含粉尘的空气或废气均匀分散为微气泡，从而提高粉尘及废气与液体的接触效率的粉尘或废气净化方法是非常必要的。
技术实现要素：
本实用新型的目的是针对现有技术的不足，提供一种在液体中把气体(粉尘污染空气或废气)均匀分散为微气泡的装置，本实用新型设计巧妙、装置结构简单、运行维护方便，可解决现有粉尘及废气处理技术存在的气液交换不充分、容易堵塞、处理能耗大的问题。
一种在液体中将气体均匀分散为微气泡的装置，包括容器、设于容器内腔底部的孔隙挡网，孔隙挡网与容器底壁之间形成气体充入腔，容器中装入有净化溶液，孔隙挡网上方设有由多个圆形散粒体堆砌而成的散粒体堆层，底层和上层之间的圆形散粒体相互配合形成多个相同大小的间隙，散粒体堆层上方设有散粒体挡网，孔隙挡网和散粒体挡网的孔隙的直径小于散粒体的直径，容器中插入有进气管道，进气管道由上至下依次穿过散粒体挡网、散粒体堆层后与孔隙挡网相连，含有粉尘的空气或废气通过进气管道鼓入容器底部的气体充入腔，然后向上方扩散，含有粉尘的空气或废气经过散粒体堆层后被充分破碎为微气泡分散至净化溶液中进行净化。
进一步的，圆形散粒体的直径在2.5mm-10mm之间。
进一步的，圆形散粒体由耐酸耐腐蚀的材料制成。
进一步的，所述耐酸耐腐蚀的材料为玻璃或陶瓷。
进一步的，孔隙挡网和散粒体挡网为钢丝网。
进一步的，所述净化溶液为自来水或纯水或酸、碱液。
进一步的，所述进气管道由卫生级聚氯乙烯树脂为主要原料制成的PVC-M管道组成。
进一步的，孔隙挡网和散粒体挡网的四周固定在容器侧壁。
进一步的，靠孔隙挡网底部一侧设置多个孔隙挡板支柱，用于支撑孔隙挡网。
本实用新型利用散粒体堆层将粉尘污染空气或废气分散为微气泡分散至液体中，粉尘及废气与净化溶液中的净化溶液充分剧烈混合，从而分离至净化溶液中。由于散粒体堆层是由单个散粒体堆砌而成，因此不存在微孔板或微孔曝气管存在的堵塞问题。本实用新型解决目前粉尘污染空气或废气湿法处理技术中采用的气泡分散技术存在的气泡较大、与水接触不充分、容易堵塞及处理能耗大的问题，适用于工业企业、工程施工等各种场所产生的粉尘及废气治理，具有巨大的推广应用价值。
附图说明
图1是本实用新型在液体中把气体均匀分散为微气泡的装置其中一个实施例的结构示意图；
图2是本实用新型在液体中把气体均匀分散为微气泡的装置其中一个实施例的俯视图；
图3是本实用新型在液体中把气体均匀分散为微气泡的装置其中一个实施例中孔隙挡网的俯视图；
图4是本实用新型在液体中把气体均匀分散为微气泡的装置其中一个实施例中散粒体堆层的堆砌结构示意图。
图中：1—进气管道，2—净化溶液，3—孔隙挡网，4—孔隙挡网支柱，5—散粒体挡网，6—圆形散粒体，7—散粒体堆层，8—容器。
具体实施方式
下面将结合本实用新型中的附图，对本实用新型中的技术方案进行清楚、完整地描述。
请参考图1及图2，本实用新型在液体中把气体均匀分散为微气泡的装置其中一个实施例包括容器8、设于容器内腔底部的孔隙挡网3，容器8中装入有净化溶液2。所述孔隙挡网3类似于钢丝网的结构，孔隙挡网3的四周固定在容器8侧壁，靠孔隙挡网3底部一侧设置多个孔隙挡板支柱4，用于支撑孔隙挡网3。孔隙挡网3可设在容器8底部上方约1/5处。
所述孔隙挡网3上方设有由多个圆形散粒体6堆砌而成的散粒体堆层7，散粒体堆层7具有多层结构(如图4所示为四层)，底层和上层之间的圆形散粒体6相互配合形成多个相同大小的间隙。散粒体堆层7可根据需要堆放若干层，不同的堆放层数可产生不同直径的均匀气泡，产生不同的粉尘及废气净化效果。
所述孔隙挡网3的孔隙大小可根据其上方堆放的散粒体6的粒径进行设置，孔隙挡网3的孔隙的直径小于散粒体6的直径。单个圆形散粒体6的直径可在2.5mm-10mm之间，不同粒径的圆形散粒体6堆积而成的圆形散粒体堆层7可产生不同大小的孔隙，粉尘污染空气或废气经过大小不同的空隙后可产生不同直径的均匀气泡。散粒体堆层7可根据需要堆放若干层，不同的堆放层数可产生不同直径的均匀气泡，产生不同的粉尘及废气净化效果。
单个圆形散粒体6由耐酸耐腐蚀的材料(例如玻璃、陶瓷)制成，可根据处理不同来源粉尘及废气的需要，设置玻璃、陶瓷等材质的圆形散粒体。含粉尘的空气或废气经过圆形散粒体6组成的散粒体堆层7后被充分破碎为微气泡分散至净化溶液2中，使得空气中的粉尘和废气充分和净化溶液2接触，净化溶液2对粉尘及废气产生吸附或化学反应，从而使含有粉尘污染空气及废气达到充分的净化。
散粒体堆层7上方一定距离处设有散粒体挡网5(如图3所示)，散粒体挡网5类似于钢丝网的结构，四周固定在盛有净化溶液2容器的四壁，用于防止由于空气压力导致散粒体6在净化溶液中四散，确保散粒体堆层7可有效持续的分散微气泡。散粒体挡网5的空隙直径小于散粒体6的直径。
容器8中插入有进气管道1，进气管道1由上至下依次穿过散粒体挡网5、散粒体堆层7后与孔隙挡网3相连。
进入进气管道1中的粉尘污染空气及废气可由叶轮高压风机鼓入，由于粉尘污染空气及废气中含有某些毒害气体(如含有酸碱的气体)会对进气管道1造成一定的腐蚀，因此，进气管道6可由卫生级聚氯乙烯树脂为主要原料制成的PVC-M管道组成，具有较高的耐气体冲击及抗老化性强等优点。进气管道1可设置在容器8的中央，为圆柱状管或方形管道。进气管道1与设置在容器8底部的孔隙挡网3相连，向净化溶液2中持续不断输送粉尘污染空气或废气用于净化。
净化溶液2可根据处理粉污染空气或废气的实际需要配置水基及液基。水基为水溶液(自来水或纯水)，用于净化可溶于水中的粉尘颗粒或废气颗粒物；液基为各种酸碱液及其他溶液，用于净化含有酸、碱、及毒害气体的废气。净化溶液2的处理容量可根据需要通过风机进行调节，粉尘污染空气或废气由容器8下方向上方扩散。
本实用新型构造新颖，风机把含有粉尘的空气或废气通过进气管道1鼓入容器8底部，容器8中设置有一定体积的净化溶液2，粉尘污染空气或废气由容器8下方向上方扩散。含粉尘的空气或废气经过散粒体堆层7后被充分破碎为微气泡分散至液体中，使得空气中的粉尘和废气充分和净化溶液2中的液体接触，使粉尘污染空气和废气中的粉尘颗粒洗入净化溶液2中，同时废气中的气相污染物和净化溶液2发生化学反应而得以净化。
本实用新型设计巧妙、装置结构简单、运行维护方便，可解决现有粉尘及废气处理技术存在的气液交换不充分、容易堵塞、处理能耗大的问题，适用于工业企业、工程施工等各种场所产生的粉尘及废气治理，具有巨大的推广应用价值。
技术特征：
1.一种在液体中将气体均匀分散为微气泡的装置，其特征在于：包括容器(8)、设于容器(8)内腔底部的孔隙挡网(3)，孔隙挡网(3)与容器(8)底壁之间形成气体充入腔，容器(8)中装入有净化溶液(2)，孔隙挡网(3)上方设有由多个圆形散粒体(6)堆砌而成的散粒体堆层(7)，底层和上层之间的圆形散粒体(6)相互配合形成多个相同大小的间隙，散粒体堆层(7)上方设有散粒体挡网(5)，孔隙挡网(3)和散粒体挡网(5)的孔隙的直径小于散粒体(6)的直径，容器(8)中插入有进气管道(1)，进气管道(1)由上至下依次穿过散粒体挡网(5)、散粒体堆层(7)后与孔隙挡网(3)相连，含有粉尘的空气或废气通过进气管道(1)鼓入容器(8)底部的气体充入腔，然后向上方扩散，含有粉尘的空气或废气经过散粒体堆层(7)后被充分破碎为微气泡分散至净化溶液(2)中进行净化。
2.如权利要求1所述的在液体中将气体均匀分散为微气泡的装置，其特征在于：圆形散粒体(6)的直径在2.5mm-10mm之间。
3.如权利要求1所述的在液体中将气体均匀分散为微气泡的装置，其特征在于：圆形散粒体(6)由耐酸耐腐蚀的材料制成。
4.如权利要求3所述的在液体中将气体均匀分散为微气泡的装置，其特征在于：所述耐酸耐腐蚀的材料为玻璃或陶瓷。
5.如权利要求1所述的在液体中将气体均匀分散为微气泡的装置，其特征在于：孔隙挡网(3)和散粒体挡网(5)为钢丝网。
6.如权利要求1所述的在液体中将气体均匀分散为微气泡的装置，其特征在于：所述净化溶液(2)为自来水或纯水或酸、碱液。
7.如权利要求1所述的在液体中将气体均匀分散为微气泡的装置，其特征在于：所述进气管道(6)由卫生级聚氯乙烯树脂为主要原料制成的PVC-M管道组成。
8.如权利要求1所述的在液体中将气体均匀分散为微气泡的装置，其特征在于：孔隙挡网(3)和散粒体挡网(5)的四周固定在容器(8)侧壁。
9.如权利要求1所述的在液体中将气体均匀分散为微气泡的装置，其特征在于：靠孔隙挡网(3)底部一侧设置多个孔隙挡板支柱(4)，用于支撑孔隙挡网(3)。
技术总结
本实用新型提供一种在液体中将气体均匀分散为微气泡的装置，包括容器、设于容器内腔底部的孔隙挡网，孔隙挡网与容器底壁之间形成气体充入腔，容器中装入有净化溶液，孔隙挡网上方设有由多个圆形散粒体堆砌而成的散粒体堆层，散粒体堆层上方设有散粒体挡网，容器中插入有进气管道，进气管道由上至下依次穿过散粒体挡网、散粒体堆层后与孔隙挡网相连，含有粉尘的空气或废气通过进气管道鼓入容器底部的气体充入腔，然后向上方扩散，含有粉尘的空气或废气经过散粒体堆层后被充分破碎为微气泡分散至净化溶液中进行净化。本实用新型可解决现有粉尘污染空气及废气处理技术中存在的气液交换不充分、容易堵塞、处理能耗大的问题。
技术研发人员：李青云;赵良元;杨文俊;赵伟华;王振华;郭伟杰
受保护的技术使用者：长江水利委员会长江科学院
文档号码：201620754416
技术研发日：2016.07.18
技术公布日：2016.12.07
声明：
“在液体中将气体均匀分散为微气泡的装置的制作方法” 该技术专利(论文)所有权利归属于技术(论文)所有人。仅供学习研究，如用于商业用途，请联系该技术所有人。
我是此专利(论文)的发明人(作者)
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编辑：中冶有色技术网
来源：长江水利委员会长江科学院;
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2024年12月13日 ~ 15日 
