[发明专利]用于调节和纯化空气的方法、设备、组件、装置和系统

说明书

公开了用于从空间或环境内的空气中除去污染物的方法、设备、组件、装置和系统。加湿器通过蒸发污染物捕集材料将污染物捕集材料引入到空间或环境的空气中，其中污染物捕集材料粘附至被纯化的空气中的污染物。除湿器通过将空气除湿从空气中除去污染物捕集材料连同粘附至其的污染物。加湿器和除湿器的协作可以基于空气中测量的污染物浓度水平值和相对湿度水平值的组合来协作。

发明领域

本发明大体上涉及空气调节和纯化的领域。更具体地，本发明涉及用于调节和纯化空气的方法、设备、组件、装置和系统。

背景

空气污染是将颗粒、生物分子或其他有害材料引入到地球的大气中，引起疾病、人类的死亡、对其他活的生物体例如动物和食物作物或自然环境或建筑环境的损害。空气污染可能来自人为来源或自然来源。在2008年铁匠研究所世界最严重污染场所(2008Blacksmith Institute World's Worst Polluted Places)报告中，室内空气污染和城市空气质量被列为世界最严重的有毒污染问题中的两个。

空气污染是许多健康状况的重要危险因素，健康状况包括呼吸道感染、心脏病、COPD、中风和肺癌。由空气污染引起的健康影响可以包括呼吸困难、气喘、咳嗽、哮喘以及现有呼吸状况和心脏状况的恶化。这些影响可以导致增加的药物使用、增加的医生访问或急诊室访问、更多的入院和过早死亡。差的空气质量的人类健康影响是深远的，但主要地影响身体的呼吸系统和心血管系统。对空气污染物的个体反应取决于个人被暴露的污染物的类型、暴露的程度以及个体的健康状态和基因。最常见的空气污染源包括颗粒、臭氧、二氧化氮和二氧化硫。

在可归因于室内空气污染和室外空气污染的总死亡数方面，生活在发展中国家中的年龄小于5岁的儿童是最脆弱的群体。根据2014年WHO报告，2012年的空气污染引起全球约700万人死亡。

洗涤器系统(又称化学洗涤器、气体洗涤器)是可以被用于从工业废气流中除去某些颗粒和/或气体的一组不同的空气污染控制装置。第一台空气洗涤器被设计为从早期潜艇Ictineo I的空气中除去二氧化碳，一种直到今天它们继续被用于此的角色。传统上，术语“洗涤器”已经指的是污染控制装置，该污染控制装置使用液体以从气流中洗涤不想要的污染物。最近，该术语还已经被用于描述将干燥试剂或浆料注入到脏废气流中以“洗掉”酸性气体的系统。洗涤器是控制气体排放物、尤其是酸性气体的主要装置中的一种。洗涤器还可以被用于通过烟道气冷凝从热气体中的热回收。洗涤器还可以被用于太阳能、PV或LED工艺中的高流量(high flow)。

存在从废气中除去有毒或腐蚀性化合物并且将废气中和的若干种方法。

燃烧有时是有害废气的原因，但是在许多情况下，如果温度足够高并且足够的氧气是可用的，则燃烧还可以用于废气清洁。

燃烧的废气可能包含被认为对环境有害的物质，并且洗涤器可以除去或中和那些物质。湿式洗涤器被用于清洁空气、燃料气体或各种污染物和粉尘颗粒的其他气体。湿式洗涤经由目标化合物或颗粒物质与洗涤溶液的接触起作用。溶液可以简单地是水(对于粉尘)或特定地针对某些化合物的试剂的溶液。

工艺废气还可以包含水溶性的有毒气体和/或腐蚀性气体，如盐酸(HCl)或氨(NH₃)。这些气体可以通过湿式洗涤器很好地除去。

污染物的除去效率通过以下来改进：增加在洗涤器中的停留时间或通过使用喷嘴、填充塔或吸气机增加洗涤器溶液的表面积。如果气体被送至烟囱(stack)，则湿式洗涤器可以增加气体中水的比例，导致可见的烟囱羽流。

湿式洗涤器还可以被用于通过烟道气冷凝从热气体中的热回收。在这种被称为冷凝洗涤器的模式中，来自洗涤器排水管的水通过冷却器循环到洗涤器的顶部处的喷嘴。热气体在底部处进入洗涤器。如果气体温度高于水露点，则热气体最初通过水滴的蒸发被冷却。另外的冷却引起水蒸汽冷凝，增加循环水的量。