[发明专利]柔性伸缩通天烟囱

说明书

技术领域

柔性伸缩通天烟囱，是一种隔离、输送、扩散、控制城市地面近地层空间空气污染 物的综合系统装置和方法的技术方案，用于控制治理城市空气污染，可以作为应急防治城 市严重雾霾天气空气污染的措施之一，也可以作为城市主要污染源空气污染物汇集输送扩 散的主要装置之一。所谓空气污染，又称为大气污染，通常是由于人类活动或自然过程引起 某些物质进入大气中，呈现出足够高的浓度，维持足够长的时间，覆盖足够大的范围，并因 此危害了人类的舒适、健康或环境的现象。烟囱是一种通气的管道，是最古老最重要的防治 空气污染的装置之一。烟囱的发明极早。当原始人发现火时，同时发现了这样一个道理：哪 里有火，哪里必有烟。最早的烟囱即是室内的通气孔。当把“火”带进室内做饭取暖时烟也随 之而入，这就迫使人们不得不设法在屋顶或墙壁上开些通气孔，以此来驱除屋内的烟雾，这 就是最早最原始的烟囱雏形。

通过烟囱防治室内空气污染这种方法作为一种房屋设计建造规范的人类实践活 动已经持续了几十万年。人类曾花了很长的时间和智慧来不断改进完善烟囱。当我们把整 个城市地面近地层空间作为一间巨大的房屋，我们共同在城市这个大房屋里工作、生活、栖 息、娱乐、活动时，我们会产生大量的空气污染物，这些空气污染物的产生源几乎都是在离 地面100米高度以下的地面近地层空间，我们需要发明设计建造一种高大的通天烟囱，这种 通天烟囱可以把整个城市的主要空气污染物进行隔离、汇集、输送、扩散、稀释到我们人类 赖以生存的地面近地层空间之外，保证我们呼吸所需空气的洁净、健康、安全、无害。柔性伸 缩通天烟囱正是为了满足这种需求而发明的系统装置以及相关方法的技术方案。柔性伸缩 通天烟囱可以作为城市这个大房屋排除内部空气污染物的通道，将城市地面近地层空间产 生的空气污染物集中输送排放到高空大气层中去，远离城市地面近地层空间的空气湍流扩 散效应，利用高空风力的输送扩散稀释作用将地面近地层空间空气污染物远远带离城市上 空，以控制消除城市空气污染，尤其是控制消除城市地面近地层空间的空气污染。

背景技术

城市空气污染现象最集中的体现是大规模大范围长时间的城市雾霾天气。城市雾 霾污染的形成原因是城市地面近地层空气处于静稳状态，水平空气流动性很小，逆温层深 厚且接地，逆温层厚度达500-600米，空气温度下低上高，空气下重上轻，导致空气对流性 差，湍流弱，地面风力很小，近地层空气几乎停滞不动，这种天气状况非常不利于空气污染 物的扩散。逆温层就像是一个无形的大锅盖，将城市低空紧紧盖上，使低空中的工业、机动 车尾气、低矮供暖燃煤锅炉烟囱排放、地面灰尘、工地扬尘、餐饮油烟以及其它一切低空空 气污染物都扩散流动不出去，在低空不断汇入积累反应，加重地面近地层空间的空气污染， 最终形成严重的雾霾污染。

什么是雾？雾接近地面，高度低，一般由400米以下大气层里面的微小水滴组成。雾 会使空气透明度降低，能见度变差。从物理本质上讲，雾和云都是空气中水汽凝结的产物， 与晴空区之间有明显边界。出现雾时，大气湿度达到饱和，雾升高到一定高度就成为云，而 云降低到地面时就称为雾。雾通常浓度分布不均匀，厚度较小，常见的辐射雾厚度大约从几 十米到200米。而雾滴的直径通常较大，从几微米到100um，平均直径在10um～20um左右，所 以用肉眼就可以看到漂浮在空中的雾滴。由于雾散射太阳光时与光的波长关系不大，所以 我们一般看到的雾呈乳白色或青白色。

什么是霾？霾主要成分是有机物、硫酸盐、硝酸盐、铵盐、灰尘等微小颗粒物。霾的 厚度较大，可达1000米～3000米。霾与雾的区别在于，霾的相对湿度较低，一般相对湿度小 于80%时出现的大气能见度恶化的天气现象是霾，而相对湿度大于90%时是雾，相对湿度介 于80%～90%之间时是霾和雾的混合物，但主要成分是霾。霾与雾和云不同，与晴空区之间没 有明显边界。霾粒子分布均匀，粒子直径较小，从0.001um到10um，平均直径在1um～2um左 右，因此肉眼看不到空中飘浮的颗粒物。由灰尘、硫酸盐、硝酸盐等粒子组成的霾容易散射 波长较长的光，所以霾通常呈黄色或橙灰色。