本發(fā)明專利涉及物理電學(xué)領(lǐng)域，尤其是涉及一種電磁過濾裝置及其過濾方法。
背景技術(shù)：
：近年來，我國多地出現(xiàn)持續(xù)霧霾天氣似乎已經(jīng)常態(tài)化，特別是在華北、華東和華中等地區(qū)尤為如此。通常，霧是指在相對高的空氣濕度情況下，在貼近地面的空氣中形成的微小水滴(或冰晶)的懸浮體，或者說，霧就是接近地面的云，是一種自然的天氣現(xiàn)象。霾是指懸浮在大氣中的大量細小顆粒物的結(jié)合體，是由空氣中大量的細顆粒物質(zhì)構(gòu)成的。氣象上區(qū)分霧霾天氣時通常以濕度為參數(shù)，當(dāng)濕度大于90％時把低能見度天氣稱為霧天，濕度小于80％時稱為霾天，濕度在80-90％之間則稱為霧霾天。另外，我們也可以從顏色上來簡單區(qū)分空氣中霧和霾，當(dāng)出現(xiàn)霧時，空氣一般呈現(xiàn)乳白色；而當(dāng)出現(xiàn)霾時，空氣往往看上去較渾濁，呈現(xiàn)灰色、黃色或紅色?？梢?，霾的出現(xiàn)與空氣的污染程度有密切關(guān)系。眼下，不經(jīng)意間pm2.5(particulatematter顆粒物單位為每立方米空氣中的含量)已成為人們口中的熱詞，人們在霧霾天的直接感受是水平能見度下降。pm2.5是大氣中直徑小于等于2.5μm、即小于等于2.5×10-6m的顆粒懸浮物，能被肺泡吸收并進入血液。who認為，每立方米pm2.5小于10微克是安全值，而我國有的地區(qū)達到50微克以上，有的甚至接近80微克，比撒哈拉沙漠還要高。空氣中的顆粒物在漂移過程中會吸附空氣中各種其他物質(zhì)，并可能在顆粒物表面進行物理化學(xué)反應(yīng)，這就進一步增加了顆粒物構(gòu)成的復(fù)雜性，特別是城市污染空氣中顆粒物的成分更為復(fù)雜。有研究結(jié)果表明，城市污染空氣顆粒物中包括幾十種微量金屬和非金屬元素。通常認為，有的研究認為，pm2.5的主要物質(zhì)有元素碳、有機碳化合物、硫酸鹽、硝酸鹽、銨鹽等等，這些物質(zhì)約占70—80％，還有鈉、鎂、鈣、鋁、鐵等各種元素，也有鉛、鋅、砷、鎘、銅等主要源自人類污染的重金屬元素。此外，空氣中的多種微生物、細菌、病毒以及某些致癌物成分。由于pm2.5屬于細顆粒物，而且在大氣中的滯留時間長、輸送距離遠，因此會成為空氣中諸多有毒、有害物質(zhì)的載體，其中包括多環(huán)芳烴(pahs)類化合物等強致癌有機污染物(pops)。有報道指出，pm直徑大于10微米的顆粒物一般會被呼吸器官攔下，如pm10及以上的粗顆粒物大部分會會被滯留在人的口腔、鼻腔和咽喉部，而pm2.5及以下的細顆粒物則會通過呼吸道，到達人的肺部，直接影響肺的通氣功能，誘發(fā)肺部疾病，甚至導(dǎo)致心血管疾病。更重要的是由于pm2.5中吸附了很多有害和有毒物質(zhì)，無疑這會對人的呼吸系統(tǒng)、心血管系統(tǒng)、免疫系統(tǒng)、生育能力、神經(jīng)系統(tǒng)和遺傳等會產(chǎn)生影響。世界衛(wèi)生組織在2005年版《空氣質(zhì)量準則》中也指出：當(dāng)pm2.5年均濃度達到每立方米35微克時，人的死亡風(fēng)險比每立方米10微克的情形約增加15％。一份來自聯(lián)合國環(huán)境規(guī)劃署的報告稱，pm2.5每立方米的濃度上升20毫克，中國和印度每年會有約34萬人死亡?？諝庵械膒m來源于自然界和人類行為兩個方面，源自自然界的主要有土壤粒子、森林火災(zāi)和火山爆發(fā)以及漂浮的海鹽、花粉、真菌孢子、細菌等。源自人類行為的主要有工業(yè)生產(chǎn)、煤炭燃燒、石油燃燒、垃圾燃燒、生物質(zhì)燃燒以及農(nóng)業(yè)廢物等。此外，排放到大氣中的某些氣體，可以通過復(fù)雜的物理化學(xué)過程轉(zhuǎn)化成粒子，成為pm2.5中的二次粒子。例如，由h2s生成的硫酸鹽，由so2生成的硫酸鹽，由nox生成的硝酸鹽，由nh2生成的銨鹽等等。雖然自然過程也會產(chǎn)生pm2.5，但空氣中pm2.5的主要來源還是人為排放。有研究結(jié)果認為，空氣中pm2.5的本地來源中，機動車尾氣排放是第一大來源，大約占比為22％；煤炭燃燒是第二大本地來源，占比為17％左右；工業(yè)生產(chǎn)(如：水泥、化工、工業(yè)噴涂等)是第三大本地來源，約占總量的16％左右。此外，還有異地pm2.5漂移等因素。我國環(huán)保部門于1996年公布了對pm10監(jiān)測的國家標準(即gb-1996)，明確將pm10納入了空氣質(zhì)量監(jiān)測指標，并自1998開始發(fā)布空氣中pm10的監(jiān)測數(shù)據(jù)。2012年3月2日我國發(fā)布了新的《環(huán)境空氣質(zhì)量標準》，首次將pm2.5納入國家環(huán)境空氣質(zhì)量標準(限值與who(世界衛(wèi)生組織)過渡期目標-1一致)，并擬于2016年生效。自從1997年美國率先將pm2.5列為檢測空氣質(zhì)量的一個重要指標后，實施pm2.5標準的國家已有加拿大、美國、澳大利亞、新西蘭、墨西哥、歐盟、英國以及日本、泰國印度和香港等國家和地區(qū)。下表是世界衛(wèi)生組織和一些國家環(huán)境空氣中pm2.5標準的限值。環(huán)境空氣中pm2.5的標準限值(微克/立方米)國家/組織年均限值日均限值世界衛(wèi)生組織---指導(dǎo)值1025世界衛(wèi)生組織過度期目標--13575世界衛(wèi)生組織過度期目標--22550世界衛(wèi)生組織過度期目標--31537.5加拿大825澳大利亞824美國1535日本15無歐盟2535中國3575由此可見，空氣中汽車尾氣對pm2.5的貢獻率至少達到了22％以上，已經(jīng)到了刻不容緩的程度，研究汽車尾氣過濾問題既有現(xiàn)實意義又有使用價值。對汽車尾氣的過濾方法會同樣適用于其他方式排放的氣體，因此，對含有顆粒物的氣體進行有效處理將對改進環(huán)境有重大意義。技術(shù)實現(xiàn)要素：(一)要解決的技術(shù)問題本發(fā)明的目的在于提供一種電磁過濾裝置及其過濾方法，能夠有效濾除各種被排放氣體中的有害顆粒物質(zhì)。(二)技術(shù)方案一種電磁過濾裝置，用于對經(jīng)過該裝置的氣體進行過濾，該裝置包括：金屬網(wǎng)，其帶有正電荷或者負電荷，使經(jīng)過的氣體中的顆粒物質(zhì)帶上正電荷或者負電荷；吸附體，帶有與金屬網(wǎng)相反的電荷，對經(jīng)過金屬網(wǎng)的帶電顆粒物質(zhì)進行吸附。優(yōu)選地，該裝置還包括：偏轉(zhuǎn)線圈，其產(chǎn)生電磁場，使得被金屬網(wǎng)排斥的帶電顆粒物質(zhì)在經(jīng)過該電磁場時，朝著吸附體的位置進行偏轉(zhuǎn)。優(yōu)選地，該裝置還包括：靜電發(fā)生器，其產(chǎn)生靜電，有兩個輸出，分別輸出正電和負電，一個輸出連接金屬網(wǎng)，另一個輸出連接吸附體。優(yōu)選地，所述吸附體為棉芯。優(yōu)選地，該裝置還包括入氣口和出氣口，入氣口接收待處理的氣體，氣體中的顆粒物質(zhì)被吸附體吸附之后，氣體通過出氣口被排放。優(yōu)選地，從入氣口向出氣口方向，依次設(shè)置金屬網(wǎng)、偏轉(zhuǎn)線圈和吸附體。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，還提供了一種電磁過濾方法，該方法包括步驟：待處理氣體經(jīng)過帶有正電荷或者負電荷的金屬網(wǎng)，使經(jīng)過的氣體中的顆粒物質(zhì)帶上正電荷或者負電荷；通過帶有與金屬網(wǎng)相反的電荷的吸附體，對經(jīng)過金屬網(wǎng)的帶電顆粒物質(zhì)進行吸附。優(yōu)選地，該方法還包括：通過偏轉(zhuǎn)線圈產(chǎn)生電磁場，利用該電磁場，使被金屬網(wǎng)排斥的帶電顆粒物質(zhì)朝著吸附體的位置進行偏轉(zhuǎn)。優(yōu)選地，該方法還包括：通過靜電發(fā)生器為金屬網(wǎng)和吸附體提供不同性質(zhì)的靜電。優(yōu)選地，該方法還包括步驟：通過吸附體將帶電顆粒物質(zhì)吸附之后，氣體通過出氣口排出。(三)有益效果根據(jù)本發(fā)明的方案，能夠有效降低例如汽車尾氣排出時pm2.5的濃度，從而實現(xiàn)保護環(huán)境，綠色出行。附圖說明為了更清楚地說明本申請實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例中所需要使用的附圖作簡單的介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本申請的一些實例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下,還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖1是汽車尾氣電磁過濾裝置總體設(shè)計圖。具體實施方式為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合具體實施例，并參照附圖，對本發(fā)明進一步詳細說明。根據(jù)本發(fā)明提出的電磁過濾裝置，可用于過濾氣體中的顆粒物質(zhì)，例如處理汽車尾氣，抽油煙機排出的煙氣等。圖1示出了該電磁過濾裝置的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖1所示，該電磁過濾裝置包括：入氣口1、金屬網(wǎng)2、靜電發(fā)生器3、偏轉(zhuǎn)線圈4、吸附體5、出氣口6以及外殼，在從入氣口1向出氣口6的方向上，依次設(shè)置有金屬網(wǎng)2、偏轉(zhuǎn)線圈4、吸附體5。該電磁過濾裝置的外殼形狀可根據(jù)其應(yīng)用環(huán)境進行不同的設(shè)計。例如當(dāng)應(yīng)用于處理汽車尾氣時，外殼形狀優(yōu)選為圓柱形管狀，以方便與汽車排氣管很好的結(jié)合，管狀的兩端開口，以方便進氣和排氣。該裝置可以獨立安裝到汽車排氣管上，也可以與排氣管設(shè)計為一體，將排氣管的外殼作為電磁過濾裝置的外殼。當(dāng)應(yīng)用于處理餐廳抽油煙機排出的煙氣時，可根據(jù)排氣管道的形狀進行合理設(shè)計。電磁過濾裝置的外殼的設(shè)計只要符合能夠?qū)⑴艢夤艿琅懦龅臍怏w全部進入該電磁過濾裝置的入氣口1就可以。下面的實施例是以該電磁過濾裝置應(yīng)用于處理汽車尾氣為例進行描述。所述電磁過濾裝置的一端是入氣口1，汽車排氣管排出的尾氣直接從入氣口1進入到電磁過濾裝置。尾氣從入氣口1進入后，首先經(jīng)過帶負電荷的金屬網(wǎng)2。金屬網(wǎng)2與電磁過濾裝置的外殼(例如管狀)橫截面平行設(shè)置，且與橫截面大小形狀相同，以保證尾氣能夠全部被該金屬網(wǎng)2吸附。該帶負電荷的金屬網(wǎng)2與靜電發(fā)生器3的負極相連，當(dāng)靜電發(fā)生器3在工作狀態(tài)時，該金屬網(wǎng)2帶有負電荷。當(dāng)尾氣從入氣口1進入后，尾氣中的顆粒物接近帶有負電荷的金屬網(wǎng)2時，會受到強烈的吸引力，因為帶電體具有吸引輕小物體的性質(zhì)，但是當(dāng)顆粒物到達潔凈金屬網(wǎng)2帶上負電后，基于同性相斥原理，很快又受到金屬網(wǎng)2對它的排斥力，帶負電的顆粒物會離開金屬網(wǎng)2。該金屬網(wǎng)2可以由不銹鋼或鋁等易帶電金屬制成，網(wǎng)孔細密，以保證從汽車排氣口排出的細小顆粒狀物質(zhì)都能夠經(jīng)過該金屬網(wǎng)而帶上負電。在此通過舉例的方式說明了金屬網(wǎng)2帶有負電荷，金屬網(wǎng)2也可以帶有正電荷，與其帶有負電荷的工作原理完全相同，其所帶電荷只要與吸附體5相反就可以。金屬網(wǎng)2是潔凈的，在使用過程中不需要更換。靜電發(fā)生器3用于產(chǎn)生靜電，輸出即有正也有負。根據(jù)本發(fā)明實施例，靜電發(fā)生器3是由靜電發(fā)射棒和直流高壓電源組成。直流高壓電源提供給靜電發(fā)射棒負(或正)高壓，使靜電發(fā)射擊棒發(fā)射負離子(或正離子)然后使物體(工件)帶上電荷(人工荷電)。電壓越高，有效范圍越大。靜電發(fā)生器3的負極連接到金屬網(wǎng)2，使金屬網(wǎng)2帶上負電荷。所述靜電發(fā)生器3的正極連接到吸附體5，使吸附體5帶上正電荷?；蛘哒龢O連接到金屬網(wǎng)2，負極連接到吸附體5。偏轉(zhuǎn)線圈4設(shè)置在電磁過濾裝置的外殼壁上，優(yōu)選設(shè)置在內(nèi)壁上。偏轉(zhuǎn)線圈4由行偏轉(zhuǎn)線圈和場偏轉(zhuǎn)線圈組成，其中行偏轉(zhuǎn)線圈通有由行掃描電路提供的鋸齒波電流，產(chǎn)生垂直方向上線性變化的磁場，對帶電顆粒物質(zhì)產(chǎn)生水平方向的作用力。場偏轉(zhuǎn)線圈通有由場掃描電路提供的鋸齒波電流，產(chǎn)生一個水平方向線性變化的磁場，對帶電顆粒物質(zhì)產(chǎn)生垂直方向的作用力。行偏轉(zhuǎn)線圈和場偏轉(zhuǎn)線圈分別設(shè)置在電磁過濾裝置的壁上，例如設(shè)置在正相對的位置。帶電顆粒物質(zhì)在經(jīng)過偏轉(zhuǎn)線圈4產(chǎn)生的磁場時，會在洛倫磁力的作用下發(fā)生偏轉(zhuǎn)(水平方向的磁場會使電子顆粒物束在豎直方向偏轉(zhuǎn)，而豎直方向的磁場則會使電子束在水平方向旋轉(zhuǎn))，通過控制磁場的大小和方向就能使經(jīng)過該磁場的帶負電的顆粒物朝著預(yù)定的方向運動。其中磁場的大小可通過控制通過線圈的電流來控制，磁場的方向可通過設(shè)置行偏轉(zhuǎn)線圈和場偏轉(zhuǎn)線圈的位置來控制。吸附體5與靜電發(fā)生器3的正極相連，吸附體的大小比電磁過濾裝置的橫截面小。當(dāng)吸附體5帶有正電荷之后，只要設(shè)定好偏轉(zhuǎn)線圈4的磁場的大小和方向就能使帶負電荷的顆粒物準確打在該帶有正電荷的吸附體5上，并被牢牢吸引(異性相吸)。尾氣中沒有顆粒物的氣體，可以通過吸附體5外的空間排除，例如當(dāng)吸附體5設(shè)置在電磁過濾裝置的下方時，尾氣中沒有顆粒物的氣體則通過吸附體5的上方排除，不會影響正常排氣。吸附體5優(yōu)選使用棉芯，并需要定期更換。該吸附體5可以是任何吸附能力強的軟質(zhì)物質(zhì)。本發(fā)明具有上述結(jié)構(gòu)的基于汽車尾氣處理的裝置形成汽車尾氣電磁過濾器，當(dāng)尾氣通過排煙管道，即汽車排氣管，進入過濾器入口后，尾氣中的顆粒物接近帶有負電荷或正電荷的金屬網(wǎng)2時會受到強烈的吸引力，之后很快又受到潔凈金屬網(wǎng)2對它的排斥力。帶電的顆粒物離開金屬網(wǎng)后，經(jīng)過偏轉(zhuǎn)線圈產(chǎn)生的磁場時，會在洛倫磁力的作用下發(fā)生偏轉(zhuǎn)，通過控制磁場的大小和方向，使帶電荷的顆粒物準確打在帶有正電荷或負電荷的吸附體上，并被牢牢吸引，尾氣中沒有顆粒物的氣體正常排出，起到凈化汽車尾氣的作用，該裝置可以有效降低汽車尾氣排出時pm2.5的濃度，從而實現(xiàn)保護環(huán)境。雖然上述實施例是以處理汽車尾氣為例進行說明，但本發(fā)明的電磁過濾裝置并不僅僅可以應(yīng)用于處理汽車尾氣，還可以應(yīng)用于處理各種環(huán)境下排放的廢氣。根據(jù)本發(fā)明的另一實施例，還提供了一種電磁過濾方法，該方法包括步驟：步驟1，使待處理氣體經(jīng)過帶負電的金屬網(wǎng)，氣體中的顆粒物帶上負電荷。步驟2，帶有的顆粒物被金屬網(wǎng)排斥后經(jīng)過由偏轉(zhuǎn)線圈形成的電磁場，行進的軌跡會發(fā)生偏轉(zhuǎn)，水平方向的磁場會使電子顆粒物束在豎直方向偏轉(zhuǎn)，而豎直方向的磁場則會使電子束在水平方向旋轉(zhuǎn)。步驟3，經(jīng)過磁場之后，氣體中的帶負電的顆粒物質(zhì)被帶有正電荷的吸附體吸附，其余尾氣經(jīng)過出氣口排出。其中也可金屬網(wǎng)帶正電荷，吸附體帶負電荷。以上所述的具體實施例，對本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果進行了進一步詳細說明，應(yīng)理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的具體實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。當(dāng)前第1頁12