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基本信息

項目名稱：
空氣中可溶物質(zhì)收集裝置研究平臺
小類：
能源化工
簡介：
空氣是人類賴以生存的重要環(huán)境因素之一。隨著環(huán)境污染的日益嚴(yán)重和人們環(huán)境意識的加強(qiáng)，空氣質(zhì)量已成為全世界關(guān)注的焦點。大氣氣溶膠對人體健康產(chǎn)生重要影響，已成為環(huán)境氣溶膠監(jiān)測的重點之一。本項目主要研究一種空氣中可溶物質(zhì)過濾收集裝置，并利用特定的溶液對空氣中的可溶物質(zhì)進(jìn)行吸收，從而達(dá)到凈化、監(jiān)測空氣的效果。
詳細(xì)介紹：
空氣是人類賴以生存的重要環(huán)境因素之一。隨著環(huán)境污染的日益嚴(yán)重和人們環(huán)境意識的加強(qiáng)，空氣質(zhì)量已成為全世界關(guān)注的焦點。大氣氣溶膠對人體健康產(chǎn)生重要影響，已成為環(huán)境氣溶膠監(jiān)測的重點之一。并且越來越多的人開始注重室內(nèi)環(huán)境質(zhì)量，因為人們80％以上的時間是在室內(nèi)生活學(xué)習(xí)、工作、休息。室內(nèi)的環(huán)境質(zhì)量的好壞直接影響著人們的身體健康。因此，空氣質(zhì)量監(jiān)測是環(huán)境保護(hù)的重要內(nèi)容。本項目的主要研究內(nèi)容包括空氣中可溶物質(zhì)過濾收集裝置，并利用特定的溶液對空氣中的可溶物質(zhì)進(jìn)行吸收，從而達(dá)到監(jiān)測凈化空氣的效果。主要涉及的平臺包括氣液兩相流動數(shù)值模擬平臺、裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計平臺、過濾設(shè)備加工平臺、過濾設(shè)備試驗平臺、溶液濃度分析平臺、空氣中可溶物的可溶性研究、吸收可溶物的高效溶液成分的研究。裝置可用于環(huán)境空氣質(zhì)量檢測，尤其是室內(nèi)空氣質(zhì)量，通過檢測空氣中的氣溶膠含量，如總懸浮微粒（TSP）、甲醛等，監(jiān)測空氣環(huán)境。

作品圖片

  • 空氣中可溶物質(zhì)收集裝置研究平臺
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  • 空氣中可溶物質(zhì)收集裝置研究平臺
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作品專業(yè)信息

設(shè)計、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)

本項目設(shè)計目的和基本思路： 空氣是人類賴以生存的重要環(huán)境因素之一。隨著環(huán)境污染的日益嚴(yán)重和人們環(huán)境意識的加強(qiáng)，空氣質(zhì)量已成為全世界關(guān)注的焦點。大氣氣溶膠等空氣中可溶物質(zhì)對人體健康產(chǎn)生重要影響，已成為環(huán)境監(jiān)測的重點之一。 本項目主要研究一種空氣中可溶物質(zhì)過濾收集裝置，并利用特定的溶液對空氣中的可溶物質(zhì)進(jìn)行吸收，從而達(dá)到凈化、監(jiān)測空氣的效果。主要涉及的平臺包括氣液兩相流動數(shù)值模擬平臺、裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計平臺、過濾設(shè)備加工平臺、過濾設(shè)備試驗平臺、溶液濃度分析平臺、空氣中可溶物的可溶性研究、吸收可溶物的高效溶液成分的研究。 本項目的創(chuàng)新點： （1）采用雙級新型沖擊式氣體吸收瓶作為吸收裝置，高純水作為吸收液，系統(tǒng)具有極強(qiáng)的氣溶膠吸收能力，吸收率高達(dá)95%以上。 （2）利用穩(wěn)定高效的膜微孔技術(shù)，可將空氣細(xì)化，增加空氣與吸收液接觸面積，提高吸收效率。 （3）吸收瓶采用螺紋和螺栓連接，整體可拆卸，便于更換零件和取吸收液。 （4）穩(wěn)壓室多處開孔進(jìn)行采樣，為研究最佳采樣點提供依據(jù)。 （5）作品研究環(huán)境空氣凈化檢測，緊密聯(lián)系當(dāng)今“節(jié)能減排”、“保護(hù)環(huán)境”的社會熱點。 本項目的技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)： 技術(shù)關(guān)鍵含吸收瓶的設(shè)計方案、膜微孔過濾技術(shù)；主要技術(shù)指標(biāo)是可溶物吸收效率，可溶物凈化率，阻力損失等指標(biāo)。

科學(xué)性、先進(jìn)性

本項目實驗平臺主要由噴霧裝置、穩(wěn)壓箱、吸收裝置和收集裝置四部分組成，各部件由內(nèi)含鋼絲的硬質(zhì)塑料管連接。具體工作過程：首先由噴霧裝置中的空氣輔助霧化噴嘴產(chǎn)生鹽霧氣溶膠，通過穩(wěn)壓箱恒壓穩(wěn)流處理，經(jīng)雙級沖擊式吸收瓶中高純水吸收，排入收集裝置，整體動力由真空泵提供。 系統(tǒng)采用富集采樣法將鹽霧氣溶膠導(dǎo)入盛有高純水的吸收瓶中，當(dāng)氣溶膠通過吸收液時，鹽份迅速擴(kuò)散到吸收液中，完成樣品的采集。因為決定吸收效率的關(guān)鍵因素是氣溶膠與吸收液的接觸時間與接觸面積，而吸收瓶中微孔膜可將含氣溶膠的空氣細(xì)化成微小的氣泡，氣體以顆粒狀氣泡的形式散布在液體中運動，增加氣液接觸面積。開孔擋板可延長氣溶膠與吸收液的接觸時間。因而，吸收瓶具有極強(qiáng)的氣溶膠吸收能力。此外，吸收瓶各主要部件間通過螺紋和法蘭連接，整體可拆卸，使用更換方便。

獲獎情況及鑒定結(jié)果

作品于2011年全國高校環(huán)?？萍紕?chuàng)意設(shè)計大賽中獲得銀獎；作品于2011年***大學(xué)“五四杯”科技競賽中獲得三等獎

作品所處階段

已經(jīng)完成理論研究和平臺實物制作，并已經(jīng)通過實驗的方式進(jìn)行平臺效果驗證。

技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式

專利權(quán)轉(zhuǎn)讓

作品可展示的形式

研究論文、實物平臺演示、圖片展示（包括理論模型和實物）、視頻展示（包括理論模型和實物）

使用說明,技術(shù)特點和優(yōu)勢,適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說明,市場分析,經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測

該平臺實驗方案與步驟為：1、噴頭的標(biāo)定。2、利用高純水清洗吸收瓶。3、將清洗過的兩個同型號吸收瓶串聯(lián)后與采樣管和連接到實驗臺上。4、啟動風(fēng)機(jī)。5、打開噴頭開始噴霧，同時啟動真空泵開始采樣。6、15分鐘后結(jié)束采樣。 該平臺適用范圍廣，在室內(nèi)、室外、實驗室和工業(yè)中均可使用，既可作為潔凈室的空氣凈化系統(tǒng)，主要用于某些對空氣潔凈度要求較高的生產(chǎn)工藝，如食品工業(yè)、手術(shù)室、制藥廠、生物實驗室等；還可用于環(huán)境空氣質(zhì)量檢測，尤其是室內(nèi)空氣質(zhì)量，通過檢測空氣中的氣溶膠含量，如總懸浮微粒（TSP）、甲醛等，監(jiān)測空氣環(huán)境；也用于生物氣溶膠的采集，受環(huán)境條件變化的影響小。

同類課題研究水平概述

空氣過濾理論的研究早在上世紀(jì)已經(jīng)開始，而空氣過濾器的研制與發(fā)展只有近20多年的歷史，過濾理論由早期的經(jīng)典過濾理論發(fā)展到現(xiàn)代過濾理論及微孔過濾理論。近幾年來，國外許多學(xué)者對空氣過濾器在積塵情況下的效率性能及濾餅的形成和機(jī)理進(jìn)行了理論實驗及模擬研究，取得了一定的成果。中國的空氣潔凈技術(shù)自上世紀(jì)60年代以來，在某些理論研究和應(yīng)用方面達(dá)到了先進(jìn)國家的水平，但同世界上工業(yè)發(fā)達(dá)國家相比還有很大差距。 在氣液兩相流的數(shù)值模擬中有三類基本模型：第一類模型將氣液兩相介質(zhì)看作一種混合流體，稱為單流體模型；第二種氣液兩相看作相互獨立又相互作用的兩種流體，稱為雙流體模型；第三種將氣體或液體看作背景流體，而將另外一相看作離散分布于背景流體中的顆?；蛄Ｗ樱谘芯窟^程中用歐拉觀點研究背景流體，用拉格朗日觀點追蹤顆粒相的運動，稱為歐拉—拉格朗日模型。相對于歐拉—拉格朗日模型，又將前面二種模型，即單流體和雙流體模型，統(tǒng)稱為歐拉—歐拉模型。
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