基本信息
- 項(xiàng)目名稱:
- 空氣中可溶物質(zhì)收集裝置研究平臺(tái)
- 來(lái)源:
- 第十二屆“挑戰(zhàn)杯”省賽作品
- 小類:
- 能源化工
- 大類:
- 科技發(fā)明制作A類
- 簡(jiǎn)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(shí)的加強(qiáng),空氣質(zhì)量已成為全世界關(guān)注的焦點(diǎn)。大氣氣溶膠對(duì)人體健康產(chǎn)生重要影響,已成為環(huán)境氣溶膠監(jiān)測(cè)的重點(diǎn)之一。本項(xiàng)目主要研究一種空氣中可溶物質(zhì)過(guò)濾收集裝置,并利用特定的溶液對(duì)空氣中的可溶物質(zhì)進(jìn)行吸收,從而達(dá)到凈化、監(jiān)測(cè)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(shí)的加強(qiáng),空氣質(zhì)量已成為全世界關(guān)注的焦點(diǎn)。大氣氣溶膠對(duì)人體健康產(chǎn)生重要影響,已成為環(huán)境氣溶膠監(jiān)測(cè)的重點(diǎn)之一。并且越來(lái)越多的人開(kāi)始注重室內(nèi)環(huán)境質(zhì)量,因?yàn)槿藗?0%以上的時(shí)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(cè)是環(huán)境保護(hù)的重要內(nèi)容。本項(xiàng)目的主要研究?jī)?nèi)容包括空氣中可溶物質(zhì)過(guò)濾收集裝置,并利用特定的溶液對(duì)空氣中的可溶物質(zhì)進(jìn)行吸收,從而達(dá)到監(jiān)測(cè)凈化空氣的效果。主要涉及的平臺(tái)包括氣液兩相流動(dòng)數(shù)值模擬平臺(tái)、裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)平臺(tái)、過(guò)濾設(shè)備加工平臺(tái)、過(guò)濾設(shè)備試驗(yàn)平臺(tái)、溶液濃度分析平臺(tái)、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(cè),尤其是室內(nèi)空氣質(zhì)量,通過(guò)檢測(cè)空氣中的氣溶膠含量,如總懸浮微粒(TSP)、甲醛等,監(jiān)測(cè)空氣環(huán)境。
作品專業(yè)信息
設(shè)計(jì)、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點(diǎn)、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)
- 本項(xiàng)目設(shè)計(jì)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(shí)的加強(qiáng),空氣質(zhì)量已成為全世界關(guān)注的焦點(diǎn)。大氣氣溶膠等空氣中可溶物質(zhì)對(duì)人體健康產(chǎn)生重要影響,已成為環(huán)境監(jiān)測(cè)的重點(diǎn)之一。 本項(xiàng)目主要研究一種空氣中可溶物質(zhì)過(guò)濾收集裝置,并利用特定的溶液對(duì)空氣中的可溶物質(zhì)進(jìn)行吸收,從而達(dá)到凈化、監(jiān)測(cè)空氣的效果。主要涉及的平臺(tái)包括氣液兩相流動(dòng)數(shù)值模擬平臺(tái)、裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)平臺(tái)、過(guò)濾設(shè)備加工平臺(tái)、過(guò)濾設(shè)備試驗(yàn)平臺(tái)、溶液濃度分析平臺(tái)、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(xiàng)目的創(chuàng)新點(diǎn): (1)采用雙級(jí)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(kāi)孔進(jìn)行采樣,為研究最佳采樣點(diǎn)提供依據(jù)。 (5)作品研究環(huán)境空氣凈化檢測(cè),緊密聯(lián)系當(dāng)今“節(jié)能減排”、“保護(hù)環(huán)境”的社會(huì)熱點(diǎn)。 本項(xiàng)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(jì)方案、膜微孔過(guò)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(xiàng)目實(shí)驗(yàn)平臺(tái)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(guò)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(guò)穩(wěn)壓箱恒壓穩(wěn)流處理,經(jīng)雙級(jí)沖擊式吸收瓶中高純水吸收,排入收集裝置,整體動(dòng)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(guò)吸收液時(shí),鹽份迅速擴(kuò)散到吸收液中,完成樣品的采集。因?yàn)闆Q定吸收效率的關(guān)鍵因素是氣溶膠與吸收液的接觸時(shí)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(yùn)動(dòng),增加氣液接觸面積。開(kāi)孔擋板可延長(zhǎng)氣溶膠與吸收液的接觸時(shí)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(guò)螺紋和法蘭連接,整體可拆卸,使用更換方便。
獲獎(jiǎng)情況及鑒定結(jié)果
- 作品于2011年全國(guó)高校環(huán)??萍紕?chuàng)意設(shè)計(jì)大賽中獲得銀獎(jiǎng);作品于2011年***大學(xué)“五四杯”科技競(jìng)賽中獲得三等獎(jiǎng)
作品所處階段
- 已經(jīng)完成理論研究和平臺(tái)實(shí)物制作,并已經(jīng)通過(guò)實(shí)驗(yàn)的方式進(jìn)行平臺(tái)效果驗(yàn)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(shí)物平臺(tái)演示、圖片展示(包括理論模型和實(shí)物)、視頻展示(包括理論模型和實(shí)物)
使用說(shuō)明,技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì),適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說(shuō)明,市場(chǎng)分析,經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測(cè)
- 該平臺(tái)實(shí)驗(yàn)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(guò)的兩個(gè)同型號(hào)吸收瓶串聯(lián)后與采樣管和連接到實(shí)驗(yàn)臺(tái)上。4、啟動(dòng)風(fēng)機(jī)。5、打開(kāi)噴頭開(kāi)始噴霧,同時(shí)啟動(dòng)真空泵開(kāi)始采樣。6、15分鐘后結(jié)束采樣。 該平臺(tái)適用范圍廣,在室內(nèi)、室外、實(shí)驗(yàn)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(duì)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(shí)驗(yàn)室等;還可用于環(huán)境空氣質(zhì)量檢測(cè),尤其是室內(nèi)空氣質(zhì)量,通過(guò)檢測(cè)空氣中的氣溶膠含量,如總懸浮微粒(TSP)、甲醛等,監(jiān)測(cè)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(guò)濾理論的研究早在上世紀(jì)已經(jīng)開(kāi)始,而空氣過(guò)濾器的研制與發(fā)展只有近20多年的歷史,過(guò)濾理論由早期的經(jīng)典過(guò)濾理論發(fā)展到現(xiàn)代過(guò)濾理論及微孔過(guò)濾理論。近幾年來(lái),國(guó)外許多學(xué)者對(duì)空氣過(guò)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(shí)驗(yàn)及模擬研究,取得了一定的成果。中國(guó)的空氣潔凈技術(shù)自上世紀(jì)60年代以來(lái),在某些理論研究和應(yīng)用方面達(dá)到了先進(jìn)國(guó)家的水平,但同世界上工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)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(dú)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^(guò)程中用歐拉觀點(diǎn)研究背景流體,用拉格朗日觀點(diǎn)追蹤顆粒相的運(yùn)動(dòng),稱為歐拉—拉格朗日模型。相對(duì)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—?dú)W拉模型。