Hệ thống làm sạch không khí kiểu ướt

Ngày: 02/04/2025 | 220

Bằng độc quyền giải pháp hữu ích số 3620 “Hệ thống làm sạch không khí kiểu ướt” đã được Cục Sở hữu trí tuệ cấp cho TS. Trần Quang Vinh và các đồng nghiệp thuộc Viện Hóa học, Viện Hàn lâm KHCNVN ngày 23/5/2024. Giải pháp hữu ích đề cập đến hệ thống làm sạch không khí kiểu ướt kết hợp ống venturi với thiết bị tách lỏng kiểu xyclon truyền thống, bộ phận lọc không khí để xử lý các thành phần hữu cơ dễ bay hơi gây mùi (VOCs) và bộ lọc nước bằng lõi lọc polypropylen được gắn nano bạc để xử lý đồng thời bụi mịn PM2.5, VOCs và vi khuẩn.

Thiết bị làm sạch không khí kiểu ướt đã được áp dụng nhiều trong thực tế, với nhiều nguyên lý làm việc khác nhau, trong đó có nguyên lý sử dụng thiết bị lọc khí kiểu ướt dạng venturi truyền thống kết hợp với thiết bị tách lỏng kiểu xyclon truyền thống được ứng dụng trong công nghiệp để tách bụi trong không khí. Phương pháp này có ưu điểm không dùng màng lọc, có thể áp dụng ở những địa điểm có hàm lượng bụi cao, không gặp vấn đề tắc trong quá trình lọc khí. Tuy nhiên, nguyên lý tách bụi này có hiệu quả thấp đối với loại bụi mịn PM2.5 do thiết bị lọc khí kiểu ướt dạng venturi truyền thống có cấu tạo đơn giản, sử dụng các đầu phun ra tia lỏng có kích thước lớn, làm giảm khả năng tiếp xúc giữa chất lỏng và bụi chứa trong không khí. Ngoài ra, thiết bị lọc khí kiểu ướt theo nguyên tắc như trên chỉ có chức năng lọc bụi, không có chức năng xử lý các chất hữu cơ dễ bay hơi gây mùi (VOCs) và khử khuẩn nên không áp dụng được cho các mục đích làm sạch không khí triệt để.

Mục đích của giải pháp hữu ích là cải tiến thiết bị làm sạch không khí kiểu ướt theo nguyên lý sử dụng ống venturi đã biết để tạo ra một hệ thống làm sạch không khí kiểu ướt hoàn chỉnh kết hợp ống venturi với thiết bị tách lỏng kiểu xyclon truyền thống, hệ xử lý VOCs và lõi lọc propylen kích thước 1 µm được gắn nano bạc có khả năng khử khuẩn để khắc phục các vấn đề mô tả ở trên. Hệ thống này có khả năng xử lý đồng thời cả ba chức năng gồm có (i) xử lý bụi mịn; (ii) xử lý VOCs và (iii) xử lý vi khuẩn.
Để đạt được mục đích đó, giải pháp hữu ích đề xuất hệ thống làm sạch không khí kiểu ướt có cấu tạo bao gồm:
Ống venturi được bố trí thẳng đứng gồm có phần ống thắt xen giữa hai phần ống dưới và trên phình to hơn, sao cho hai đầu chóp thuôn của các phần trên và dưới được gắn kín khí với hai đầu của phần ống thắt này, tạo thành ống dạng venturi. Tốt hơn là tỷ lệ giữa độ dài so với đường kính phần ống thắt lớn hơn so với thông thường, cụ thể là nằm trong khoảng từ 4,5 đến 8, tốt hơn là từ 4,5 đến 5 lần.

Máy thổi không khí có miệng thổi nối thông vào phần dưới cùng của ống venturi để thổi dòng không khí cần làm sạch đi qua ống venturi theo chiều từ dưới lên, tại đây không khí sẽ được làm sạch kiểu ướt.
Bơm phun sương phun sương vào ống venturi thông qua nhiều vòi phun sương được bố trí trên thành bên của phần ống dưới và phần ống thắt của ống venturi để phun sương vào dòng không khí chảy trong ống.

Theo một phương án ưu tiên, số lượng vòi phun sương 6 là 6, trong đó 2 vòi được bố trí đối diện nhau và vuông góc với thành bên của ống dưới dạng nón và 4 vòi phun còn lại được bố trí ở hai phía đối diện, vuông góc với thành bên và so le nhau trên thành bên của phần ống thắt của ống venturi. Cách bố trí các vòi phun như vậy nhằm đảm bảo các hạt sương nhỏ li ti được phân tán choán toàn bộ khoảng không bên trong ống venturi mà dòng không khí cần được làm sạch đi qua, nhờ đó tăng cường khả năng các hạt bụi tiếp xúc với các hạt sương, bị làm ướt và được tách khỏi dòng không khí. Đây chính là ưu điểm của hệ thống làm sạch không khí của giải pháp hữu ích so với các giải pháp đã biết.
Tốt hơn, bơm phun sương là bơm tăng áp kết hợp béc phun sương, như vậy đảm bảo các hạt sương phun ra có độ mịn cần thiết.
Xyclon tách nước thẳng đứng song song với ống venturi, có đầu trên nối thông với đầu trên của ống venturi, đầu dưới nối thông với bể chứa nước. Xyclon này có chức năng tách thành phần nước có lẫn chất ô nhiễm ra khỏi dòng không khí lắng xuống bể chứa nước nêu trên.

Bộ lọc nước được bố trí trên đường dẫn nước thải ra từ bể chứa nước đến đầu vào của máy bơm phun sương. Bộ lọc này có thể là loại bộ lọc bất kỳ có kích thước lỗ lọc khoảng 1 µm được kết hợp chất khử khuẩn. Theo một phương án ưu tiên, bộ lọc này là bộ lõi lọc polypropylen được gắn vật liệu khử khuẩn nano bạc.
Tốt hơn là không khí ô nhiễm được lọc thô để loại bỏ các dị vật, các sợi bông vải, lông động vật và các thành phần hữu cơ dễ bay hơi gây mùi hôi trước khi đi vào làm sạch kiểu ướt. Để giải quyết vấn đề đó, hệ thống làm sạch không khí theo giải pháp hữu ích còn được trang bị vỏ bọc bao kín lấy toàn bộ hệ thống với một cửa cấp không khí để cấp không khí vào máy thổi khí.
Bộ lọc này có thể là loại bộ lọc bất kỳ có kích thước lỗ lọc khoảng 1 µm được kết hợp chất khử khuẩn. Theo một phương án ưu tiên, bộ lọc này là bộ lõi lọc polypropylen được gắn vật liệu khử khuẩn nano bạc theo một quy trình riêng do các tác giả giải pháp hữu ích nghiên cứu ra.

Hiệu quả đạt được của giải pháp hữu ích

Hệ thống làm sạch không khí theo phương pháp ướt theo giải pháp hữu ích này hoạt động ổn định, có khả năng xử lý các tác nhân gây ô nhiễm không khí như bụi mịn PM2.5, VOCs và vi khuẩn về dưới mức cho phép đối với không khí sạch, có thể sử dụng trong các khu vực có nồng độ bụi mịn rất cao mà không bị tắc như các máy lọc không khí sử dụng màng lọc đang bán trên thị trường như hiện nay. Hệ thống chỉ cần bảo dưỡng định kỳ các đầu phun sương, bổ sung nước và thay thế định kỳ lõi lọc polypropylen có kích thước mắt lọc 1 µm gắn vật liệu khử khuẩn nano bạc.

Tư vấn, hỗ trợ đăng ký bảo hộ độc quyền các loại hình quyền Sở hữu trí tuệ tại Viện Hàn lâm KHCNVN: Phòng Thông tin, Truyền thông Khoa học và Sở hữu công nghiệp, phòng I 3.1, nhà A11, số 18 Hoàng Quốc Việt. TEL: 024.37562551 - 0904.252.152. Email: pqduong@isi.vast.vn

Tin: Trần Thị Kim Ngân