大气污染防治专利技术综述

李现荣

摘 要 大气污染物是指由于人类活动或自然过程排入大气的并对环境或人产生有害影响的那些物质，按其存在状态可分为两大类：一种是气溶胶状态污染物，另一种是气体状态污染物。防止大气污染的主要措施有：合理安排工业布局和城镇功能分区、加强绿化、加强对居住区内局部污染源的管理、控制燃煤污染、区域集中供暖供热、交通运输工具废气的治理、烟囱除尘、加强工艺措施、推行科创环保等。近年来，随着科学技术的进步，学科之间的融合越来越广泛，也为大气污染防治提供了更多的可能性，本文主要介绍通过烟囱除尘、加强工艺措施、推行科创环保、和喷淋降尘等方面在专利申请中的发展方向，为后续的研究提供参考。

关键词 大气污染 专利技术 除尘 喷淋

中图分类号：R122.7 文献标识码：A 文章编号：1007-0745（2021）02-0026-03

1 大气污染防治

1.1 烟囱除尘

烟气中二氧化硫分离方法分为干法和湿法两大类。目前消白烟的主流技术路线有三种：（1）烟气直接再热;（2）冷凝除湿或其他除湿技术;（3）冷凝再热。CN110801705B提供了一种基于烟气冷凝与化学吸附的消白烟装置，通过强化烟气在循环流化床内与冷凝管的充分换热，使烟气中的水蒸气冷凝析出，通过增强烟气与化学吸水剂的掺混，除去烟气中的水分以消除白烟。根据现有的烟囱通风除尘装置无法根据烟气的排放量大小进行调节，使得工作时耗能大，且针对烟囱内的烟气排出不通畅的问题，CN110743288B设计了一种烟囱的通风除尘系统，其将雾化的水汽喷洒于烟气中，使得烟气中的大颗粒物质沉积收集，然后，烟气经过吸附块将烟气内部的有害气体吸收，又根据烟气的排放量、烟气中的烟尘及有害气体的含量，调节排风装置的转速，使烟气进行弯曲的吸附槽流通，增加活性炭对烟气的吸附处理，且保障烟气的流通性。烟囱除尘的技术已经相对成熟，从而造成有关烟囱除尘的申请量开始有所下降，由图1可以看出，烟囱除尘在2011年-2016年呈逐年上升的趋势，从2016年开始逐年下降，而从上述专利申请来看，目前的申请均是对提高能效方面的研究，更趋向于精细研究，创新难度加大，这也是相关技术申请量下降的原因之一。

1.2 加强工艺措施方面

降低大气污染的有效途径之一就是优化工艺过程，包括以无毒或低毒原料代替毒性大的原料，采取闭路循环以减少污染物的排除、综合利用变废为宝等方式。CN112681327A解决了基坑施工过程中抑尘困难的问题，通过在基坑的顶部施工形成面层，以罩盖住基坑，从而防止基坑中的灰尘外扬，实現抑尘的目的，这种方式抑尘效果好，能够达到绿色环保的效果。CN112576299A设置拆卸连接在掘进机上的箱体，够随掘进机同时进出，箱体内的滤芯能够有效的对扬尘进行吸附，并能够将吸附的扬尘排出，从源头解决掘进时产生的大量扬尘。CN112449840A该智能制造园林用割草避免扬尘的设备，通过转接螺杆转动的，其外侧搭接的活动机构同步活动，继而带动切割刀同步活动切割，通过粉碎刀的转动以及切割刀的工作，从而实现了对园林中杂草的清理。

1.3 科创环保方面

通过环保新技术的开发、融合不同领域的新技术，形成优势互补，也是用科技创造绿色环境的大气污染防治方式的有效途径。公开号为CN105289297B的专利申请通过采用光催化电极介质来阻挡放电产生低温等离子体，通过低温等离子体协同光催化，不但提高了有机废气去除率，同时抑制放电极气溶胶积聚，消除安全隐患。公开号为CN105344201B的专利申请通过冷凝-萃取法实现有机废气的回收，采取相对闭式的循环系统的操作方式，减少了系统中热量和冷量的损失，降低了系统能耗和运行的成本。公开号为CN111346471B的专利申请保护了一种处理与循环利用工业过程废气的方法，其以确定废气循环量的基准是废气达标排放，并加强了废气污染物循环前处理措施、废气排放前的废气污染物循环后处理措施。公开号为CN112717597A的专利申请保护了一种喷雾式扬尘治理防护装置，其用于节能建筑施工作业面，可以提高喷雾降尘范围和整体的降尘处理效果。公开号为CN112267341A的申请保护了一种街道上使用的可以防溅水并能够防扬尘的地砖，通过对转体内部结构的改进，可以有效避免地砖间隙内的积水溅出，污染行人鞋子与裤腿，且在天气晴朗时还可以喷出雾化水，防止灰尘飞扬，使步行道环境干净舒适，且实现了节约用水。

1.4 喷淋降尘

喷淋降尘是目前净化空气污染、消除雾霾的常用方式之一。中国在喷淋降尘领域的主要申请人有，武汉毳雨环保科技有限责任公司、中国建筑第二工程局有限公司、中国建筑第八工程局有限公司、中建八局第一建设有限公司、黄河科技学院等。由图2对2002-2020年的申请数量分析可以看出，从2013年-2020年，有关喷淋除尘的专利申请量开始逐年攀升，而2019年和2020年的申请量基本持平，处于一个稳定的申请趋势。一方面说明喷淋除尘依然是净化污染大气的主要研究方向之一，另一方面也说明喷淋除尘的技术成熟度也越来越高，创新难度加大，创新领域扩宽。

1.4.1 建筑工程

在建筑工地施工过程中，由于属于室外作业，且需要大量使用大型工程车辆对石灰、沙土等进行转运、操作，从而造成大量的污染性颗粒散布于空气当中，这些污染性尘粒，会伤害人体的呼吸道系统，一旦被人体吸入，就会刺激并破坏呼吸道黏膜，破坏呼吸道黏膜防御能力，而倘若有细菌被吸入呼吸道，就容易造成呼吸道细菌感染，从而造成身体的不适。因此，对建筑工程施工过程中产生的扬尘进行处理，是普遍需要解决的问题。公开号为CN112793546A的专利申请保护了一种降尘系统，其主要用于建筑工地外出工程车辆，其设置了车轮冲洗装置，可以在车辆往城市道路行进过程中，对车轮进行冲洗，还设置了车身喷淋装置对车身进行清洗;其还在车身喷淋装置中设置了水雾喷头与排尘扇进行双重降尘处理，采用防尘板架对灰尘进行隔离。公开号为CN112726474A的专利申请通过设置往复转动机构和喷洒机构，可以快速调节装置转角，能耗低、喷洒覆盖面广。公开号为CN112657299A的专利申请保护了一种扰流组件，保证循环喷淋的水不会过稠，从而保证了降尘效果，同时通过两次喷淋足见实现水循环。公开号为CN112483162A的专利申请保护了一种降尘结构的台车，将百叶窗式吸尘板安装在隧道台车做为爆破粉尘吸附工具，降尘效果大大提高，同时缩短了施工等待时间。

1.4.2 辅助结构

目前对喷淋除尘的设计，除了关注于喷淋除尘本身的直接效果外，科研创新工作者还将目光锁定在了有关喷淋的辅助部件上，通过对辅助部件的优化，间接促进喷淋效果的提升。公开号为CN112628424A 的专利申请设计了一种自密封三通，它能代替截止阀和三通，不仅降低了成本，还便于降尘装置的安装。公开号为CN112681883A的专利申请保护了一种防护栏立柱，该立柱上设有喷淋降尘结构，通过对立柱的独特设计，不仅可以将喷淋头和喷淋管安装在立柱上，同时还方便与输水管的连接。

1.4.3 应用方向

对于喷淋降尘的创新方向，还进一步体现在对具体应用领域的具体设计。公开号为CN112606138A的专利申请研究的就是喷淋结构在木工车间的应用，通过具体的设计，可以将附着在刀具上的木屑清除，同时吸附空气中的木屑和粉尘，还可以通过更换风管的吸尘罩，回收散落在地面上的木屑，利于资源的回收利用。公开号为CN112657297A的专利申请将喷淋结构应用于米粉加工过程，通过对传动结构创新性的改进，将喷淋机构展开，使液体喷洒，能够节约人力，且会自动归位，提高了装置的使用效果。公开号为CN112502045A的专利申请将喷淋结构用于路桥施工用混凝土领域，通过对往复式喷淋装置的自动化控制，增加了喷淋的范围，提高了喷淋的效果，且通过风能和喷淋的配合，对施工的路面进行进一步降尘。

2 结论

空气污染已经开始影响全世界居民的健康生活，防治大气污染的第一步就是减少污染气体的排放，同时也要努力治理已经污染的气体，为人们生活提供更优质的生存环境。作为科研工作者或相关领域的工作者，应该扎实开展大气污染防治的研究，在研究工作中，要积极推进防止污染和清洁新技术的创新，推进学科之间的融合，将不同领域的技术手段创新性的结合起来，更加高效地降低大气污染产生的影响。