大气污染防治专利技术综述

李现荣

（国家知识产权局专利局专利审查协作湖北中心，湖北 武汉 430000）

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。

图1

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，实现抑尘的目的，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。

图2

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。