大氣污染防治專利技術綜述

李現榮

（國家知識產權局專利局專利審查協作湖北中心，湖北 武漢 430000）

1 大氣污染防治

1.1 煙囪除塵

煙氣中二氧化硫分離方法分為干法和濕法兩大類。目前消白煙的主流技術路線有三種：（1）煙氣直接再熱；（2）冷凝除濕或其他除濕技術；（3）冷凝再熱。CN110801705B提供了一種基于煙氣冷凝與化學吸附的消白煙裝置，通過強化煙氣在循環流化床內與冷凝管的充分換熱，使煙氣中的水蒸氣冷凝析出，通過增強煙氣與化學吸水劑的摻混，除去煙氣中的水分以消除白煙。根據現有的煙囪通風除塵裝置無法根據煙氣的排放量大小進行調節，使得工作時耗能大，且針對煙囪內的煙氣排出不通暢的問題，CN110743288B 設計了一種煙囪的通風除塵系統，其將霧化的水汽噴灑于煙氣中，使得煙氣中的大顆粒物質沉積收集，然后，煙氣經過吸附塊將煙氣內部的有害氣體吸收，又根據煙氣的排放量、煙氣中的煙塵及有害氣體的含量，調節排風裝置的轉速，使煙氣進行彎曲的吸附槽流通，增加活性炭對煙氣的吸附處理，且保障煙氣的流通性。煙囪除塵的技術已經相對成熟，從而造成有關煙囪除塵的申請量開始有所下降，由圖1 可以看出，煙囪除塵在2011 年-2016年呈逐年上升的趨勢，從2016 年開始逐年下降，而從上述專利申請來看，目前的申請均是對提高能效方面的研究，更趨向于精細研究，創新難度加大，這也是相關技術申請量下降的原因之一。

圖1

1.2 加強工藝措施方面

降低大氣污染的有效途徑之一就是優化工藝過程，包括以無毒或低毒原料代替毒性大的原料，采取閉路循環以減少污染物的排除、綜合利用變廢為寶等方式。CN112681327A 解決了基坑施工過程中抑塵困難的問題，通過在基坑的頂部施工形成面層，以罩蓋住基坑，從而防止基坑中的灰塵外揚，實現抑塵的目的，這種方式抑塵效果好，能夠達到綠色環保的效果。CN112576299A 設置拆卸連接在掘進機上的箱體，夠隨掘進機同時進出，箱體內的濾芯能夠有效的對揚塵進行吸附，并能夠將吸附的揚塵排出，從源頭解決掘進時產生的大量揚塵。CN112449840A 該智能制造園林用割草避免揚塵的設備，通過轉接螺桿轉動的，其外側搭接的活動機構同步活動，繼而帶動切割刀同步活動切割，通過粉碎刀的轉動以及切割刀的工作，從而實現了對園林中雜草的清理。

1.3 科創環保方面

通過環保新技術的開發、融合不同領域的新技術，形成優勢互補，也是用科技創造綠色環境的大氣污染防治方式的有效途徑。公開號為CN105289297B 的專利申請通過采用光催化電極介質來阻擋放電產生低溫等離子體，通過低溫等離子體協同光催化，不但提高了有機廢氣去除率，同時抑制放電極氣溶膠積聚，消除安全隱患。公開號為CN105344201B 的專利申請通過冷凝-萃取法實現有機廢氣的回收，采取相對閉式的循環系統的操作方式，減少了系統中熱量和冷量的損失，降低了系統能耗和運行的成本。公開號為CN111346471B 的專利申請保護了一種處理與循環利用工業過程廢氣的方法，其以確定廢氣循環量的基準是廢氣達標排放，并加強了廢氣污染物循環前處理措施、廢氣排放前的廢氣污染物循環后處理措施。公開號為CN112717597A 的專利申請保護了一種噴霧式揚塵治理防護裝置，其用于節能建筑施工作業面，可以提高噴霧降塵范圍和整體的降塵處理效果。公開號為CN112267341A 的申請保護了一種街道上使用的可以防濺水并能夠防揚塵的地磚，通過對轉體內部結構的改進，可以有效避免地磚間隙內的積水濺出，污染行人鞋子與褲腿，且在天氣晴朗時還可以噴出霧化水，防止灰塵飛揚，使步行道環境干凈舒適，且實現了節約用水。

1.4 噴淋降塵

噴淋降塵是目前凈化空氣污染、消除霧霾的常用方式之一。中國在噴淋降塵領域的主要申請人有，武漢毳雨環保科技有限責任公司、中國建筑第二工程局有限公司、中國建筑第八工程局有限公司、中建八局第一建設有限公司、黃河科技學院等。由圖2 對2002-2020 年的申請數量分析可以看出，從2013 年-2020 年，有關噴淋除塵的專利申請量開始逐年攀升，而2019 年和2020 年的申請量基本持平，處于一個穩定的申請趨勢。一方面說明噴淋除塵依然是凈化污染大氣的主要研究方向之一，另一方面也說明噴淋除塵的技術成熟度也越來越高，創新難度加大，創新領域擴寬。

圖2

1.4.1 建筑工程

在建筑工地施工過程中，由于屬于室外作業，且需要大量使用大型工程車輛對石灰、沙土等進行轉運、操作，從而造成大量的污染性顆粒散布于空氣當中，這些污染性塵粒，會傷害人體的呼吸道系統，一旦被人體吸入，就會刺激并破壞呼吸道黏膜，破壞呼吸道黏膜防御能力，而倘若有細菌被吸入呼吸道，就容易造成呼吸道細菌感染，從而造成身體的不適。因此，對建筑工程施工過程中產生的揚塵進行處理，是普遍需要解決的問題。公開號為CN112793546A 的專利申請保護了一種降塵系統，其主要用于建筑工地外出工程車輛，其設置了車輪沖洗裝置，可以在車輛往城市道路行進過程中，對車輪進行沖洗，還設置了車身噴淋裝置對車身進行清洗；其還在車身噴淋裝置中設置了水霧噴頭與排塵扇進行雙重降塵處理，采用防塵板架對灰塵進行隔離。公開號為CN112726474A 的專利申請通過設置往復轉動機構和噴灑機構，可以快速調節裝置轉角，能耗低、噴灑覆蓋面廣。公開號為CN112657299A 的專利申請保護了一種擾流組件，保證循環噴淋的水不會過稠，從而保證了降塵效果，同時通過兩次噴淋足見實現水循環。公開號為CN112483162A 的專利申請保護了一種降塵結構的臺車，將百葉窗式吸塵板安裝在隧道臺車做為爆破粉塵吸附工具，降塵效果大大提高，同時縮短了施工等待時間。

1.4.2 輔助結構

目前對噴淋除塵的設計，除了關注于噴淋除塵本身的直接效果外，科研創新工作者還將目光鎖定在了有關噴淋的輔助部件上，通過對輔助部件的優化，間接促進噴淋效果的提升。公開號為CN112628424A 的專利申請設計了一種自密封三通，它能代替截止閥和三通，不僅降低了成本，還便于降塵裝置的安裝。公開號為CN112681883A 的專利申請保護了一種防護欄立柱，該立柱上設有噴淋降塵結構，通過對立柱的獨特設計，不僅可以將噴淋頭和噴淋管安裝在立柱上，同時還方便與輸水管的連接。

1.4.3 應用方向

對于噴淋降塵的創新方向，還進一步體現在對具體應用領域的具體設計。公開號為CN112606138A 的專利申請研究的就是噴淋結構在木工車間的應用，通過具體的設計，可以將附著在刀具上的木屑清除，同時吸附空氣中的木屑和粉塵，還可以通過更換風管的吸塵罩，回收散落在地面上的木屑，利于資源的回收利用。公開號為CN112657297A的專利申請將噴淋結構應用于米粉加工過程，通過對傳動結構創新性的改進，將噴淋機構展開，使液體噴灑，能夠節約人力，且會自動歸位，提高了裝置的使用效果。公開號為CN112502045A 的專利申請將噴淋結構用于路橋施工用混凝土領域，通過對往復式噴淋裝置的自動化控制，增加了噴淋的范圍，提高了噴淋的效果，且通過風能和噴淋的配合，對施工的路面進行進一步降塵。

2 結論

空氣污染已經開始影響全世界居民的健康生活，防治大氣污染的第一步就是減少污染氣體的排放，同時也要努力治理已經污染的氣體，為人們生活提供更優質的生存環境。作為科研工作者或相關領域的工作者，應該扎實開展大氣污染防治的研究，在研究工作中，要積極推進防止污染和清潔新技術的創新，推進學科之間的融合，將不同領域的技術手段創新性的結合起來，更加高效地降低大氣污染產生的影響。