去除霧霾裝置

文 廣東省中山紀(jì)念中學(xué)高三（18）班 肖 琦

人類活動(dòng)向空氣中排放了大量的細(xì)顆粒物（PM2.5），導(dǎo)致空氣中細(xì)顆粒物持續(xù)聚集。這些細(xì)顆粒達(dá)到一定數(shù)量時(shí)，極易出現(xiàn)大范圍的霧霾。中國不少地區(qū)已經(jīng)將霧霾作為災(zāi)害性天氣加以預(yù)報(bào)，可見其對人體健康的危害程度。

霧霾主要由細(xì)顆粒物構(gòu)成，暫時(shí)并無有效方法將其從空氣中分離。如何有效分離該物質(zhì)，從而達(dá)到去除目的？

我想到在物理課上學(xué)到的靜電吸附的相關(guān)知識：當(dāng)一個(gè)帶靜電的物體靠近另一個(gè)不帶靜電的物體時(shí)，不帶靜電的物體內(nèi)部靠近帶靜電物體的一邊會(huì)集聚與帶電物體所攜帶電荷相反極性的電荷，異性電荷相互吸引就會(huì)出現(xiàn)靜電吸附效應(yīng)。該原理即我們通常所說的帶靜電的物體可以吸附微小物體的原因。

在實(shí)際應(yīng)用中，能否利用該原理，讓帶靜電的物體吸附霧霾，然后通過其他方式將吸附的霧霾進(jìn)行處理，從而達(dá)到去除霧霾、凈化空氣的目的？我在物理老師的指導(dǎo)下設(shè)計(jì)了如下裝置。

圖1去除霧霾裝置的原理圖

該裝置主要由一個(gè)錐形的靜電吸附網(wǎng)及其外殼、一臺進(jìn)風(fēng)機(jī)、噴嘴部件等組成。

裝置頂部是一臺小型送風(fēng)機(jī)，該送風(fēng)機(jī)將外界未經(jīng)處理的空氣送入靜電吸附網(wǎng)，空氣通過靜電吸附網(wǎng)后，從網(wǎng)的另一端排出。

靜電吸附網(wǎng)是一個(gè)兩端開口的錐形殼體，它不僅能使進(jìn)入的空氣倒流，還能增加空氣與網(wǎng)的接觸面積，增強(qiáng)吸附效果。錐形上、下端可與外界空氣自由流通。

靜電吸附網(wǎng)外是與其緊密貼合的旋轉(zhuǎn)外殼。該外殼由電機(jī)驅(qū)動(dòng)，保持低速旋轉(zhuǎn)，使旋轉(zhuǎn)外殼與靜電吸附網(wǎng)之間產(chǎn)生摩擦，從而產(chǎn)生靜電，吸附霧霾。

靜電吸附網(wǎng)上吸附足夠多的霧霾后，通過設(shè)置在吸附網(wǎng)上的智能感應(yīng)系統(tǒng)，自動(dòng)打開設(shè)置在吸附網(wǎng)周圍的噴嘴，噴嘴噴出高壓水柱，將靜電吸附網(wǎng)上的霧霾沖走。沖洗后的污水經(jīng)過處理，不會(huì)造成二次污染。

該裝置成本低，能耗低，維護(hù)簡單，效果顯著，不需要占用額外的空間，最理想的安裝位置是高層建筑樓頂。雖然每臺裝置處理的空氣量有限，但如果能在高層建筑樓頂大面積設(shè)置，其處理的空氣量就可以大大增加，達(dá)到凈化空氣的目的。

此外，該裝置所需要的電量極低，可以通過加裝太陽能電板、小型風(fēng)力發(fā)電裝置等為其供電，節(jié)能環(huán)保。

（指導(dǎo)老師：馬建）