CN102753249B - 利用人工光合作用对气体污染物的中和 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于中和来自任何类型的燃烧的有害成分的人工光合作用系统和方法，通过根据分子共振或气体共振原理的气体加速再循环产生的动能减小气体的初始体积和压力，以便然后通过物理和化学工艺释放氧和无害液体物质。所述系统包括具有主气体进口和气体流出管的主腔室，所述主腔室包括：管，具有布置在所述主腔室的下部中的喷嘴，使得蒸汽以蒸汽幕的形式通过；推进器；柔性管，从所述主腔室突出并且连接至所述主气体进口；电动马达，用于气体提取，使得气体能够朝所述柔性管加压流入；排出管，将所述主腔室连接至二级腔室，所述二级腔室包括用于来自所述主腔室的气体的进管以及布置在所述二级腔室的上端的气体流出管，所述二级腔室包括：多个塑料泡沫连接单元，包括处于每个单元的连接点的穿孔铝片；大功率离心提取器，处于所述二级腔室的上端的外部；以及管，用于排出所述液体残余物，被布置在所述主腔室和所述二级腔室的下部。

Description

利用人工光合作用对气体污染物的中和

技术领域

本发明涉及一种通过名为“SAFA”的人工光合作用自主系统（artificialphotosynthesis autonomous system）的气体污染物中和系统和方法。

背景技术

考虑环境污染问题的一些技术和历史方面是有益的。温室效应是最好的参考。

纵观本世纪，以及纵观进一步全球工业化，我们已见证了全球环境灾难，该灾难具有来自工业化进程、人类及其衍生物（诸如运输及其他移动源）的高水平污染物。上述事项已增加了大气中的气体自然浓度，并且增加了具有比自然产生的那些毒性更高的气体。在这些气体中，需要中和的是一氧化碳（CO）、二氧化碳（CO₂）、含氯氟烃（CFC）、甲烷（CH₄）、和一氧化二氮（N₂O）。

现有技术涉及物理或化学减少或防止气体有毒废物进入大气的系统或方法。迄今为止，已实施的大多数研究使用物理装置以通过薄膜过滤颗粒，或者利用电击使颗粒带负电荷从而将其捕获，或者他们仅使用喷射特定碱溶液（氨、尿素等等）的喷嘴，这些碱溶液通过化学反应起特定气体（氢或CO₂）的催化剂作用，当它们彼此反应时会中和该气体，因而将其转化为更稳定的对环境危害较小的物质。然而，该设备的生产和维护非常昂贵。

不过，为了作为新颖的气体污染物中和系统的似乎可信的参考，我们在本文中引用一些在智利国家工业产权局（INAPI）提出的现有技术文献。

1995年获得许可的专利No.CL38989涉及“具有液体洗涤液滴的气体纯化器，以气体逆流（gases purifier having liquid wash drops,incounterflow of the gases）”，其中气体由逆流处理；并且使用一系列泵，从而使气体在水性碱溶液中溅射。然而，在我们的发明中，不需要泵，仅需要动能和蒸汽。

专利No.CL38227描述了“维持包含在内燃机废气中的悬浮颗粒的过滤器（filter to retain suspension particles contained in the exhausts of internalcombustion engines）”。在该情况下存在一种用于颗粒材料的过滤器，其在处理中使用通过一系列连接金属通道的水。我们的发明不仅是过滤器，而且是通过动能和化学处理工作的气体处理器。

专利No.CL42130涉及“用于工业烟窗中所有类型颗粒的湿式过滤器装置，其包括涡轮提取器，其中并入过滤网，以及结合推进器装置和液体加热器以及气体冷却器元件的过滤腔室（wet filter device for all types ofparticles in industrial smokestacks comprising of a turbo extractor whichincorporates a filter mesh,and filtration chambers associated with impellermeans and liquid heaters and gas cooler elements）”。在该情况下，我们了解另一种过滤器，其通过气体冷却器和加热器使用网捕获大颗粒。这与我们发明的最初原理相反；即该处理在其运行中是绝对自主；以及需要系统的内部能量以产生人工光合作用现象。

2002年获得许可的专利No.CL41569描述了一种“用于污染空气的处理系统，包括用以捕获空气的站，用于累积气体的腔室、具有浮网的处理排污通道以及注入水的洒水装置、倾析残余物的池、颗粒干燥器、和用以推进排污水的泵（treatment system for contaminated air comprising astation to capture air,a chamber for accumulating gases,an initialdecontamination tunnel with floating mesh and sprinklers fed by water,a poolto decant residues,a particle dryer,and a pump to push the decontaminatedwater）”。这是使用水作为其处理基础的另一种系统，但是仅能大规模地倾析空气粒子，使其几乎不能应用。该专利仅作为参考列举。

2002年10月9日公开的智利专利申请No.CL01930-2001提及“化学机械方法，用于减少污染气体，其具有第一洗涤步骤，该步骤利用由蒸馏水、碳酸氢钠和尿素组成的化学溶液：后两种化合物的浓度分别为5-8%，然后是两次以上的过滤步骤（chemical-mechanic process to reducecontaminating gases having a first wash step which uses a chemical solutionconsisting of distilled water,sodium bicarbonate and urea:the latter twocompounds at concentration from 5-8% each,followed by two more steps offiltration）”。在该申请中，使污染气体和化学物质在固定温度下反应。因此，该申请属于来自现有技术Reducción Catalítica Selectiva（SRC）（选择催化还原）的一组催化剂。通过比较，我们的发明不利用外部化学试剂；其仅使用水蒸气和气体的动能获得氧。

2002年的专利申请No.CL00324-2002涉及“用于减少固定源或移动源燃烧气体污染物排放的方法，包括在多个流中分离所述气体、通过冷却降低气体的温度、使气体经受洗涤步骤、以及倾析颗粒物质的步骤（methodto decrease pollutant emissions from stationary or mobile sources ofcombustion gases comprising the steps of separating said gases in multipleflows,decreasing the temperature of the gases by cooling,subjecting the gasesto a washing step,and decanting the particulate material）”。该申请由具有不同直径的一系列铝管构成，受污染气体穿过其中，同时喷射蒸馏水溶液，从而产生化学效应。形式和作用原理完全不同；我们不使用单一另外化学试剂或使用交错线性管执行该处理。

我们也发现专利No.CL 44552，该专利提及“用于纯化发动机废气的方法，其具有再循环气体的安排，其中使用温度数据和阀装置调试控制装置，以实现NO_x和煤烟之间有利于过滤器再生的关系（method to purifyexhaust gases of an engine,with an arrangement to recirculate gases,wherein acontrol device is adapted using temperature data and a valve device,to achievea relationship between NO_x and soot which is favorable for the regeneration ofthe filter）”。该专利涉及车辆催化剂装置，该装置能够由于气体的再循环系统以及另一系列因素而产生NO_x和煤烟的还原。我们的发明从以下意义上说不是催化剂或起相应作用，即其为仅使用水蒸气和动能执行气体中和处理的系统。

为了阐明我们的系统是唯一的，我们列举两个国际专利，其涉及相关方法和结果，更作为他们的最终结果和我们的（发明）之间的直接对比的参考。

2009年11月18日公开的专利EP 2119490涉及“减少空气污染的系统，包括用于液体减少重金属、尘埃、花粉和颗粒形式的多环芳香烃的初始步骤，利用来自电解的氧在水中氧化轻质烃的第二步骤，以及通过与无机碳酸盐反应将诸如CO₂的化学物质转化为碳酸氢盐的第三步骤（asystem that reduces air pollution comprising an initial step for the liquidreduction of heavy metals,dust,pollen,and polycyclic aromatic hydrocarbonsin particle form,a second step of oxidation in water of light hydrocarbonsusing oxygen from electrolysis,and a third step of transformation of chemicalssuch as CO2 into bicarbonate by a reaction with inorganic carbonates）”。该专利使用与伴随物质如碳酸盐情况下的化学反应而产生期望效果（该情况下为碳酸氢盐）。其使用电解以从水中释放氧，并且激活与某些烃的反应。这与我们发明使用水蒸气和动能形成比较。通过我们的发明，动能通过我们研发的人工光合作用进程释放氧。该欧洲申请中描述的设备包含三个连接在一起的不同部分。在我们的发明中，我们已改为包含两个有益的（complimentary）结构。其中之一为水平圆柱结构，而另一个为具有面向上的气体出口的垂直圆柱结构。

我们也列举2009年1月15日提交的专利申请US 2009/0016948A1，其描述“其减少大气中的二氧化碳并产生碳用于后续用作燃料，更特别地，其涉及通过电解过程在适当的碱金属盐流中分解大气中二氧化碳以形成碳和氧的方法（it reduces atmospheric carbon dioxide and produces carbon forsubsequent use as fuel and,more specifically,refers to a dissolution process ofatmospheric carbon dioxide in an adequate flow of alkali metal salt to formcarbon and oxygen by an electrolysis process）”。我们注意到，用于从CO₂氧分离碳的物理和化学工艺、使用的反应物或催化剂（电极）都以和我们发明结果完全不同的结果告终。在专利2009/0016948 A1中，他们利用电解，从而通过具有在非常高的温度（高于800摄氏度）铸造的水银的碱溶液而获得氧。相反，我们使用动能，从而产生本质上类似于我们看到的光和作用处理的反应。我们的方法的最终产物为氧和葡萄糖。能够看出，列举的参考没有一个存在关于我们所发明的气体污染物中和系统的重要重合。

在当前市场和工业水平上，存在不同类型的消除和颗粒物质控制系统；这些系统包括惯性分离器（或旋风分离器）、湿式剥离器（净气器（scrubber））、软管系统和静电除尘器（electrostatic precipitator）。然而，这些系统没有一个考虑到气体处理和加工。为了处理和加工气体，仅存在对特定气体的吸收系统。问题在于，它们要求大量投资，并且其仅用于一些类型的工业处理，诸如NO_X或选择催化还原。同时，现有技术中没有一个上述系统能够像我们的发明一样同时控制颗粒物质并且处理气体并且获得相同收益。

我们的发明能够以低成本控制颗粒物质并且处理气体，同时在效率方面对现有系统加以改进。我们能够捕获并且将有毒气体转化为具有最小气味的更加无害的物质。

当前存在于全球工业市场的主要系统都针对减少颗粒物理。处于这些系统中的是静电系统、净气器、旋风分离器和袋式过滤器。然而，这些系统捕获更具挥发性物质的效力受限于可包含残余颗粒物质的物质。对于成本，其根据效率变化。对于能够捕获99%颗粒物质的那些系统，最昂贵的成本为初始投资以及维护成本。

我们的发明的主要目标在于捕获和处理引起温室效应的主要气体，温室气体由固定的污染源特别是CO₂、NO_X和SO₂产生。这些气体来自于冶炼厂、发电厂、工业用电炉以及大功率发电机组。所有的所述气体是造成酸雨和全球变暖的主要原因。

研究者已发现一种新的气体污染物中和系统，其中和有毒气体组分，首先向大气释放较轻分子（氧），并且将这些气体部分转化为能够被释放至环境的无害成分。

发明内容

我们已设计一种气体污染物中和系统，其通过类似于自然光合作用过程的利用物理-化学原理的化学共生或分子熔合过程而处理有毒组分，从而产生氧和无害液体废物。

我们的发明涉及一种人工光合作用系统，其中和来自任何类型的燃烧的有害成分（元素，elements），因而减小气体的初始体积和压力。这通过经分子或气体共振（resonance）原理的气体加速再循环（acceleratedrecirculation）产生的动能完成。物理和化学过程，然后释放氧和无害液体物质。本系统由通过管连接的主腔室（main chamber）和二级腔室（secondarychamber）组成。主腔室由以下部件组成：

·主进气管和气体出口；

·管，其具有允许蒸汽与蒸汽幕（steam curtain）通过的喷嘴；

·推进器（propeller），其位于主腔室的内部；

·第一柔性管，其位于主腔室的上侧并且从顶面离开。其在气体的主进口再结合（rejoin）主腔室。主腔室具有至少两个另外的柔性管，其离开主腔室的侧面；

·电动马达（electric motor），从而提取（抽取，extract）气体，其允许通过柔性管进入气体压力；

·液体废物排出管，其位于主腔室内部的底部上；

·一个用于经处理气体的排气管（排出管，exhaust duct），其位于腔室后部，其通过到主腔室的管连接二级腔室；

二级腔室由以下部件组成：

·进口气体管（进气管），其来自主腔室，以及气体管出口（gas ductoutlet），其位于上端（upper end）；

·多个泡沫单元，泡沫单元被连接在一起，并且泡沫单元的每个接头（接口，junction）都具有穿孔铝箔以及具有高吸收度的聚酯纤维织物（cloth）；

·大功率离心提取器（high powered centrifugal extractor），其促进位于二级腔室的上端外部的气体出口；

·液体废物排出管，其位于二级腔室的底部，允许清除液体。

本发明也涉及一种中和来自任何类型的燃烧的有害成分的人工光合作用方法，其通过经分子或气体共振原理的气体加速再循环产生的动能，减小气体的初始体积和压力。然后依靠物理和化学过程，随同无害物质一起释放氧。它们由以下步骤组成：

ⅰ）步骤一：来自污染源的气体进入主腔室并且气体团（gaseousmass）接触蒸汽幕。然后，气体偏转（deflect）并且缓慢向下移动至内部推进器。随后，气体通过外部马达吸入管中，气体团朝着柔性管移动，在该点，气体团被引回至主腔室，允许气体连续再循环。这样做的原因是产生引起气体团可溶于水蒸气的能量负荷（energy charge）。

ⅱ）步骤二：通过在再循环过程中获得的动能，允许气体彼此与其化学成分（chemical elements）结合。在主腔室的圆形壁（circular wall）获得的化合物浓缩并沉淀，然后沉积在主腔室的底部。

ⅲ）步骤三：来自第一步骤的经能量处理的气体（energetically treatedgases）进入二级腔室，促进气体的物理和化学作用，其中其类似成分被提取到一起，释放氧。所述氧在高性能离心提取器的帮助下，与气体废物一起向外朝着二级腔室的外部输出释放，捕获在该过程中获得的液体残余物，并且最后依靠位于二级腔室底部的活塞（开关，stopcock）清除液体残余物。

受污染气体的中和过程由下文描述的两个主要特征组成：

1.-基本物理-机械作用。

在第一阶段，气体污染物进入处理器或主腔室，其中发生混合并且存在气体熔合（fusion）。主腔室被气密密封。气体通过外部离心提取器进入主腔室。一旦气体进入系统的主腔室，它们首先面对至少为100°C的饱和水蒸汽幕。然后，气体接触凹的推进器叶片（concave propeller blade），该叶片具有等于气体主进入管直径的直径，其起闸（brake）的作用，并且扩散进入的气体。

一旦气体处于主腔室的内部，它们就与被喷射或喷雾到主腔室中的饱和水蒸汽混合。通过形成蒸汽幕的喷嘴管喷射或喷雾饱和水蒸汽。喷嘴管位于主腔室的底部。在该步骤中，喷射或喷雾饱和水蒸汽的该机构也有助于降低气体温度。

在第二步骤中，已和水蒸汽混合的气体进入三波纹铝柔性管，其为外部主腔室的两倍长度。主柔性管位于主腔室的顶部，并且两个管位于主腔室的侧面上。在主腔室的顶部，存在附接至上部主管的电动马达。

在本方法的第二步骤中，经加速的气体再循环，从通过发生在柔性管中的同心离心作用而由气体颗粒释放的动能产生一类“气体或分子共振”。这是当经加速的空气能够有效和快速地与气体混合和浓缩的情况。来自进口气体的压力（其能够从1变化至“X”巴）下降，因而指示系统正在处理污染物。通过再循环气体的过程，气体温度关于原始输入的温度降低至少10°C，并且这些气体的原始压力输入降低一巴或更少。

随着温度降低，提高了本方法中包含的物理和化学反应的效力，该反应将气体团转化为液体团（liquid mass），后者随后通过重力落至主腔室的底部。

在本方法的第三步骤中，在密封圆柱装置中产生可渗透过滤器，其中被处理的气体以湿气过饱和，并且湿气覆盖每个内部过滤器，其中执行饱和水蒸汽的转化。其结合二级腔室中所含的每个塑料泡沫过滤器的全部暴露表面，因此使得物理-化学过程更有效。进入二级腔室的气体温度低于进入主腔室的气体进口的原始温度。该气体富含湿气，并且具有正或负能荷，其很大程度上都被捕获并且中和。这允许释放氧分子。

2.-物理化学二级作用

首先，该复合作用（composite action）—始于第一步骤并且在第三步骤中完成—为物理作用。

在二级作用中，涉及三个主要因素：腔室内的温度、腔室的内部压力、以及气体和水蒸汽的湿度。

该作用通过同时结合原子较小密度（或较轻）物质以及在表观链反应（apparent chain reaction）中将颗粒物质转化为较重物质。这主要是由于在第二步骤中开始的分子或气体共振处理。可能存在对更敏感分子诸如碳、氮和硫的离子电荷（正或负）。这些分子被吸引到塑料泡沫过滤器，后者被连续和永久地安装在主和二级腔室两者中。能量负载气体分子在蒸汽存在的情况下促进气体的化学反应，从而形成更稳定的分子键。

在该反应中，存在不同的中性化合物（诸如较小程度的碳酸氢盐和硫酸盐），这使得主要污染物（诸如CO、CO₂、NO_X以及SO₂）更易于溶解。然后将污染物从主要为气态转化为液态，并且然后一旦干燥，它们就变为固态，形成碳酸氢盐、硫酸盐或葡萄糖（比剩余的残留物百分比更大）以及可能的淀粉和纤维素分子。简单地说，存在将气体转化为比其自然状态更大分子量元素的原子成键效应（形成葡萄糖分子以及可能的淀粉和纤维素）。该机构将更大分子量的元素和更致密的分子结构沉淀至内部处理区。这也有助于系统更有效地吸收和捕获更低分子量以及必然更易挥发的物质，但是其始终留有游离氧分子，从而产生结合各种稳定化学化合物（碳、氮、氢、硫等）的化学反应。所述简单化学化合物被转化为具有更高分子量和更密分子结构的更完全化学元素。结果，所述处理游离氧分子，因而释放比在本方法第一步骤最初引入的更大百分比的氧（与进入和离开系统的气流相比）。

该方法很大程度上类似于自然光合作用，因为使用CO₂和H₂O以产生液体葡萄糖，并且在该处理的最后释放大量纯氧。从富葡萄糖碳键不能获得或衍生来自于不同于CO₂的气体的其他化学化合物的形成，而是取决于分子等价气体（例如，与H₂O结合，SO₂包含其他分子）获得。

根据从下文详细实例获得的结果，能够注意到，我们发明的系统能够净化和降低气体的压力和原始体积，将物质转化为与最初进入系统的物质相比毒性较小的化合物。这引起分子分解，可能由于-如上所述-分子或气体共振原理以及其中释放的动能，通过类似元素形成新原子键，改变化合物的原始分子组成。我们发明的系统的效力是这样的，即经处理的液体也具有抑制（中和，neutralize）出现细菌微生物的特征，这防止在系统内形成锈菌（rust）或其他细菌丛。使系统工作的实现和其他有毒气体的水蒸汽分子共生的理论-科学原理是独特的并且在世界上是唯一的，并且在本专利申请时，其不与大学或本领域专业中心当前正在研究的任何物理-化学过程平行。我们的发明实现了类似于光合作用的分子变化，但是代替使用光能，而是使用动能和分子共振或气体共鸣（gas resonant），以实现相同现象。将其称为人工光合作用。

我们的发明由经设计执行中和气体污染物的过程的装置组成。该装置由两个结构组成，即通过不锈金属圆管或由塑料聚合物制成的其他材料连接在一起的主腔室和二级腔室。

附图说明

为了更好地例证本发明的系统和方法，我们已包括了下文所述的三个附图：

图A：该图示出主腔室的侧面纵向剖视图。

图B：该图示出主腔室的上部纵向剖视图。

图C：该图示出二级腔室的侧面纵向剖视图。

具体实施方式

图A示出主腔室（1），其为适合其功能的不锈金属或塑料聚合物圆柱形状。主腔室的内表面涂有钢材料或聚合物塑料，以促进饱和蒸汽的倾析（移注，decantation）。在主腔室的外部，存在三个柔性管（2），其由具有凹的内部浮雕的塑料或铝制成。第一柔性管离开主腔室（1）的顶部。两个其他柔性管（2）从主腔室（1）的每一侧出现。每个柔性管（2）都在管中终止，其在约与腔室中心等距的点被附接至主腔室的入口的管（3）。离开主腔室的柔性管由塑料或铝制成，并且具有包括半圆形凹面的齿状内部，并且流进进气的主管（4）。气体所进入的主管（4）具有截锥形状；该管的最终内部直径为外部直径进口的两倍宽，因而促进将主腔室内的废物液体排出。主柔性管的直径等于主腔室内部直径的15%-20%，并且横向（lateral）柔性管的直径等于主腔室内部直径的10%。柔性管（flexible tube）具有齿状表面，其在相应于每个柔性管的内部直径的5%的折叠之间具有间隔，以及相应于每个管的直径的2.5%的高度。其位于主腔室的两侧上，彼此等距。管（duct）（3）接触管（tube）；它们被同时连接至每个柔性管（2）。管（3）位于有毒气体的主入口，其中发生再循环。有毒气体的入口也容纳入口主管（4），其中通过外部提取器将有毒气体引入主腔室。一旦处于主腔室内，就由推进器（5）接收气体，该推进器（5）具有起气体的主屏蔽作用的凹法兰（concave flange），引起气体降低其浓度和方向。位于主腔室中心的推进器（5）具有凹法兰，并且使用进入气体的力旋转，并且因而产生朝向主腔室内壁的混合气体偏离。由于惯性力（inertialforce），气体被引导至主腔室的后部，其中气体经历系统的第一过滤步骤，该系统由密度为25K/m³并且至少为10cm厚的膨胀聚氨酯泡沫塑料泡沫板，以及位于主腔室（1）的后部末端（6）的穿孔铝板或片组成。气体被转向至主腔室壁，解决该惯性力和本方法的离心特性的影响，朝向每个柔性管（7）的入口，其中气体温度降低并且由于在每个柔性管中产生的离心效果而结合在一起，其也受柔性管的形状以及通过位于主柔性管（7）的进口的电动提取器马达（8）促进。电动提取器马达（8）允许气体与水蒸汽混合，然后将它们通过三个柔性管引回主腔室中，产生气体的连续循环。如果制作模型要求如此，也能定位电动提取器马达在另两个柔性管上，其中最大提取功率的马达位于更宽和更高的柔性管上，而另两个马达具有主马达的一半提取功率。它们能够位于其他柔性管出口的主腔室侧面上，以便提高再循环处理。

装置的主腔室的圆柱结构以漏斗型末端截锥形式（10）终止。末端截锥形式（10）引起经处理气体以更大的力进入第二装置结构或二级腔室，这引起经处理气体沉降（沉淀，settle）在装置的第一结构或主腔室中。此外，在主腔室的内部底部中，系统具有包括活塞的排出管（evacuation pipe）（11），其用于排出所述方法产生的在该点为液态的经处理的物质。

图C中所示的二级结构或二级腔室（2）由抗腐蚀金属或塑料聚合物制成，并且也具有包括截锥末端的圆柱形状。在二级腔室（12）的起始部分，存在一系列泡沫单元（13），其被用作饱和水蒸汽的转换器，以及被用作来自主腔室的湿气体的吸收器，以及作为过滤器，从而保留污染物。二级腔室在至少10cm厚度上具有至少5个塑料泡沫单元，以及密度为25K/m³（千克/立方米）。泡沫由迄今为止使用和测试最好的化合物膨胀聚氨酯制成，这是因为其高保持容量和吸水性。塑料泡沫单元转化来自主处理的饱和蒸汽，其中水被穿过泡沫的暴露表面粘附，促进上述物理-化学处理以及气体过滤。泡沫单元由薄穿孔铝片（14）分隔，后者覆有位于塑料泡沫单元（13）的每个间隙（gap）之间的聚酯纤维。在许多泡沫单元（13）之前，在二级腔室的底部，存在金属网（15）或金属聚合物网，当将二级腔室关于主腔室垂直安装时，该网用于支撑泡沫单元（13）以及薄穿孔铝片（14）的重量。二级腔室具有气密结构。二级腔室的外部下部具有来自主腔室的进口气体的管（16）。取决于二级腔室的位置，该管（16）能够竖直或受约束（curbed），连接主腔室和二级腔室。二级腔室的上端具有高性能离心提取器（17）。二级腔室的两个末端中的每个末端都具有由耐腐蚀金属或塑料聚合物制成的截锥结构。下部末端（18）的结构促进气体的混合和压力进入，并且上端结构（19）允许气体离开。上端结构（19）具有稍微比下部末端宽的排出开口。连接主腔室和二级腔室的管（16）具有允许该步骤产生的液体或液体废物在塑料泡沫未将其吸收时排出的排出管（20）。

本发明的应用实例：

一旦处于主腔室的内部，被中心推进器（5）偏转的气体就与饱和水蒸汽混合，后者被在不超过100°C的温度，以及取决于气体湿度在通常为1和3巴之间的压力下喷射或喷雾到主腔室中。为了促进降低气体温度的处理，以及帮助中和与释放氧，气体穿过喷嘴管（9），其在不超过100°C的温度下形成高浓度湿气的蒸汽幕。喷嘴管（9）处于系统的主腔室（1）的入口处。喷嘴管（9）被附接至喷雾器（蒸发器，vaporizer），后者位于主腔室的内部或外部。

加速再循环处理中的压力降低至1Kg/cm²或1巴的水平。这指示系统正在处理污染物。到截锥形的主管（4）的气体的进口温度通常在50°C至100°C之间，但是一旦气体通过再循环处理再次进入主腔室，气体的温度就剧烈下降，降至温度为39°C至42°C之间（取决于气体的输入温度）。在该实例中，进口气体的温度为55°C。在最佳性能中，在主腔室内部，柔性管的内部再循环温度为约45°C。

我们研发的系统能够吸收超过进入的全部气体的90%以及颗粒物质的99%。我们能够在以下实验中验证该系统的效力。在1hp（746瓦特）以汽油运行的发电机的排气管出口，系统运行超过两个小时，获得CO₂和CO实际降低90%，NO_X降低约62%，而氧从8%提高至19.7%。我们在输入处观察到，存在明显的体积压力，即体积压力进口60l/min，获得约5至1l/min的体积输出压力。本文所记录的所有测量值都以相对于系统的气体进口和出口的百分比表示。

执行的测试验证了我们的发明能够实现18.5%至19.7%的输出，而一旦气体穿过装置，在燃烧处理后，相对于释放的氧，进入系统的氧的百分比实际提高超过250%。因此，我们发明的装置和方法将最终实现完全可呼吸气体的百分比。当将相同的系统耦合或附接至用于连续运行的两个或更多该类型装置时，该结果明显提高。可能的是，在结合时我们能够在世界上产生第一闭环燃烧，其中部分由该装置产生足够的氧，而不以另外有害气体污染大气。

现在我们将详细描述被称为人工光合作用的自主系统或SAFA的本发明的每个部分，从而明确限定我们对本发明中涉及的系统和方法而形成的每个权利要求。

Claims (13)

1.一种用于中和来自燃烧的气体污染物CO₂、CO和NO_x的装置，其通过气体加速再循环的动能减小气体的初始体积和压力，并释放氧和无害液体物质，包括通过管连接的主腔室和二级腔室，其中所述主腔室包括：

-气体主进口管和气体出口管；

-管，具有允许蒸汽以蒸汽幕的形式通过的喷嘴；

-推进器，位于所述主腔室的中心；

-第一柔性管，位于所述主腔室的上侧且离开所述主腔室的顶面，并在气体的主入口再结合所述主腔室，所述主腔室具有离开所述主腔室侧面的至少两个另外的柔性管；

-电动马达，以提取气体，允许加压气体进入所述柔性管；

-液体废物的排出管，位于所述主腔室内的底部；

-一个用于经处理气体的排气管，位于所述主腔室的后部，其通过管将所述主腔室连接至所述二级腔室；

所述二级腔室包括：

-用于来自所述主腔室的气体的进口以及位于上端的气体出口管；

-多个泡沫单元，所述多个泡沫单元被连接在一起，并且泡沫单元的每个接头具有穿孔铝片和具有高吸收度的聚酯纤维织物；

-大功率离心提取器，其促进位于所述二级腔室上端外部的气体输出；

-液体废物的排出管，所述排出管允许位于所述二级腔室的底部的流体输出。

2.根据权利要求1所述的装置，其中所述主腔室为圆柱形并且具有截锥形末端漏斗，以及截锥形气体进口管，其由适合于温度的耐腐蚀金属或特殊塑料制成，所述主腔室的内表面涂有钢或塑料聚合物，从而促进饱和蒸汽气体的沉降，其在将所述主腔室连接至二级腔室的直的或弯曲钢管中终止。

3.根据上述权利要求任一项所述的装置，其中来自所述主腔室的柔性管由塑料或铝制成，具有流入气体主入口的齿状凹半圆形内部，两个柔性管以离气体污染物的进口管相等的距离离开所述主腔室的每个外侧，通过以相等距离被附接至具有截锥形状的主气体进口管的钢管或塑料聚合物将所述柔性管附接至所述主腔室。

4.根据权利要求1或2所述的装置，其中所述主腔室具有管，所述管具有位于所述主腔室底部的喷嘴，其允许蒸汽通过，并且被附接至喷雾器。

5.根据权利要求1或2所述的装置，其中所述推进器由凹的金属或塑料叶片制成，并且以进口气体的动力运行，其中推进器紧邻并位于喷嘴管后。

6.根据权利要求1或2所述的装置，其中所述二级腔室为圆柱形，并且具有漏斗型截锥末端，其由耐腐蚀金属或塑料制成，并且是气密的。

7.根据权利要求1或2所述的装置，其中所述二级腔室具有至少5个至少为10cm高并且密度为25K/m³(千克每立方米)的塑料泡沫单元，所述泡沫单元由膨胀聚氨酯制成，并结合在一起，每个接头具有穿孔铝片，所述穿孔铝片用作所述聚氨酯泡沫的支撑体，并且所述铝片之间存在高吸收等级的聚酯纤维薄层，在所述泡沫单元前面，在所述二级腔室的底部，存在当相对于所述主腔室垂直使用所述二级腔室时承载所述泡沫单元和所述铝片的重量的金属网或耐腐蚀塑料聚合物。

8.根据权利要求1或2所述的装置，其中所述主腔室的后部还包括具有至少10cm厚以及密度为25K/m³的膨胀聚氨酯塑料泡沫板以及穿孔铝片。

9.一种中和来自燃烧的气体污染物的方法，其通过源自气体加速再循环的动能减小气体的初始体积和压力，并释放氧和无害液体物质，其中所述方法包括以下步骤：

ⅰ)第一步骤包括：来自污染源的气体进入主腔室并且接触蒸汽幕；所述气体偏转并通过凹叶片的内部推进器缓慢向下移动；推进器又通过进入所述主腔室的气体的动力驱动，通过外部提取器马达吸入所述气体，将气体团传送至柔性管，其中所述气体通过离心力作用和在所述柔性管中产生的动能而混合，由此产生低压气体(小于1巴的压力)，所述主腔室中的再循环气体的压力为1巴，将所述气体引回至所述主腔室并允许气体再循环；

ⅱ)第二步骤包括：通过在所述再循环过程中获得的动能将气体彼此与其相关化学成分结合；浓缩并沉淀在所述主腔室的圆形壁上获得并沉积在所述主腔室底部的化合物；

ⅲ)第三步骤包括：来自所述主腔室的气体进入所述二级腔室促进彼此吸引以及吸引至其结合成分的气体的化学和物理作用，因而释放氧；通过用作饱和水蒸汽的转换器和吸收器的膨胀聚氨酯泡沫单元促进所述化学和物理作用；以及与在所述二级腔室中形成过滤器单元的铝片和聚酯纤维一起过滤气体污染物；氧与气体废物一起从所述二级腔室的外部输出向外释放，捕获在所述方法中获得的液体残余物。

10.根据权利要求9所述的方法，其中在所述第一步骤中，来自所述污染源的气体进入在高于50℃温度下的所述主腔室，由位于所述二级腔室外部的离心提取器的吸力促进所述气体的进入。

11.根据权利要求9或10任一项所述的方法，其中在所述第一步骤中，所述气体团在不超过100℃的温度以及1至3巴的压力下接触饱和蒸汽幕。

12.根据权利要求9或10任一项所述的方法，其中在所述第三步骤中，将氧和气体废物一起向外释放，释放的气体废物流不超过来自污染源的原始进入气体流的十分之一，由于高性能的离心提取器，将氧和气体废物一起释放到所述第二腔室的外部成为可能。

13.根据权利要求9或10任一项所述的方法，其中所述主腔室内的温度平均高于40℃，并且所述气体用湿气饱和，被喷雾至蒸汽幕的水蒸汽具有100℃的最高温度以及小于3巴的压力。