Способ очистки отходящих газов от примеси озона

 

Изобретение относится к технологии очистки отходящих газов от примеси озона, применяемой в промышленных технологических и исследовательских установках, где имеются остаточные количества озона, позволяющей интенсифицировать процесс очистки. Отходящий газ с примесью озона подают на контактирование с заряженными частицами активированного угля в камеру с заземленными стенками с иголками в стенках с отрицательным потенциалом относительно заземленных стенок камеры. Предварительную зарядку частиц угля ведут пропусканием пылегазового потока, содержащего 0,01 - 0,1 г угля в 1 см<SP POS="POST">3</SP>, через зону электрического поля с отрицательным потенциалом и напряженностью 60 - 100 В/см. Эта зона примыкает к зоне коронного разряда и отделена от нее экранирующей сеткой. Заряженные частицы угля, попадая в камеру с иголками, образуют разветвленные цепочки. При перепаде давления в камере 0,1 атм исходной концентрации озона 10 об.% степень очистки составляет 99,99% при скорости пропускания отходящего газа 5<SP POS="POST">.</SP>10<SP POS="POST">-3</SP> м<SP POS="POST">3</SP>/с. 1 ил., 2 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) () 1) (5()5 В 01 0 53/36

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4393029/31-26 (22) 17.03.88 (46) 30.06.90. Бюл. ¹ 24 (71) Научно-исследовательский институт физики конденсированных сред Ереванского государственного университет (72) ГЛО.Григорьев, Г.П,Лебедев, А.О.Назарян, В.Г.Плюхин и Б.М.Смирнов (53) 66.074.7 (088.8). (56) Патент США ¹ 4259299, кл. В 01 D 53/36, 1981. (54) СПОСОБ ОЧИСТКИ ОТХОДЯЩИХ ГАЗОВ ОТ ПРИМЕСИ ОЗОНА (57) Изобретение относится к технологии очистки отходящих газов от примеси озона, применяемой в промышленных технологических и исследовательских установках, где имеются остаточные количества озона, позволяющей интенсифицировать процесс

Изобретение относится к технологической физике и может быть использовано в технологии очистки газов от примеси озона, в промышленных и технологических установках, а также в исследовательских установках, где имеются остаточные количества озона.

Цель изобретения — интенсификация процесса очистки.

На чертеже приведена схема осуществления способа, Поглотитель 1 образуется на кончиках иголок 2 на стенках камеры 3, через кото- ° рук) протекает поток очищаемого газа 4.

Поглотитель 1 состоит из заряженных частиц активированного угля, которые Выстраиваются в цепочку при подаче на.иглы 2 очистки. Отходящий газ с примесью озона подают на контактирование с заряженными частицами активированного угля в камеру с заземленными стенками с иголками в стенках с отрицательным потенциалом относительно заземленных стенок камеры.

Предварительную зарядку частиц угля ведут пропусканием пылегазового потока, содержащего 0,01 — 0,1 г угля в 1 см, через зону

3 электрического поля с отрицательным потенциалом и напряженностью 60 — 100 В/см, Эта зона примыкает к зоне коронного разряда и отделена от нее экранирующей сеткой. Заряженные частицы угля, попадая в камеру с иголками, образуют разветвленные цепочки. При перепаде давления в камере 0,1 атм исходной концентрации озона

10 об.% степень очистки составляет 99,99% при скорости пропускания отходящего газа

5 10 м /с. 1 ил„2 табл. потенциала противоположного знака. Величина электрического потенциала на иглах (10 В) не существенна и влияет только на скорость образования цепочек 1. Поток пористых частиц активированного угля, из которых состоит поглотитель, заряжают в зарядном устройстве 5 и подают в объем камеры 3. Характерные размеры частиц составляют несколько микрон.

Устройство зарядки состоит из корпуса электрода 6, изготовленного в виде трубы и имеющего нулевой потенциал. Внутри тру-. бы натянута проволока 7 из проводящего материала с диаметром 50 мкм. Между электродами подается напряжение 10 кВ. В зоне между электродами при атмосферном давлении происходит коронный разряд, Через .

1574256 частиц угля, находящихся в цепочках. Полной потери заряда угольной частицей, а следовательно, ее выпадания из цепочки не происходит, так как древесный уголь диэлектрик, отверстие в стенке трубы 8 посредством электрода 9 вытягивается униполярный заряд в зону зарядки 10. На отверстии натянута проводящая сетка, которая экранирует поле разрядной зоны от зоны зарядки. Напряжение вытягивающего потенциала 100

В, Знак определяется сортом частиц активированного угля, Потенциал вытягивающего поля огрицательНый. Выбор знака обусловлен тем, что предпочтительный знак электризации трением, приобретаемый угольными частицами в потоке, положительный.

Пример 1, В качестве поглотителя 1 применяют древесный активированный уголь марки БАУ. Удельная поверхность адсорбента составляет 700 м /r. Частицы имеют средний размер 3 мкм. Он определяется усреднением всех значений размеров частиц с учетом их вклада во фракцию. Форма частиц близка к параллелепипеду с отношением максимального и минимального размеров в области 1,3 — 1,5, Режим зарядки частиц активированного угля осуществляют следующим образом, На иглы 2 подают напряжение 10 кВ. На электрод 9 — 100 В. Поток воздуха и частиц угля со скоростью 10 см/с подают через патрубок в зону зарядки, где он сталкивается с потоком положительных ионов и происходит диффузионная зарядка. Заряженные частицы выходят из зоны зарядки и направляются в камеру 3 для образования цепочек.

Потери частиц в виде осаждения в межэлектродном пространстве и на электродах незначительны, так как в зоне зарядки напряженность поля невысока по сравнению с характерными для осаждения напряжениями и составляет 60 — 100 В/см.

При напряженности поля ниже 60 В/см не происходит зарядки частиц угля, при на-. пряженности поля выше 100 В/см происходит осаждение частиц в межэлектродном пространстве.

В табл. 1 приведены данные о количестве заряда, приобретаемого частицами для разных значений напряженности вытягивающего поля (е — заряд электрона).

Укаэанные погрешности есть следствием усреднения значений заряда, приобретаемого частицами разных размеров с учетом их доли во фракции, а также стати- . стического усреднения значений отдельных измерений.

Далее заряженные .частицы вводят в камеру с иголками, имеющими отрицательный потенциал относительно стенок, на которых зарождаются одновременно цепочки.

Параллельно происходит ответвление и с

Интенсивность процесса образования цепочек зависит от плотности заряженных частиц в потоке. Это связано с тем, что сам

10 процесс носит пороговый характер, т.е. при концентрациях угля менее 10 г/см цепочки не зарождаются. С другой стороны, при значениях концентрации 0,1 гlсм3 в потоке появляются неустойчивости турбулентного

15 характера, что также сбивает процесс образования цепочек, Для сравнения плотность слоя угля (БАУ) составляет 0,6 г/см, Оптимальное значение скорости потока частиц, подаваемого в камеру, 1 + 0,1 см/с, 20 .Газовый поток, состоящий из 90 тех.нического кислорода и 10 озона, пропускают через поглотител ь 1 (фиг.1).

Содержание озона в очищенном потоке находится в пределах погрешности измере25 ния концентрации, Концентрация определяется по поглощению линии 2967А ртутной лампы озоном (сечение поглощения 5,97 10 см ), С целью определения остаточной концентрации озона очищен30 ный поток направляют в "холодильник" с температурой 77 К, где вымораживают озон и определяют остаточную концентрацию, В табл. 2 приведены значения степени очистки для разных значений концентраций

35 частиц в газовом потоке.

Погрешность, приводимая в таблице, обусловлена методикой определения концентрации озона и составляет порядка 20 g,.

Адсорбированный озон в частичках угля

40 образует слабую химическую связь с поверхностью и практически не наблюдается его десорбции. При комнатных температурах время жизни озона внутри угля составляет несколько минут, после чего озон распада45 ется на кислород и выходит из пор угля. Для частиц размером 3 мкм при температурах

300 К количество поглощенного озона углем составляет 0,2-0,3 г Оз на 1 r угля. Для укаэанных количеств поглощенного озона

50 система уголь-озон не является взрывоопасной.

Пример 2. Берут равное количество активированного угля марки БАУ со средним размером частиц 3 мкм В первом случае.

55 поглотитель готовят в соответствии с изобретением, во втором — насыпают равномерным слоем на пути потока. В обоих случаях через поглотитель пропускают поток газа, содержащий 90 кислорода, 10

1574256 озона. Диаметр цилиндрического объема, через который пропускают поток, тоже одинаков и составляет 30 см, Таблица1

Таблица2

11t

Составитель Г. Винокурова

Редактор А.Долинич Техред М.Моргентал Корректор Н.Ревская

Заказ 1739 Тираж 572 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101

При перепаде давлений 0,1 атм получа- 5 ют, что скорость пропускания газа через поглотитель в предлагаемом способе равна

5 °10 м /с, во втором случае 1,3 ° 10 м /с.

При этом эффективность очистки в обоих случаях одинакова и соответствует вели- 10 чине, указанной в табл. 2.

Предлагаемый способ позволяет повысить скорость пропускания очищаемого газа по сравнению с известным способом в 38 15 раз при сохранении высокой степени очистки, равной 99,99 .

Формула изобретения

Способ очистки отходящих газов от примеси озона контактированием с частицами активированного угля, отличающийся тем, что, с целью интенсификации процесса очистки, контактирование ведут в камере с заземленными стецками и иголками в стенках с отрицательным потенциалом относительно заземленных стенок камеры, предварительно частицы активированного угля заряжают пропусканием их в виде пылегазового потока с концентрацией угля

0,01-0,1 г/см через зону электрического з поля,с отрицательным потенциалом и напряженностью 60-100 В/см, примыкающую к зоне коронного разряда и отделенную от нее экранирующей сеткой.