Способ рециркуляционной очистки воздуха

 

Использование: для очистки воздуха от вредных примесей при проветривании горных выработок и в промышленности для проветривания производственных помещений . В системе очистки загрязненного воздуха , состоящей из канала с исходящей струей и основного обводного канала (00К), проходят дополнительный обводной канал (ДОК), вход которого соединяют с выходом ООК, а выход - с входом ООК. а часть очищенного воздуха из ООК направляют в ДОК, причем регулирование количества очищенного воздуха, подаваемого в канал со свежей струей, осуществляют путем уменьшения или увеличения соотношений количеств воздуха на входе в систему очистки и циркулирующих в основном и дополнительных каналах, при этом число ДОК может быть два или более 1 з,п. ф-лы, 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ сОциАлистических

РЕСПУБЛИК (s1)s Е 21 F 1/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

::) 1<)()

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ. (21) 4778324/03 (22) 08.01.90 (46) 15.06.92. Бюл. М 22 (71) Институт горного дела АН КазССР (72) В.Ф.Слепых, Ю.Н.Болгов и Е.В.Вязниковцев (53) 622.411.628,511(088.8) (56) Цой С. и Рогов Е.И. Основы теории вентиляционных сетей, Алма-Ата: Наука, КазССР, 1965, с.97 — 98.

Дьяков В,B„Ковалев В,И, Противопылевые вентиляционные режимы на рудниках. M. Недра, 1984, с,81 — 87. (54) СПОСОБ РЕЦИРКУЛЯЦИОННОЙ ОЧИСТКИ ВОЗДУХА (57) Использование: для очистки воздуха от вредных примесей при проветривании горО

Изобретение относится к вентиляции и охране окружающей среды и может использоваться для очистки воздуха от вредных примесей при проветривании горных выработок и в промышленности для проветривания производственных помещений, а также для очистки потоков воздуха и вообще для любых гидравлических потоков выбрасываемых в атмосферу или в окружающую среду из рудников, заводов, теплозлектростанций и других производств.

Цель изобретения — повышение эффективности очистки воздуха от вредных примесей и обеспечение возможности ее регулирования.

Для осуществления поставленной цели в известном способе, включающем отвод части загрязненного воздуха из канала с исходящей струей в обводной канал, очистку в нем загрязненного воздуха и подачу очищенного воздуха вновь на вход в провет„„ Ы „„1740687 А1 ных выработок и в промышленности для проветривания производственных помещений. В системе очистки загрязненного воздуха, состоящей из канала с исходящей струей и основного обводного канала (ООК), проходят дополнительный обводной канал (ДОК), вход которого соединяют с выходом

ООК, а выход — с входом ООК, а часть очищенного воздуха из СОК направляют в ДОК, причем регулирование количества очищенного воздуха, подаваемого в канал со свежей струей, осуществляют путем уменьшения или увеличения соотношений количеств воздуха на входе в систему очистки и циркулирующих в основном и дополнительных каналах, при этом число ДОК может быть два или более, 1 з,п. ф-лы, 2 ил. риваемую выработку, выполняют дополнительный обводной канал. Вход его соединяют с выходом основного обводного канала, а выход — с входом этого же канала. При этом часть очищенного воздуха возвращают через дополнительный обводной канал на вход в основной обводной канал и совместно с загрязненным воздухом, отбираемым из исходящей струи, вновь подают на очистку в основной обводной канал. Количество воздуха, направляемого в дополнительный обводной канал, должно быть больше или равно количеству воздуха. отбираемого из исходящей струи. Регулирование количества очищаемого и подаваемого на проветривание выработки воздуха осуществляется путем изменения соотношений количеств воздуха на входе в систему очистки и циркулирующих в основном и дополнительном обводных каналах путем изменения аэродинамических параметров этих каналов и ис1740687 где 77 — коэффициент эффективности очистки очистного устройства, При этом установившемся режиме система очистки работает следующим образом.

Часть воздуха из исходящей. струи 4 отбирают в узле 6 и по каналу 7 подают к узлу

18 в количестве, равном

Gp.7 = Go.2 Qex.1 =

81 Go.2 — . Gex

Я)

1 — 8> (2) и с концентрацией вредных примесей

Сисх.4. К этому же узлу 18 через ДОК 13-1417 поступает

Й ) 82 эр:1»» 1 (1 с»» ° (3)

При отсутствии в ДОК очистного устройства

16 концентрация вредных примесей в этом воздухе в соответствии с требованиями

Единых правил безопасности (ф690) должна быть равна Ср,17 = Ср.11 0,6 мг/M

В узле 18 происходит смещение потоков и далее по ООК 8 на очистное устройство 10 направляют общий поток, количество воздуха в котором равно

Qo.8 = Qey,9 = Qp.7+ Gp.17 =

8(40 = --»т-- =-»т„— — )- Q»». (4) а концентрация вредных примесей

Сисх.4 О .7+ С .17Q .17 (5)

Gp,7 + (-(рЛ7

45 где Qey.g — производительность источника 9 тяги, После очистки концентрация вредных примесей в воздухе составляет

1 Ег

Ср. 1= Сисх.4(1" 77) (6)

Часть этого воздуха в количестве Qp.ц и с загрязненностью Ср,11 направляют по каналу 11 к узлу 5 и вместе с подаваемым воздухом на проветривание места ведения работ

55 3. При этом концентрация вредных примесей в данном потоке уже будет равна

Ссм.8 = Сох.1 (1 8 )) + Сисх.4 (" 77)

1-8г (1-77) точников тяги. Количество дополнительных обводных каналов определяют из условия достижения требуемой степени очистки, На фиг.1 и 2 схематически показана обычная система очистки., Схема включает в себя воэдухоподающую 1 и очистную 2 выработки, в которой расположены место .ведения работ (источник загрязнения воздуха) 3 и воэдуховыдающая выработка 4. Причем выработка 2 1 может представлять систему выработок, расположенных междуузлами 5 и 6. Воздух, направляемый на очистку, отбирают из исходящей струи 4 в узле 6 и по выработке или .любому другому каналу 7 подают в основной обводной канал (ООК) 8 источником 9 тяги и направляют на очистное устройство (фильтр) 10, После него по каналу 11 воздух возвращают к входящей струе в узле 5, где он смешиваемся с входящей струей 1 и подается в выработку 2 на проветривание очистных работ 3, : B предлагаемом способе (фиг,2) полностью сохраняют 00К 8. Но уже после очистного у=тройства 10 из узла 12 по каналу 11 к уз у 5 направляют только часть воздуха.

Вторую его часть по каналу 13, который подключают к узлу12 ООК, направляют вдополнительный обводной канал (ДОК) 14 источником тяги 15. При этом ДОК 14 могут оснащать, а могут и не оснащать очистным устройством 16, Затем воздух по каналу 17 возвращают на вход ООК 8 и по нему источником 9 тяги вновь направляют на очистку в устройство 10, В общем случае проводят один или более ДОК, при этом вход и выход каждого последующего ДОК соединяют соответственно с выходом и входам каждого предыдущего. Например, вход второго ДОК соединяют с узлом 20, а выход его — с узлом

19 и т.д, Для отдельной очистной выработки, например 2 (фиг,1 и 2) или их системы обычно известно количество подаваемого по каналу

1 возДУха (4х.1, количество возДУха, необходимое для проветривания места ведения работ Go.2, конЦентРаЦиЯ вРеДных пРимесей во входящей струе С х,1 и в исходящей

С сх.4. КОЛИЧЕСТВО ВОЭДУХа, ПРОХОДЯЩЕЕ ПО остальным каналам, будет равно

G 1=Q 11:

Gsx1=Gp i1=Qo2:.

ОрЛ + Ор.17,= Qo.8 где Qp. f, Qp.11, Qp.17 Go,8 — количество воздуха проходящее по каналам, 7, 11, 17 и

ООК 8.

Тогда коэффициенты рециркуляции и отношения дебитов составят:

ЪЛ1 8 . Qeexx1 1 — — — — =1 — 82, G 11 Q,7

Qo.8 Qo.8 где 81 и E2 — коэффициенты рециркуляции

ООК и ДОК, которые определяют исходя из условия обеспечения заданной концентрации вредных примесей на выходе из системы очистки

0 Ср.11.

1740687

ВтоРУю часть воэДУха в количестве Qp.17 вновь возвращают через ДОК на вход в OOK в узел 18 и далее совместно с Qp,7 - вновь направляют на очистку.

При наличии в ДОК своего очистного устройства 16 концентрация вредных примесей на выходе из системы очистки составляет

Ср,11.ф = Сисх.4 (1 1/) 2 ) (8)

1 Е2

1 — Я2 (1 — У7) и в смешанном потоке, направляемом на проветривание очистных работ, она равна

Ссм.5.ф = Свх. 1 ("

Управление концентрацией вредных примесей на исходящей струе системы очистки Ср,11 при изменении концентрации на

ЕЕ ВХОДЕ Сисх.4 (g = C0ASt. Qp.r = COAST) ОСУществляют путем изменения значения я2 и соответственно количества возДУха. Ор.17; возвращаемого через ДОК 13, 14 и 17, вели.чины которых определяют по формулам (1) и (3). Соответствующее им количество воздуха в ООК 8 определяют па формуле (4).

Установленные значения дебитов каналов обеспечивают путем изменения аэродинамических параметров источников 9, 15 тяги и каналов сети очистки. Депрессия и дополнительные аэродинамические сопротивления их определяют путем решения систем уравнений, составленных на основании двух законов сетей, Управление аэродинамическими сопротивлениями каналов системы осуществляют как изменением сопротивлений, установленных в них отрицательных регуляторов, так и изменением топологии сети системы, путем включения параллельно ООК 8 и ДОК еще дополнительных каналов.

Способ обеспечивает при использовании простых и доступных средств очистки с эффективностью д = 0,75 — 0,9 повышение общей эквивалентной эффективности системы очистки до вх = 0,95-0,99. Это позволяет снизить требования к очистным устройствам и осуществлять их выбор по минимально необходимой величине эффективности.

Способ дает возма>кность оперативно управлять как эффективностью очистки, так и количеством воздуха, подаваемым на проветривание, и осуществлять эта управление в зависимости от выполняемых технологических процессов (интенсивности поступления вредных примесей) путем изменения отношений количеств воздуха, циркулирующих в основном и дополнительном обводных каналах, Система очистки в целом, включающая

ООК и дополнительные обводные каналы, представляет собой квазиаккумулятор воздуха и может быть использована самостоятельно для управления дебитом в отдельной обособленной системе.

Применение способа для больших участков вентиляционных систем рудников (горизонтов, флангов шахтных полей, отдельных секций и т,д.) позволяет снизить общее количество свежего воздуха, подаваемого с поверхности на проветривание подземных горных работ, а значит, капитальные и эксплуатационные затраты.

Формула изобретения

1. Способ рециркуляционной очистки воздуха, включающий отвод части загрязненнога воздуха из канала с исходящей струей в обводной канал, очистку в нем загрязненного воздуха и подачу очищенного воздуха в канал со свежей струей воздуха, отличающийся тем, чта, с целью повышения эффективности очистки и обеспечения воэможности регулирования степени очистки воздуха, проходят

30 дополнительный обводной канал, вход которого соединяют с выходом основного обводного канала, а выход — с входом основного обводного канала, и часть очищенного воздуха из основнага.абводнога канала направляют в дополнительный обводной канал, при этом количество воздуха, направбольше или равно количеству загрязненного воздуха, отводимого из исходящей струи, причем регулирование количества очищенуменьшения или увеличения соотношений количеств воздуха на входе в систему очистки и циркулирующих в основном и дополнительном обводных каналах.

2. Способ по п,1, отличающийся

50 тем, чта проводят два или более дополнительных обводных канала. при этом вход и выход каждого последующего абводнага канала соединяют соответственно с выходом и входом предыдущего

5

0 ного воздуха, подаваемого в канал са свежей струей, осуществляют путем

1740687

ФГ/Г. 1

Составитель Л. Серова

Редакгор M. Келемеш Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор О, Кравцова

Заказ 2064 Тираж Подписное

ВНИИПИ Г осударственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4Я

Производственно-издательский комбинат Патент", г. Ужгород, л.Гага и, 101 д, ул. агарина, 101