Способ очистки воздушных сред от вредных примесей и устройство для его осуществления

 

СТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ Изобретение относится к очистке воздуцных сред в технических системах, где в npoUecce работы воздух загрязняется различ шми парри газообразными вредными органическими веществами. Цель изобретения - повышение эффективности очистки воздушных сред от паров и газов органически с веществ и повышение эффективности уда 1ения примесей, содержащих соединение серы, галогенов и элементоорганических производных. Электростатическую обработку загрязнений среды осуществляют наряженной аэрозолью сильнополярной жидкости, например воды. Далее полученные , уже неорганические, вещества пропускают через сорбционный поглотитель. Устройство содержит генератор заряженных аэрозолей 1, соединенный с емкостью электростатической обработки 2 и высоковольтным источником электрической энергии 3. Выход емкости электростатической обработки в окружающую среду осуществлен через сорбционный поглотитель 4. Генератор заряженных аэрозолей выполнен в виде полого металлического цилиндра, одно выходное отверстие которого соединено с емкостью электростатической обработки. Второе отверстие закрыто плоской металлической заглушкой с центральным отверстием , соединенным с форсункой для производства аэрозоли. Против отверстия форсунки расположено перекрестье коронирующего электрода, выполненного в виде двух взаимно перпендикулярных нитей. Нити удерживаются на изоляторах и подсоединены к положительному зажиму высоковольтного источника. Отрицательный зажим источника соединен с корпусом генератора и заземлен. 2 с. и 2 з. п. ф-лы, 3 ил.,1 табл.

(21) 4 (22) f (46) (76)

А.В

Я. (56)

N 2 (54

СР

PO (57) ду

9,08.90

30.08.93. Бюл. N. 32

С.В.Берза, А.В.,Булеков, Ф.М,Китайчик, Конюхов, Г.Ф,Кумеров, Н.Н.Левин и

Ошис

Авторское свидетельство СССР

7241, кл. В 01 О 53/32, 1969.

СПОСОБ ОЧИСТКИ ВОЗДУШНЫХ

Д ОТ ВРЕДНЫХ ПРИМЕСЕЙ И УСТСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Изобретение относится к очистке возных сред в технических системах, где в ессе работы воздух загрязняется разыми паро- и газообразными вредными н ичес кими веществами. Цел ь изобретев повышение эффективности очистки ушных сред от паров и газов органичевеществ и повышение эффективности ения примесей, содержащих соединесеры, галогенов и элементоорганичеи роиз в одн ы х. Эл ектр оста тичес кую ботку загрязнений среды осуществляаряженной аэрозолью сильнополярной о про лич орг ния воз ски уда ни ских об ют жи к ны ройство содержит генератор за ря жен н ых аэрозолей 1, соединенный с емкостью электростатической обработки 2 и высоковольтным источником электрической энергии 3.

Выход емкости электростатической обработки в окружающую среду осуществлен через сорбционный поглотитель 4. Генератор заряженных аэрозолей выполнен в виде полого металлического цилиндра, одно выходное отверстие которого соединено с емкостью электростатической обработки.

Второе отверстие закрыто плоской металлической заглушкой с центральным отверстием, соединенным с форсункой для производства аэрозоли. Против отверстия форсунки расположено перекрестье коронирующего электрода, выполненного в виде двух взаимно перпендикулярных нитей. Нити удерживаются на изоляторах и подсоединены к положительному зажиму высоковольтного источника. Отрицательный зажим источника соединен с корпусом генератора и заземлен. 2 с. и 2 з. и, ф-лы, 3,00 Сь)

О

1837984

Изобретение относится к очистке воздушных сред в технологических системах, а именно к технике электростатической обработки воздушных сил, загрязненных пара- и газообразными вредными веществами.

Наиболее близок по сущности и достигаемому эффекту к предлагаемому способ очистки воздушных сред путем их электростатической обработки предварительно заряженными в генераторе аэрозолями и последующего удаления вредных примесей.

Этот споеоб обеспечивает при хорошей эффективности малую себестоимость. Однако эффективность его при очистке от паров и газов вредных органических соединений остается очень и очень низкой. Обусловлено это крайне малой напряженностью электрического поля, достигаемой при указанной электростатической обработке, Целью изобретения по способу является повышение эффективности очистки от паров и газов органических веществ.

Поставленная цель достигается тем, что по известному способу очистки воздушных сред от вредных примесей путем их электростатической обработки предварительно заряженными в генераторе аэрозолями и последующего удаления вредных примесей, согласно изобретению, в качестве аэрозолей используют аэрозоли сильнополярных жидкостей, полученных механическим распылением этих жидкостей с последующей зарядкой в генераторе при средней напряженности электрического поля (0,3 — 0.6) 10 В м.

Другой целью изобретения по способу является эффективное удаление примесей, содержащих соединения серы, галогенов и элементоорганических производных.

Поставленная цель достигается тем, что по предлагаемому способу очистки воздушных сред от вредных примесей, согласно изобретению, воздушные среды после электростатической обработки пропускают через слой сорбента.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство очистки воздушных сред от вредных примесей, содержащее генератор заряженных аэрозолей с форсункой, соединенный с высоковольтным источником питания электрической энергией и емкостью электростатической обработки с входным и выходным патрубками.

Такое устройство обеспечивает хорошую эффективность очистки воздушных сред, но эта эффективность существенно падает, когда вредные примеси имеют место в виде паров и газов органических веществ. Происходит зто из-за невозможности достижения с помощью такого устройства локальных электростатических полей с высокой напряженностью по объему (10

1014 /

Целью изобретения по устройству является повышение эффективности очистки от вредных примесей в виде паров и газов органических веществ, Поставленная цель достигается тем, что в известном устройстве очистки воздушных сред от вредных примесей, содержащем генератор заряженных аэрозолей с форсункой, соединенный с высоковольтным . источником питания электрической энергии и емкостью электростатической обработки с входным и выходным патрубками. согласно изобретению, генератор заряженных аэрозолей выполнен в виде полого металлического цилиндра, одним торцом соединенного с емкостью электростатической обработки и снабженного перекрыва-. ющим его другой торец плоской металлической заглушкой с центральным отверстием, соединенным с фортункой, и расположен н ым внутри против централ ьного отверстия на изоляторах коронирующим электродом в виде двух пересекающихся на оси цилиндра под прямым углом к этой оси и друг к другу натянутых нитей, соединенных с положительным зажимом высоковольтного источника питания, при этом цилиндр генератора и отрицательный зажим источника питания заземлены.

Другой целью изобретения по устройству является эффективное удаление примесей, содержащих соединения серы, галогенов и элементоорганических производн ых.

Поставленная цель достигается тем, что

40 в предлагаемом устройстве, согласно изобретению, емкость электростатической обработки соединена выходным пэтрубком с сорбционной камерой.

На фиг, 1 изображена функциональная

45 схема, иллюстрирующая действия над материальным обьектом; на фиг. 2 — устройство коронирующих воздушных сред от вредных примесей; на фиг. 3 — устройство коронирующих электродов генератора заряженных

50 аэрозолей, Предлагаемый способ осуществляется следующим образом. Рабочее тело.— сильнополярную жидкость, например воду, под давлением 10 — 12 атм распыляют в генераторе заряженных аэрозолей 1. Из генератора аэрозоли. рабочего тела подают s емкость электростатической обработки 2, предварительно подвергнув их воздействию коронного разряда в электрическом поле средней напряженности (0,3-0,6).10 В/м, создан1837984 ном с помощью высоковольтного источника питания электрической энергии 3. В этих условиях каждая мельчайшая частица сильнополярной жидкости, получив заряд, образует свое локальное электрическое поле напряженностью 10 — 10 Вlм, C помощью таких частиц осуществляют электростатическую обработку паров и газов органических вредных примесей по всему объему, переводя их в неорганические соединения.

В случае наличия в очищаемой среде. соединений серы, галогенов и элементоорганических производных воздушную среду после электростатической обработки пропускают через слой сорбента 4.

Выбранный диапазон средних значений электрического поля, созданного источником 3, обусловлен следующими факторами. При напряженности менее

0,3 10 В/м устойчивый коронный разряд е не возникает и аэрозоли не приобретают нужного заряда и, следовательно, не создают требуемой разрушительной силы локального электрического поля (Е = 10 — t0

В/м). При более высокой, чем 0,6 10 В/м, средней напряженности поля возникает электрический пробой в генераторе аэрозолей, и процесс очистки воздушных сред нарушается.

Предлагаемый способ может быть реализован с помощью предлагаемого устройства (частный пример способа).

Устройство очистки воздушных сред от вредных примесей содержит генератор заряженных аэрозолей 1, соединенный с емкостью электростатической обработки воздушной среды 2 и высоковольтным источником питания электрической энергии 3, Выходной патрубок емкости электростатической обработки имеет вход в сорбционную камеру 4.

Генератор заряженных аэрозолей 1 выполнен в виде полого металлического цилиндра 5, один торец которого соединен с диэлектрическим корпусом 6 емкости электростатической обработки 2. Другой торец цилиндра перекрыт металлической заглушкой 7 с центральным отверстием, соединенным с форсункой 8. При этом в цилиндре против выхода из форсунки на расстоянии о на изоляторах 9 расположен коронирующий

,электрод 10. Он выполнен в виде двух пере1 секающихся на оси цилиндра под прямым углом к этой оси и друг к другу натянутых нитей (фиг. 3), соединенных с положительным зажимом высоковольтного источника 3,, Внутри емкости находятся мелкораспылен: ные заряженные частицы воды 11, которые цилиндра 5, преграждает путь частицам ра40 бочего тела, летящим к изоляторам другой

- нити, и наоборот. В результате все четыре изолятора 9 в процессе работы генератора

1 остаются сухими. Последнее предотвращает поверхностный пробой изоляторов, 45 размеры которых из-заьнеобходимости пол50 г

5

35 создают вокруг себя сильное локальное электрическое поле. Емкость электростатической обработки в своей нижней части определена металлическим (осаждающим) элементом 12. Емкость имеет входной патрубок 13 и турбулизатор 14. Отработавшая рабочая жидкость удаляется через гидрозатвор 15.

О

Устройство работает следующим образом. Рабочее тело через форсунку 8 под давлением 10 — 12 атмосфер распыляется в сторону коронирующих электродов 10. В зоне коронирующих электродов частицы рабочеп тела получают большой положительный заряд. Заряжается в зоне электродов и воздух. Частицы заряженной аэрозоли 11 своей высокой энергией обеспечивают распад молекул паро- и газообразных органических веществ на ионы атомов. Далее при взаимодействии с ионами рабочего тела и прошедшего электростатическую обработку воздуха ионы атомов распавшихся органических веществ рекомбинируют с образованием молекул неорганических веществ.

Затем эти вещества проходят через сорбционную камеру 4, где вредные элементы задерживаются (осаждаются), а безвредные выбрасываются в окружающую среду. При этом рабочее тело, например вода, осаждается в нижней части 12 емкости электростатической обработки и удаляется через гидрозатвор 15 для повторного использования, Существенной особенностью представленной конструкции электродов генератора заряженной аэрозоли является то обстоятельство, что облако заряженных аэрозолей, обусловленное одной нитью и стенками учения заданной кртины и величины электрического поля в зоне коронирующих электродов должны быть ограниченными.

Все это позволяет поднять напряжение 0 источника питания до 15 — 18 кВ, т.е. обеспечить E p = U/d = (0,3-0,6) 10 В/м.

Количественный пример. Эффективность предлагаемого способа (в том числе — предлагаемого устройства) по сравнению со способом-прототипом (он же является и базовым объектом) была определен". в лабораторном эксперименте. Лабораторные испытания проводились с использованием пяти различных видов вредных примесей в условиях средней напряженности пол я в ге1837984

10

20

30

40 нераторе заряженых аэрозолей Еср = О/d =

=(0,2-0,7) 10 В/м и при скорости движения заряженной воздушной среды V @ = 0,1 м/с.

В качестве рабочего тела использовалась вода, а сорбента — 307-ный водный раствор тиосульфата натрия. Результаты испытаний представлены в таблице.

Уровень электропотребления при этом составлял ватты, устройство оказалось крайне простым и не вызывающим трудностей при его создании. Лабораторнаяустановка работала практически бесшумно.

Таким образом, технико-экономический эффект от применения данных способа и устройства состоит в том. что практически исключается попадание вредных веществ в окружающую среду; имеют место низкие затраты на реализацию и поддержание установки в работоспособном состоянии; достигается .большая производитеЛьность, так как нет ограничений на размеры и количество используемых установок; обеспечивается бе мность работы, простота в управлеьрМ, высокая ремонтоспособность (сме я йзовяторов, в случае их. пробоя затруднений не вызывает); низкий уровень электропотребления.

8се перечисленные выше технико-экономические показатели выявлены На основе лабораторного эксперимента и подтверждены опытной эксплуатацией.

Формула изобретения.

1. Способ очистки воздушных сред от вредных примесей путем их электростатической обработки предварительно заряженными в генераторе аэрозолями и последующего удаления вредных вещеСтв, отличающийся тем, что. с целью повышения эффективности очистки от паров итазов органических веществ, в качестве аэрозолей используют аэрозоли сильйополярных жидкостей, полученные механическим распылением этих жидкостей с последующей зарядкой в генераторе при средней напряженности электрического поля (0,3 — 0,6) 10 В lм.

2. Способ по и. 1, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности удаления примесей, содержащих соединение серы, галогенов и элементоорганических соединений, воздушные среды после электростатической обработки пропускают через слой сорбента.

3. Устройство для очистки воздушных сред от вредных примесей, содержащее генератор заряженных аэрозолей с форсункой, соединенный с высоковольтным источником питания электрической энергии и емкостью электростатической обработки с входным и выходным патрубками, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью повышения эффективности очистки от вредных примесей в виде паров и газов органических веществ, генератор заряженных аэрозолей выполнен в виде полого металлического цилиндра, одним торцом соединенного с емкостью электростатической обработки и снабженного перекрывающим его другой торец плоской металлической заглушкой с центральным отверстием, соединенным с форсункой, и pBcllollo>KBHHblx внутри напротив центрального Отверстия на изоляторах коронирующих электродов в виде двух пересекающихся на оси цилиндра под прямым углом к этой оси и одна к другой натянутых нитей, соединенных с положительным зажимом высовокольтного источника питания, при этом цилиндр генератора и отрицательный зажим источника питания заземлены.

4. Устройство по и. 3, о т л и ч а ю щ е ес я.тем, что, с целью эффективного удаления примесей, соединения серы, галогенов и элементоорганических производных, емкость электростатической обработки снабжена соединенной с выходным патрубком сорбционной камерой.

1837984

Продолжение таблицы

1837984

Составитель С.Берза

Техред М.Моргентал

Редактор Б.Федотов

Корректор П,Гереши

Производственно-издательский комбинат "Патейт", г. Ужгород„ул.Гагарина, 101

Заказ 2884 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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