Мобильное устройство для сорбционной нейтрализации газов

 

Изобретение относится к передвижным аппаратам для очистки газов при нейтрализации вредных составляющих посредством их концентрации на гранулированном насыпном сорбенте в стандартных слоях. Мобильное устройство для сорбционной нейтрализации газов содержит раздельно смонтированные на передвижной платформе сепаратор с приемной емкостью, оснащенной механизмом герметичной выгрузки, адсорбер и всасывающий вентилятор, связанные сквозным каналом подачи очищаемого воздуха, имеющим входной и выходной патрубки. Новым является то, что устройство дополнительно имеет заборный эжекционный насос, выполненный в виде распределенных вдоль гибкого трубопровода, связанных с внешней системой подачи сжатого воздуха втулок, ресивер каждой из которых снабжен концентрично расположенными коммуникационными сопловыми отверстиями, направленными к циклону, установленному на автономной тележке и соединенному с входом сепаратора, притом что на выходе закрытого крышкой адсорбера под вертикально установленными газопроницаемыми диафрагмами смонтирован подающий шнек к патрубку выгрузки, причем циклон, сепаратор, вертикальный адсорбер и всасывающий вентилятор установлены на сцепляемых автономных тележках. Предложенное изобретение позволяет мобильно проводить работы по санации разрушаемых производственных помещений при ликвидации вредных химических производств, осуществляя удаление с фракционным разделением твердого мусора и ступенчатую полную нейтрализацию газов с их безопасной утилизацией, соблюдая экологические требования. Устройство позволяет повысить функциональную надежность и расширить технологические возможности универсального мобильного устройства для нейтрализации газов. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к передвижным аппаратам дли очистки газов при нейтрализации вредных составляющих посредством их концентрации на гранулированном насыпном сорбенте в стационарных слоях.

Уровень техники данной области характеризует устройство для сорбционной нейтрализации газов, описанное в изобретениях по патентам RU 2153926, 2000 г. и 2180608, 2002 г., оба по кл. В 01 J 8/02, которое содержит оснащенный входным и выходным патрубками сквозной канал подачи очищаемого газа, связанный с всасывающим вентилятором, двухсекционный вертикальный реактор, заполненный насыпным сорбентом гранулированного активного угля, кожух, где с зазором закреплена разделительная горизонтальная перегородка с окнами, и приемную емкость с быстросъемным зажимом.

Окна поперечной перегородки выполнены в роторных затворах конических склизов, соединяющих секции вертикального адсорбера, наклоненных под углом естественного откоса для насыпного сорбента.

Верхняя секция адсорбера закрыта крышкой и оснащена штуцером коммуникации с пневмотранспортом загрузки, а на выходе адсорбера смонтирован шнек над шибером трубопровода выгрузки сорбента, на торце которого установлены упругие жгуты зажима горловины приемной газопроницаемой емкости из термопластичного материала.

В этом устройстве обеспечиваются автоматическая загрузка гранулированного сорбента, его ротация в секциях адсорбера под действием сил гравитации и механическая выгрузка отработавшего сорбента в герметичную емкость, что повышает производительность и эффективность очистки газов.

Недостатком описанного стационарного устройства является его узкая специализация по нейтрализации отходящих печных газов после промышленного сжигания отравляющих веществ и невозможность использования для мобильной очистки помещений от вредного аэрозоля с сепарацией твердой фазы и сорбционной нейтрализации газов.

Отмеченный недостаток устранен в мобильном устройстве для сорбционной нейтрализации газов по патенту RU 2179059 С1, В 01 D 53/04, 2002 г., выбранном в качестве наиболее близкого аналога, которое содержит раздельно смонтированные на передвижной платформе сепаратор, несущий цилиндрические фильтры и снабженный приемной емкостью с быстросъемным зажимом горловины, адсорбер, где насыпной сорбент помещен между поперечными газопроницаемыми диафрагмами, и всасывающий вентилятор, последовательно соединенные сквозным каналом подачи очищаемого воздуха.

В кожухе сепаратора соосно цилиндрическим фильтрам дополнительно установлены сопла автономной воздушной противоточной продувки для их регенерации, а секции вертикального адсорбера размещены над перфорированными диафрагмами и выполнены съемными.

На выходе адсорбера с поперечно подвижными секциями установлены направляющие жалюзи для распределения потока очищаемого газа из сквозного канала подачи.

Недостатками известного мобильного устройства являются громоздкость и сложность конструкции, что ограничивает доступность к стесненным и загроможденным обрабатываемым объемам, а также повышает капитальные затраты. Проблематичным представляется перемещение вручную массивного агрегатированного на общей протяженной платформе устройства.

Это мобильное устройство не универсально, так как предназначено только для нейтрализации аэрозоля, и не представляется возможным его использование для очистки от строительного кускового мусора разрушаемых помещений вредных и химических производств, что ограничивает область использования.

Применение механизма регенерации противодавлением цилиндрических бумажных фильтров экономически невыгодно и нецелесообразно из-за их бесконтрольных разрушений, что снижает качество сепарации, предварительной грубой очистки, то есть функционально ненадежно.

Выполнение секций адсорбера съемными позволяет проводить их ротацию для более рационального использованием сорбента и повышения качества работ. Однако наличие зазоров в подвижных соединениях секций и неизбежных при этом люфтов определяет утечку неочищенного от вредных компонентов воздуха, что недопустимо. Кроме того, возникает проблема с укупоркой отработавшего сорбента вне этого устройства из открытых секций, переносимых вручную, что небезвредно и трудоемко.

Задачей, на решение которой направлена настоящее изобретение, является повышение функциональной надежности и расширение технологических возможностей универсального мобильного устройства для нейтрализации газов.

Требуемый технический результат достигается тем, что в известном мобильном устройстве для сорбционной нейтрализации газов, содержащем раздельно смонтированные на передвижной платформе сепаратор с приемной емкостью, оснащенной механизмом герметичной выгрузки, адсорбер и всасывающий вентилятор, связанные сквозным каналом подачи очищаемого воздуха, имеющим входной и выходной патрубки, согласно изобретению оно дополнительно имеет заборный эжекционный насос, выполненный в виде распределенных по гибкому трубопроводу, связанных с внешней системой подачи сжатого воздуха втулок, ресивер каждой из которых снабжен концентрично расположенными коммуникационными отверстиями, направленными к циклону, установленному на автономной тележке и соединенному со входом сепаратора, а на выходе закрытого крышкой адсорбера, под вертикально установленными газопроницаемыми диафрагмами, смонтирован подающий шнек к патрубку выгрузки, причем циклон, сепаратор, вертикальный адсорбер и всасывающий вентилятор установлены на сцепляемых автономных тележках.

Отличительные признаки позволили упростить конструкцию более функционально надежного устройства, расширить область его использования при оперативном раздельном перемещении структурных элементов вручную на автономных сцепляемых тележках в стесненных и загроможденных строительным мусором помещениях ликвидируемых вредных производств.

Устройство по изобретению представляет собой промышленный пылесос, который используется для удаления из обрабатываемого объема посредством гибкого трубчатого эжекционного насоса как аэрозоля, так и твердого кускового строительного мусора с вредными веществами, впитавшимися и осевшими при разрушении сооружений, перегородок, который отделяется в дополнительном циклоне и не подается на основной технологический поток, где очищается забираемый воздух от взвешенных твердых частиц и пыли.

Размещение структурных элементов устройства на сочлененных быстроразъемной сцепкой автономных тележках обеспечивает удобство и оперативность ручного раздельного их перемещения к месту работ.

Регламентная смена в межоперационное время цилиндрических фильтров сепаратора, коммутирующихся непосредственно с ресивером на выходе, упрощает его конструкцию и эксплуатацию, повышает функциональную надежность устройства в целом.

Оснащение адсорбера механизмом выгрузки отработавшего сорбента автоматизирует процесс и обеспечивает герметичность вспомогательных работ. Укупорка на месте в завариваемый газонепроницаемый мешок отработавшего сорбента для дальнейшей утилизации повышает экологичность проводимой нейтрализации газов.

Следовательно, каждый существенный признак необходим, а их совокупность является достаточной для достижения новизны качества, не присущей признакам в разобщенности.

Сопоставительный анализ предложенного технического решения с выявленными аналогами уровня техники, из которого оно явным образом не следует для специалиста по химзащите, показал, что изобретение неизвестно, а с учетом возможности промышленного изготовления мобильного устройства можно сделать вывод о соответствии критериям патентоспособности.

Сущность предложенного изобретения поясняется чертежом, который имеет чисто иллюстративные цели и не ограничивает объема притязаний совокупности существенных признаков формулы и где схематично изображены: на фиг.1' и фиг.1'' - общий вид устройства; на фиг.2 - вид А на фиг.1.

Мобильное устройство для сорбционной нейтрализации газон представляет собой агрегатированную систему установленных на автономных передвижных тележках 1 (фиг.1) функциональных структурных элементов: циклона 2, сепаратора 3, вертикального адсорбера 4 и всасывающего вентилятора 5, связанных сквозным каналом 6 подачи очищаемого воздуха, который имеет входной и выходной патрубки 7 и 8 соответственно. Сквозной канал 6 между структурными элементами 2, 3, 4 и 5 выполнен разъемным.

Автономные тележки 1 между собой жестко соединены посредством щеколд 9, закрепленных с возможностью поворота на одной из соединяемых в общую платформу тележек 1 во время работы.

Вход циклона 2 оснащен заборным эжекционным насосом 10, который содержит гибкий трубопровод 11, сообщающийся посредством установленных вдоль него втулок 12, связанных с распределителем 13 внешней системы подачи сжатого воздуху, в частности с давлением 0,5 мПа. Во втулках 12 имеется кольцевой ресивер 14 (фиг. 1), который коммутируется с трубопроводом 11 посредством концентрично расположенных сопловых отверстий 15, направленных к циклону 2.

Суммарное проходное сечение отверстий 15 сопоставимо с поперечным сечением ресивера 14 втулок 12, количество которых в работе на гибком трубопроводе 11 оптимизируется гранулометрическими и массовыми показателями удаляемого кускового мусора высотой подъема и протяженностью транспортирования. Втулки 12 имеют воздушные затворы (условно не показано), перекрывающие сообщение с распределителем 13, для регулирования всасывающего усилия насоса 10.

Циклон 2 включает связанный с эжекционным насосом 10 посредством входного патрубка 7 центральный цилиндрический завихритель 16 с коническим сборником 17 внизу, выходная труба 18 которого оснащена шибером 19. Циклон 2 имеет вверху отводной патрубок 20 коммуникации со сквозным каналом 6.

Внутри кожуха 21 сепаратора 3 с зазором 22 закреплена перегородка 23, несущая цилиндрические фильтры 24, сообщающиеся осевым выходом с ресивером 25, который подсоединен к каналу 6.

Дно сепаратора 3 выполнено выпуклым в виде центрального конуса 26 с углом наклона образующих 43 градуса, который заведомо меньше угла естественного откоса для отделяемых твердых частичек сепарируемого аэрозоля. В основании центрального конуса 26 установлены два шнека 27 подачи накопившегося шлама к патрубкам 28, на которых посредством быстросъемных резиновых жгутов зажата горловина полимерного термопластичного мешка - приемной емкости (условно на чертеже не показаны).

На входе вертикального адсорбера 4 размещен диффузор 29 канала 6. Плоский односекционный адсорбер 4 с толщиной сорбционного слоя 30 из 3-мм гранулированного активного угля марки АГ-ПР 150 мм по рабочим поверхностям закрыт газопроницаемыми мембранами 31, а сверху закрыт откидной загрузочной крышкой 32. Механизм выгрузки отработавшего гранулированного сорбента 30 аналогичен вышеописанному в сепараторе 3.

Выходной конфузор 33 адсорбера 4 соединен с фильтром 34 тонкой аэрозольной очистки, поперечное сечение которого перекрыто зигзагообразной газопроницаемой мембраной 35, имеющей развитую рабочую поверхность, коммутирующимся с всасывающим вентилятором 5 типа ВР 120-28-5, создающим внутри устройства разрежение до 0,5 КПа, оснащенным выходным патрубком 8 сообщения с атмосферой.

На тележках 1 закреплены ручки 36 для автономного их перемещения.

Работает предложенное унифицированное мобильное устройство совмещенных последовательно для механической очистки помещений от кускового загрязненного мусора и нейтрализации вредных газов из обрабатываемых объемов следующим образом.

В эжекционном насосе 10 поток сжатого воздуха от внешнего источника через распределитель 13 подается во втулки 12, заполняя ресивер 14, где выравнивается давление и сглаживаются пульсации системы. Далее воздух из ресивера 14 через сопловые концентричные отверстия 15 струйными высокоскоростными пристеночными кольцевыми потоками выбрасывается внутрь гибкого трубопровода 11 в направлении циклона 2, создавая своей кинетической энергией разрежение, посредством которого захватываются пыль и мелкий кусковый мусор с конденсированными на них вредными и отравляющими веществами, перемещаемые в завихритель 16. При этом всасывающий вентилятор 5 устройства включен.

Подаваемый эжекционным насосом 10 неочищенный воздух в завихрителе 16 закручивается по спирали, а твердые включения под действием центробежных сил отбрасываются к цилиндрическим стенкам и накапливаются в сборнике 17, ссыпаясь по конусу в перекрытую шибером 19 отводную трубу 18. Аэрозоль (воздух с взвешенными мелкими частичками и пылью) отсасывается из циклона 2 через патрубок 20 в канал 6.

Поток аэрозоля поступает в кожух 21 сепаратора 3, заполняя его зазоры 22. Газы под действием разрежения, создаваемого всасывающим вентилятором 5, проникают далее через пористую бумагу цилиндрических фильтров 24, на поверхности которых задерживается твердая фаза аэрозоля. Твердые частички затем ссыпаются к шнекам 27, наполняя конические объемы дна сепаратора 3. Таким образом в сепараторе 3 осуществляется грубая очистка газов.

Газы, прошедшие фильтры 24, накапливаются в ресивере 25 и подаются в диффузор 29 канала 6, где в расширяющемся объеме скорость газового потока падает до расчетной, поступая через вертикальную мембрану 31 на слой насыпного адсорбента 30, пористая поверхность которого поглощает слабоконцентрированные вредные газы.

Прошедший затем через вертикальную предохранительную мембрану 31 на выходе адсорбера 4 практически чистый воздух с массовой концентрацией примесей не более 0,003 г/куб.м собирается конфузором 33 на входе фильтра 34, на развитой поверхности мембраны 35 которого осуществляется тонкая очистка от угольной пыли адсорбента 30, возможно уносимой из адсорбера 4.

Далее полностью чистый воздух выбрасывается через патрубок 8 в атмосферу.

По мере накопления шлама на дне сепаратора 3 отработавший адсорбент 30 из адсорбера 4 удаляют следующим образом. Вручную вращая шнек 27, насыпной материал перемещают в приемную емкость, закрепленную на патрубке 28 выгрузки посредством быстросъемных резиновых жгутов.

Кусковый мусор из сборники 17 удаляется самопроизвольно при открытом шибере 19 выходной трубы 18 по его конической части.

После того, как шлам или отработавший адсорбент 30 полностью выгружают в приемную емкость, снимают резиновые жгуты, освобождая ее горловину, которую затем герметично запаивают двойным швом, удаляя на утилизацию сжиганием в печи.

Затем на свободные выходные патрубки 28 сепаратора 3, адсорбера 4 и сборника 19 циклона 2 устанавливают новые приемные емкости - полимерные газонепроницаемые мешки.

Для заполнения адсорбера 4 свежим угольным гранулированным адсорбентом 30 открывают крышку 32 при включенном вентиляторе 5, всасывающем угольную пыль через фильтр 34.

В случае доставки к месту локальных работ описанного устройства на труднодоступные участки обрабатываемых помещений из-за стесненности пространства или загромождения строительным мусором разрушаемых перегородок и т.п., чтобы нейтрализовать загрязнения отравляющими и вредными веществами, тележки 1 с функциональными элементами 2-5 разъединяют, для чего поворачивают щеколды 9 и размыкают соединения сквозного канала 6 между ними. После этого за ручки 36 каждую тележку 1 по необходимости автономно перемещают к объекту обработки, где вновь собирают в технологический агрегат обратным порядком действий.

Таким образом, настоящее изобретение позволяет мобильно проводить работы санации разрушаемых производственных помещений при ликвидации вредных химических производств, осуществляя удаление с фракционным разделением твердого мусора и ступенчатую полную нейтрализацию газов с их безопасной утилизацией, соблюдая экологические требования.

Формула изобретения

1. Мобильное устройство для сорбционной нейтрализации газов, содержащее раздельно смонтированные на передвижной платформе сепаратор с приемной емкостью, оснащенной механизмом герметичной выгрузки, адсорбер и всасывающий вентилятор, связанные сквозным каналом подачи очищаемого воздуха, имеющим входной и выходной патрубки, отличающееся тем, что оно дополнительно имеет заборный эжекционный насос, выполненный в виде распределенных вдоль гибкого трубопровода, связанных с внешней системой подачи сжатого воздуха втулок, ресивер каждой из которых снабжен концентрично расположенными коммуникационными сопловыми отверстиями, направленными к циклону, установленному на автономной тележке и соединенному с входом сепаратора.

2. Мобильное устройство по п. 1, отличающееся тем, что на выходе закрытого крышкой адсорбера под вертикально установленными газопроницаемыми диафрагмами смонтирован подающий шнек к патрубку выгрузки.

3. Мобильное устройство по п. 1 или 2, отличающееся тем, что циклон, сепаратор, вертикальный адсорбер и всасывающий вентилятор установлены на сцепляемых автономных тележках.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3