СПОСОБ ОБЕСПЫЛИВАНИЯ ВОЗДУХА Российский патент 1994 года по МПК B01D46/00 B01D46/18 

Изобретение относится к способам для очистки запыленного воздуха путем фильтрования и может быть использовано в любой отрасли промышленности, в частности в технике кондиционирования воздуха помещений, требующих отсутствия болезненной микрофлоры.

Широко известен способ очистки запыленного воздуха путем его фильтрования через фильтрующую перегородку, включающий операции замасливания и регенерации фильтрующей перегородки при движении ее в слое масла [1] .

Однако, указанный способ для очистки воздуха малоэффективен, так как не может реализовать противоречивые требования к вязкости масла: для эффективного улавливания пыли и увеличения пылеемкости фильтрующей перегородки (особенно при повышенной запыленности воздуха) необходимо масло повышенной вязкости; для эффективной регенерации фильтрующей перегородки необходимо масло пониженной вязкости.

Известен усовершенствованный способ обеспыливания воздуха путем фильтрования через фильтрующую панель, регенерируемую при движении в масляной ванне, пpи котором (в начальной стадии процесса) в масло вводят присадки и желатинированную среду, а также нагревают масло с указанными добавками [2] .

Приведенный способ удовлетворяет противоречивым требованиям к вязкости масла. Полутвердая охлажденная желатинированная вязкая структура позволяет удерживать на фильтрующем элементе большое количество пыли: нагрев желатинированного масла снижает его вязкость и способствует регенерации: промывке от грязи и пропитыванию новой порцией масла.

Способ характеризуется следующими операциями и параметрами.

1. Фильтрование запыленного воздуха через сетчатую перегородку, выполненную в виде бесконечной ленты, переброшенной через блоки, которые непрерывно вращают. Скорость движения ленты 0,8. . . 1 см/с; исходная запыленность воздуха 0,2. . . 0,3 мг/м³; размер ячейки сетки в свету ≈ 40 мкм; спектр размеров пыли 10< Δ<50 мкм; материал сеток капрон, латунь (Л68. . . МНЖ), сталь;
2. Регенерация сетчатой перегородки путем перемещения в масляной ванне с целью: а) отмывки сетки от налипшей грязи и б) пропитывания сетки новой порцией масла.

Для эффективной отмывки и пропитывания ее маслом снижают вязкость масла (повышают липкость) путем растворения в нем под избыточным давлением газообразного диоксида углерода. Для нефтяных масел коэффициент Генри для СО₂ равен 30 м³г/(М_м³ ˙МПа). Связь между давлением насыщения P_CO2 масла газом СО₂ и относительным снижением вязкости μ*/μ (здесь μ* - динамическая вязкость "газированного" масла, μ - то же для обычного масла) следующая: PМПа 0 1,6 2,7 4,3 μ*/μ 1 0,2 0,1 0,01
Связь между вязкостью нефтяного масла Тп-22С и температурой следующая: t , ^oC 10 20 80 100 μ Па˙с 0,18 0,086 0,0068 0,004
Таким образом, не прибегая к нагреву масла до 80. . . 100^оС, можно снизить вязкость холодного масла (20^оС) в 5. . . 15 и более раз, насыщая его газом СО₂ при давлении 1,6. . . 2,7 МПа.

3. Легирование масла: вводятся присадки - антивспенивающие (ПМС-200А ТУ-6-02-718-72, 0,001. . . 0,005% ).

- антибактериальные (биоцид; фунгицид).

- желатинирующие (КП-10 или КП-20 ТУ-38-101204-72)
- при необходимости другие (антикоррозионные, противоокислительные).

4. Удаление диоксида углерода из масла после завершения регенерации происходит самостоятельно при ступенчатом снижении давления Δ Р до атмосферного при движении сетчатой ленты через уплотнительный узел (см. фиг. 2); "ступеньки" Δ Р ≈ 0,2. . . 0,5 МПа; гашение пены, образующийся при "вскипании" газированного масла (из-за Δ Р), обеспечивается антипенной присадкой ПМС-200А.

П р и м е р. Регенерировали предварительно запыленную сетчатую шторку, эксцентрично закрепленную на вращающемся валу, путем многократного "окунания" в нефтяное масло Тп-22, в котором при температуре 20^оС был растворен до насыщения под давлением P ≈ 2,7 МПа газообразный диоксид углерода.

Шторка выполнена из латуни Л68, размер ячейки в свету 40 мкм; площадь S= 500 см²; частота вращения вала n= 6 об/мин.

Пыль: магнетит Fe₂O₃; спектр размеров 10< Δ <50 мкм.

Исходная общая запыленность шторки магнетитом 13 г (2600 г/м²).

Шторка отмывалась на 90. . . 95% от исходных пылевых отложений после z30 окунаний в газированное масло (условная скорость регенерации W= ~ ~ 33 00) . . Тот же высокий эффект отмывки (90. . . 95% ) получен при использовании обычного (негазированного) масла, но нагретого до 65^оС (W ≈30 00).

При сохранении низкой температуры обычного масла (20^оС) скорость регенерации крайне низка (W ≈ 2 00, z ≈ 500).

По сравнению с прототипом предложенное изобретение обладает следующими техническими преимуществами:
- улучшение пропитывающих и моющих свойств замасливателя без увеличения его температуры;
- сохранение термонестойких бактерицидных присадок;
- повышение термоокислительной стабильности масла; удлинение срока службы масла;
- снижение пожарной опасности (уменьшение испаряемости);
- уменьшение энергетических затрат на подогрев масла (они меньше, чем затраты на растворение СО₂ в масле). (56) Авторское свидетельство СССР N 1351634, кл. В 01 D 46/00, 1984.

Пирумов А. И. Обеспыливание воздуха, М. : Стройиздат, 1974, с. 206.

Использование: обеспыливание воздуха за счет ускорения процесса регенерации сетчатых фильтров (отмывка от налипшей грязи, пропитывание свежей порцией масла), не прибегая к банальному термическому способу снижения вязкости замасливающих жидкостей. Сущность изобретения: увеличение моющих и пропитывающих свойств масла достигается путем растворения в нем газообразного диоксида углерода под избыточным давлением. При том сохраняются многие ценные нетермостойкие присадки, например бактериоцидные; снижается скорость окислительных процессов; уменьшается испаряемость масла; проще решаются вопросы пожарной безопасности, сокращаются эксплуатационные расходы, связанные с нагревом масла.

СПОСОБ ОБЕСПЫЛИВАНИЯ ВОЗДУХА путем фильтрования его через пропитанную легированным маслом сетчатую перегородку, включающий операцию регенирирования, при которой снижают вязкость масла, отличающийся тем, что, с целью повышения эксплуатационной надежности, при регенерации в масле растворяют под избыточным давлением газообразный диоксид углерода, который удаляют после завершения регенерации.