СПОСОБ ЛИКВИДАЦИИ ВРЕДНЫХ ВЕЩЕСТВ ИЗ ОБЪЕМА С ВОЗДУШНОЙ СРЕДОЙ Российский патент 1996 года по МПК B01D53/64 

Изобретение относится к способам ликвидации вредных веществ в объемах и помещениях преимущественно сельскохозяйственного назначения, а также бытовых и промышленных помещениях.

Известен способ ликвидации вредных веществ, включающий подачу в обрабатываемый объем газовой смеси, содержащей озон. Данное техническое решение является наиболее близким к заявляемому. Озон позволяет в данном случае эффективно окислять вредные вещества или соединения, наносить кислую пленку на их поверхность, что многократно уменьшает процесс испарения этих веществ. Кроме этого, окислы вредных веществ и/или соединений менее токсичны, чем сами эти вещества.

Недостатком указанного способа является его недостаточная эффективность, и зачастую данный способ не позволяет осуществлять ликвидацию вредных веществ, расположенных в порах поверхности помещений, мебели, почвы и т.д.

Целью данного изобретения является повышение эффективности и расширение его эксплуатационных возможностей.

Указанная цель достигается тем, что подачу озона осуществляют при определенном соотношении его массы в газовой смеси и массы изымаемого вещества, например для паров ртути не менее 4000:1, это соотношение зависит от рода вещества (газообразные или парообразные органические и неорганические вещества, пары и аэрозоли тяжелых металлов), а также тем, что концентрацию озона в обрабатываемом объеме устанавливают не менее 0,3 мг/куб.м, причем подачу газовой смеси в обрабатываемый объем осуществляют, поддерживая давление в последнем равным давлению внешней газовой среды.

Поиск, проведенный по научно-технической и патентной литературе, показал, что заявленная совокупность неизвестна, т.е. она соответствует критерию "новизна".

Поскольку данный способ реализуется посредством известных устройств, то заявленное соответствует критерию "промышленная и применимость".

А так как эффект, получаемый в результате использования данного способа, является более высоким и в ряде случаев данный способ позволяет обработать помещения с высокой эффективностью, которая недостижима иными путями, то заявленное соответствует критерию "изобретательский уровень".

Следует отметить, что при нагнетании в помещение или в какой-либо другой объем озоновоздушной или озонокислородной смеси в этом объеме возникает избыточное давление, что приводит к утечке озона из этого объема. Вследствие этого возникает опасность пораженная озоном людей или животных вне обрабатываемого озона и одновременно увеличивается расход озона на обработку.

При использовании рециркуляции не создается перепада давления между обрабатываемым объемом и внешней средой, поэтому утечка озона может происходить только за счет диффузии или конвективных потоков. Поэтому, как показала практика, для обработки жилых помещений вполне достаточно закрыть окна и двери, для производственных отключить приточно-вытяжную вентиляцию и также закрыть окна и двери, для обработки участка производственной площади - установить легкий каркас на обрабатываемой площади и покрыть его пленкой из устойчивого к воздействию озона материала и закрепить края пленки таким образом, чтобы создать изолированный объем. Утечка озона при этом весьма незначительна и опасные концентрации (выше предельно допускаемого значения) не создаются даже при весьма высоких градиентах концентрации.

Технически способ осуществляется на примере удаления паров ртути, что довольно часто встречается в помещениях инкубаториев, теплиц, ветеринарных пунктов и т. д. следующим образом. Определяют концентрацию паров ртути в помещении и по объему его, а также по величине предельно допускаемой концентрации паров в обрабатываемом помещение рассчитывают массу изымаемого вещества:
g V (С_нач C_доп),
где g масса изымаемого вещества, м;
V объем помещения, куб.м.

С_нач концентрация паров в помещении, мг/куб.м;
C_доп требуемая концентрация паров, мг/куб.м.

Следует сказать, что С_доп определяется исходя из предельно допускаемых норм содержания вредных веществ и/или соединений в воздухе помещений.

По полученному значению рассчитывают необходимое количество озона, которое необходимо ввести в помещение:
G 4000 x g,
где G требуемое количество озона, мг;
Принимая время обработки равным t часам, определяют часовую производительность установки P:
P G/t.

Кроме того, необходимо, чтобы концентрация озона к концу обработки составила не менее 0,3 г/куб.м. Приближенно это можно определить исходя из следующей зависимости:
C_п K x (W x C_o) / V,
где W производительность озонирующей установки по воздуху, куб.м/ч;
С_п минимально необходимая концентрация озона в помещении, мг/куб.м;
С_о концентрация озона в газовой смеси на выходе из озонатора или озонирующей установки;
К коэффициент саморазложения озона в объеме и на обрабатываемых поверхностях (зависит от температуры и влажности воздуха в помещении и степени загрязненности обрабатываемых поверхностей).

Исходя из опыта следует рекомендовать время обработки от 2 до 12 часов. При длительном времени от момента заражения до обнаружения содержания паров ртути в помещении возможна сорбция их в поверхности (краска, мягкая обивка, древесина и т.п.), спустя некоторое время после обработки, концентрация может снова возрасти выше нормативного значения. В этом случае обработку следует повторить, возможно, даже несколько раз.

После этого выбирают подходящую по указанным параметрам установку и размещают ее или непосредственно в помещении, или рядом с ним. Герметизируют помещение, если подача озоновоздушной смеси осуществляется нагнетанием озоновоздушной смеси, или же просто изолируют его, закрыв окна, двери и другие отверстия, и включают установку на определенное время. После обработки рекомендуется проветрить помещение и замерить концентрацию паров ртути в нем.

Способ может осуществляться и следующим образом: озонирующая установка монтируется в смежном с обрабатываемым объемом помещении и по трубопроводу в этот объем подается озоновоздушная смесь, а на вход установки подается газовая смесь из обрабатываемого объема, далее действуют как указано выше.

Следует учесть, что наиболее подходящими для этих целей являются озонирующие установки, которые могут работать в условиях повышенной влажности, наличия пыли и аэрозолей.

Активность озона по отношению к парам ртути возрастает с повышенным температуры, но одновременно увеличивается и степень разложения озона, что снижает концентрацию озона в обрабатываемом объеме. В связи с этим расчетные значения концентраций даны для температуры воздуха в обрабатываемом объеме от 20 до 27^oC. Как при снижении температуры на каждые 5^oC ниже указанного значения, так и превышении ее на те же 5^oC дозу озона следует увеличить в 2 раза.

Пример. Производилась демеркуризация помещений при температуре воздуха в нем 19^oC и относительной влажности 85% Обработка осуществлялась двумя переносными озонирующими установками ОП-2 с производительностью по озону 0,7 г/ч и концентрацией озона на выходе 15 мг/куб.м. Замер концентрации паров ртути производился прибором АГП-1 вечером, в 17-00, перед обработкой, остальные анализы на следующий день перед началом работы в 7-00 и в обеденный перерыв. Предельно допускаемая концентрация паров ртути в помещениях 0,1 мг/куб.м. Погрешность измерения паров ртути +10% озона 0,1 мг/куб.м.

Результаты демеркуризации помещений приведены в таблице 1.

В таблице 2 представлены результаты демеркуризации помещений с помощью озонатора типа ОВ-1 с производительностью 0,9 г/ч и концентрацией озоновоздушной смеси 0,5 мг/куб.м.

Из таблицы 2 следует, что, несмотря на введение доз озона, существенно больших, чем это необходимо, очистка не произошла ввиду недостаточной концентрации озона в помещении.

В таблице 3 приведены результаты обработки помещения, в котором производятся работы с использованием ртутной амальгамы. Температура воздуха в помещении 21^oC, относительная влажность 70% Измерение концентрации паров ртути производилось прибором ОП-1 и ОП-2 (производитель завод "Марс", г. Екатеринбург).

При обработке открытых площадей (улиц, перронов, земельных участков и т. д. ) рекомендуется производить обработку отдельными частями приемлемой для обработки площади, накрывая ее, например, поливинилхлоридной или другой, устойчивой к озону, пленкой. Сухие участки перед обработкой желательно увлажнить с таким расчетом, чтобы влажность воздуха в обрабатываемом объеме была бы ниже 60% (относительная влажность).

Использование: ликвидация вредных веществ в объемах и помещениях преимущественно сельскохозяйственного назначения. Сущность изобретения: газовую смесь, содержащую озон, подают в обрабатываемый объем. Соотношение массы озона и массы изымаемых вредных веществ не менее чем 4000:1. Концентрация озона в обрабатываемом объеме не менее 0,3 мг/м³. 1 з.п.ф-лы., 3 табл.

1. Способ ликвидации вредных веществ из объема с воздушной средой, включающий подачу в обрабатываемый объем озона в виде газовой смеси, отличающийся тем, что подачу озона осуществляют при соотношении его массы в газовой смеси и массы вредного вещества не менее чем 4000 1, а концентрацию озона в обрабатываемом объеме устанавливают не менее 0,3 мг/м³. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что при подаче озона в виде газовой смеси в обрабатываемый объем давление в последнем поддерживают равным давлению наружного воздуха.