СПОСОБ ОЧИСТКИ ГАЗОВОЗДУШНОЙ СМЕСИ ОТ ВРЕДНЫХ ПАРОГАЗОВЫХ ПРИМЕСЕЙ Российский патент 1997 года по МПК B01D53/84 

Изобретение относится к способам очистки газа микробиологическими методами и может быть использовано в деревообрабатывающей, машиностроительной, химической, перерабатывающей и других отраслях промышленности. Преимущественно для очистки промышленных, вентиляционных газовоздушных смесей от вредных парогазовых примесей.

Известен способ биологической очистки отходящих газов, при котором нежелательные части (вредные примеси) отходящих газов превращаются с помощью микроорганизмов в безвредные продукты. Для этого загрязненный газ пропускают через реактор, заполненный жидкостью, в которой помещены частицы носителя для микроорганизмов в виде кусочков или гранул в таком количестве, чтобы они свободно перемещались во взвешенном состоянии (патент ФРГ N 3742219, кл. B 01 D 53/54).

Однако в данном способе по линии загрязненного газа наблюдается высокое гидравлическое сопротивление, равное высоте жидкости. Скорость прохождения газа низка.

Известен также способ обессеривания и дезодорации газовоздушного потока, заключающийся в прохождении загрязненного газового потока через слой торфа, при котором из потока удаляются вредные компоненты путем адсорбции торфом, адсорбции водой и разлагаются микроорганизмами (заявка Японии N 63-134034, кл. B 01 D 53/54).

Данный способ также требует значительных энергетических затрат на преодоление гидравлического сопротивления по ходу очищаемого газа вследствие уплотнения торфа отмирающими микроорганизмами.

Кроме того, в объеме торфа затруднено поддержание оптимальной влажности и температуры.

Наиболее близким к предлагаемому является способ очистки многокомпонентных газовых смесей, при котором смесь фильтруют через биологически активные слои, содержащие микроорганизмы. Слоями служат кожные опилки после дубления кожи, измельченный камыш и кукурузные рыльца. Слои располагаются в порядке увеличения порозности по отношению к направлению фильтрации очищаемого газа. Для поддержания жизнедеятельности микроорганизмов в слои периодически подают раствор питательных веществ (авт. св. СССР N 1701349, кл. B 01 D 53/00).

В данном способе слои не разделены и обладают различной порозностью, в связи с чем затруднено поддержание оптимальной влажности в каждом из слоев. Поскольку носители микроорганизмов являются веществами животного и растительного происхождения, то требуется их частая замена.

Цель изобретения поддержание оптимальной влажности путем равномерного орошения носителя биомассы (микроорганизмов).

Цель достигается тем, что в способе очистки газовоздушной смеси от вредных парогазовых примесей, включающем фильтрацию через биологически активные слои, содержащие микроорганизмы, носители микроорганизмов разнесены по высоте, выполнены из материала с одинаковой порозностью, а перед фильтрацией через них осуществляют предварительную подготовку газовоздушной смеси путем ее пропускания через оросительную жидкость для смеси с начальной температурой ≥45^oC (или через поток пара с регулируемым расходом при начальной температуре <45^oC, подачу оросительной жидкости на слой регулируют и проводят для каждого слоя в отдельности. Оптимальными режимами подачи оросительной жидкости являются следующие: увлажнение в течение 2-10 мин, отключение подачи жидкости 10-30 мин для рабочего периода и 90-150 мин при нерабочем режиме (ночь, выходной день).

В качестве носителя в способе может быть использована полиамидная нить. Разные слои носителя в этом способе могут быть заселены различными микроорганизмами.

При реализации способа может использоваться дополнительный слой, не орошаемый жидкостью, применяемый в качестве каплеуловителя.

На чертеже дана схема, реализующая предлагаемый способ.

На чертеже приняты обозначения:
1 корпус устройства;
2 патрубок подводящего воздуховода;
3 выходной патрубок;
4 биологически активные слои;
5 элементы для орошения;
6 фильтр системы орошения;
7 насос;
8 органы регулировки подачи орошающей жидкости на слои;
9 питательный раствор;
10 линия подачи пара;
11 каплеуловитель I ступени;
12 каплеуловитель II ступени;
13 система электронного управления системой орошения.

Газовоздушная смесь поступает в биологический фильтр, где в зависимости от температуры газовоздушной смеси проходит предварительную фильтрацию через оросительную жидкость (при ≥45^oC), либо в газовоздушную смесь подается регулируемый расход пара 10 (при <45^oC). Подготовленная таким образом газовоздушная смесь проходит ряд полок с носителем биомассы (микроорганизмов). В качестве носителя используются отходы полиамидной нити. Для нормальной жизнедеятельности микроорганизмов необходимо в носителе 4 поддерживать определенную влажность. С этой целью над каждым слоем расположена система увлажнения 5. Расход увлажняющей (орошающей) жидкости на каждый слой регулируется, причем увеличивается по ходу очищаемой газовоздушной смеси. Верхний слой не орошается и используется как каплеуловитель I ступени 11. Система орошения слоев работает циклически. Увлажнение во время рабочего дня проводят в течение 2-10 мин, с перерывами 10-30 мин, в нерабочее время (ночь, выходной день) период между включением орошения увеличивается до 90-150 мин. Такты и длительность работы системы орошения устанавливаются электронным реле 8. Орошающая жидкость собирается в нижней части биологического фильтра, куда добавляются питательные вещества и откуда через фильтр 6 насосом 7 подается в систему предварительной фильтрации газовоздушной смеси и систему периодического увлажнения биологически активных слоев. Микроорганизмы, специально подобранные в зависимости от присутствующих в газовоздушной смеси врезных примесей, в результате своей жизнедеятельности разлагают вредные примеси на оксид углерода и воду. Микроорганизмы развиваются до массы саморегуляции, т. е. когда объем биомассы соответствует количеству вредных примесей в газовоздушной смеси. На период роста биомассы, а также на сезонные колебания температуры и влажности газовоздушной смеси и проводится электронное задание такта и длительности работы системы орошения биологически активных слоев. Отмирающие микроорганизмы, в случае применения в качестве носителя - полиамидной нити, не удерживаются на носителе, а смываются, в отличии от других носителей, как то: торф, кожаная крошка, измельченный тростник, синтипон и др. орошающей жидкостью, тем самым не увеличивают аэродинамическое сопротивление слоев. Попаданию отмерших микроорганизмов в систему орошения препятствует фильтр на всасе насоса. В качестве примера реализации заявляемого способа можно привести биологический фильтр (промышленный образец), установленный НПП "Сфера" на одной из мебельных фабрик.

Газовоздушная смесь, содержащая пары ацетона, этилацетата, толуола, бутанола, гексанона, этанола, ксилола и стирола, с температурой t_вх=46^oC, подаются в патрубок подводящего воздуховода 2. В патрубке подводящего воздуховода расположена система предварительной фильтрации газовоздушной смеси. На входе первого биологически активного слоя по ходу газовоздушной смеси параметры смеси (влажность)=100% температура t - 31^oC, скорость 1,5 м/с. Всего по ходу газовоздушной смеси в биофильтре установлено десять слоев 4. Одиннадцатый слой выполняет функцию каплеуловителя I ступени. Микроорганизмы консорциум родов Methy lobacterium organophilum и pseudomonas oleovorans. Длительность орошения полиамидного носителя биомассы в начальной стадии развития 2 мин, периодичность орошения 10 мин, после выхода на режим саморегуляции соответственно 5 и 30 мин. В нерабочее время (ночь, выходной день) на режиме саморегуляции 5 и 120 мин. Система орошения включает в себя: фильтр 6, электронасос 7, система предварительной фильтрации через оросительную жидкость 9, органы регулировки подачи орошающей жидкости на слои 8 и систему электронного управления системой орошения 13. На выходе из биологического фильтра в патрубке отводящего воздуховода 3 установлен каплеуловитель II ступени 12. В удаляемой газовоздушной смеси капельная влага отсутствует. Температура на выходе t_вых=25^oC. Аэродинамическое сопротивление биологического фильтра на режиме саморегуляции составляет 900 Па.

Эффективность очистки приведена в таблице.

Использование: касается очистки газа микробиологическими методами и может быть использовано в деревообрабатывающей, машиностроительной химической, перерабатывающей промышленности. Сущность: способ включает фильтрацию газовоздушной смеси через биологически-активные слои, содержащие микроорганизмы, разнесенные по высоте и выполненные из материала с одинаковой порозностью, подачу орошающей жидкости для поддержания жизнедеятельности микроорганизмов на каждый слой в отдельности с регулируемым расходом, пропускание перед фильтрацией газовоздушной смеси с начальной температурой 45^oC через орошающую жидкость, с начальной температурой 45^oC - через поток пара с регулируемым расходом. 4 з.п.ф-лы, 1 ил., 1 табл.

1. Способ очистки газовоздушной смеси от вредных парогазовых примесей, включающий фильтрацию ее через биологически активные слои, содержащие микроорганизмы и являющиеся их носителем, и подачу орошающей жидкости для поддержания жизнедеятельности микроорганизмов в слоях, отличающийся тем, что биологически активные слои разносят по высоте и выполняют из материала с одинаковой порозностью, перед фильтрацией осуществляют предварительную подготовку газовоздушной смеси, при этом газовоздушную смесь с начальной температурой 45^oС пропускают через орошающую жидкость, а газовоздушную смесь с начальной температурой 45^oС пропускают через поток пара с регулируемым расходом и подачу орошающей жидкости проводят на каждый слой в отдельности с регулируемым расходом. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что подачу орошающей жидкости осуществляют в течение 2 10 мин, затем отключают подачу жидкости на 10 30 мин для рабочего периода и на 90 150 мин при нерабочем режиме ночью или в выходной день. 3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что в качестве носителя используют полиамидную нить. 4. Способ по любому из пп.1 3, отличающийся тем, что используют каплеуловитель, выполненный из биологически активного слоя, содержащего микроорганизмы. 5. Способ по любому из пп.1 4, отличающийся тем, что разные слои носителя заселяют разными микроорганизмами.