УСТАНОВКА ДЛЯ ОЧИСТКИ ВОЗДУХА Российский патент 1997 года по МПК B01D53/18 

Изобретение предназначено для мокрой очистки воздуха с помощью различных абсорбентов от газообразных, пылевидных и аэрозольных загрязнений, пахучих веществ при одновременном его охлаждении и увлажнении.

Установка может быть размещена в производственных и жилых помещениях.

В качестве абсорбента могут применяться вода, растворы или суспензии минеральных веществ, например извести, соды, суспензии микроорганизмов, адаптированных к переработке различных загрязнений.

Известны различные конструкции установок для очистки газов: полые форсуночные скрубберы, барботажные и пенные аппараты, аппараты с насадкой [1]
Основным недостатком аппаратов этих типов являются большие удельные энергозатраты на очистку воздуха, связанные с затратами энергии на циркуляцию абсорбента (в скрубберах) и подачу воздуха (в барботажных и пенных аппаратах с насадкой).

Меньшими энергозатратами отличаются пленочные аппараты с листовой насадкой, которые в настоящее время, преимущественно, применяются для очистки жидкости [2] В этих аппаратах на поверхностях листовой насадки образуется осадок, что приводит к увеличению сопротивления потоку воздуха и не позволяет уменьшать расстояние между листами и соответственно размеры аппаратов.

Наиболее близким по конструктивным элементам к изобретению является ротационный воздухоочиститель с центробежным движением воздуха [3] принимаемый в качестве прототипа.

Этот воздухоочиститель состоит из корпуса с крышкой, полого ротора с отверстиями на цилиндрической поверхности, закрепленного на опорах и расположенного внутри корпуса, привода вращательного движения ротора, воздуховодов. На поверхности ротора укреплены радиальные лопатки, образующие вместе с ротором центробежное колесо вентилятора.

Недостаток воздухоочистителя заключается в относительно небольшой поверхности радиальных каналов, в которых происходит осаждение частиц и соответственно проскок загрязнений.

Техническая задача, решаемая изобретением, состоит в разработке конструкции установок для эффективной очистки воздуха при низком гидравлическом сопротивлении потоку воздуха.

Технический результат, получаемый благодаря реализации изобретения, состоит в обеспечении возможности очистки воздуха при низком гидравлическом сопротивлении потоку воздуха в течение длительного периода работы установки.

Установка состоит из корпуса, крышки, полого ротора с отверстиями на цилиндрической поверхности, закрепленного на опорах и расположенного внутри корпуса, привода вращательного движения ротора, воздуховодов, соединенных с корпусом и с помощью уплотнений с полым ротором, и согласно изобретению на наружной цилиндрической поверхности ротора закреплена листовая насадка, листы которой установлены в расправленном состоянии, параллельно друг другу и перпендикулярно оси ротора, а также в воздуховоде, соединенном с полым ротором, закреплены форсунки для подачи абсорбента, при этом под ротором расположен сборник отработанного абсорбента, соединенный через циркуляционный насос с форсунками. Согласно изобретению по пп. 2 на поверхности листовой насадки имеются выступы. Согласно изобретению по пп. 3 на роторе между листами листовой насадки закреплены прокладки с выступами. Согласно изобретению по пп. 4 отверстия форсунок расположены напротив внутренней цилиндрической поверхности ротора. Согласно изобретению по пп. 5 на линии, соединяющей сборник отработанного абсорбента с форсунками, установлена емкость для регенерации и очистки абсорбента.

На фиг. 1 показан общий вид предлагаемой установки; на фиг. 2 то же, разрез.

Установка состоит из корпуса 1, крышки 2, полого ротора 3, привода вращательного движения 4. Привод соединен с ротором посредством карданной муфты 5. Воздуховоды 6, 7 предназначены для вывода очищенного воздуха и подачи загрязненного соответственно. Уплотнение между воздуховодом 7 и ротором 3 осуществляется посредством уплотнения 8, выполненного в виде гидравлического затвора. Полый ротор 3 выполнен в виде "беличьего колеса". Верхний 9 и нижний 10 фланцы ротора соединены между собой шпильками 14 с гайками 12. Нижний фланец 10 выполнен в виде кольца 7, на котором лежат листы листовой насадки 13 и прокладки 14. Прокладки 14 могут быть изготовлены из крупноячеистой сетки, не препятствующей прохождению воздуха вдоль ее поверхности. Листы листовой насадки 13 и прокладки в расправленном состоянии представляют собой кольца с отверстиями у внутренней кромки, соответствующими расположению шпилек 11 ротора 3. На роторе 3 листы листовой насадки 13 и прокладки 14 надеты на шпильки 11 последовательно с втулками 15, определяющими толщину каналов между листами у поверхности ротора. Возможны и иные варианты крепления листов листовой насадки на роторе, обеспечивающие образование каналов между листами, например, с помощью гофрированных воздухопроницаемых кольцевых прокладок, надетых непосредственно на ротор. Толщины каналов у периферии листов, которые при вращении ротора в результате действия центробежных сил будут находиться в расправленном состоянии, определяются высотой выступов 16 на листах листовой насадки 13 или прокладки 14. На воздуховоде 7 закреплена форсунка 17, отверстия которой 18 расположены напротив внутренней цилиндрической поверхности ротора 3 и соответственно напротив входа каналов, образованных листами листовой насадки 13. На корпусе установки 1 имеются штуцер 19 для слива осадка и штуцер 20 для отвода абсорбента из сборника отработанного абсорбента 21, расположенного в нижней части корпуса 1, в емкости 22 для регенерации и очистки абсорбента. Емкость 22 соединена с входом циркуляционного насоса 23, выход которого соединен с форсункой 17. Емкость 22 для регенерации и очистки абсорбента может быть выполнена в виде отстойника, фильтра, насадочной колонны, в случае использования в качестве абсорбента суспензии микроорганизмов емкость 22 может быть выполнена в виде биоокислителя и снабжена барботером и мешалкой.

Установка работает следующим образом.

Сборник отработанного абсорбента 21 и емкость для очистки и регенерации абсорбента 22 (в случае ее использования в установке) заполняются абсорбентом и включается привод 4 и полого ротора 3. Через карданную муфту 5 вращение передается ротору 3. Применение карданной муфты 5 позволяет осуществить маятниковую подвеску ротора 3, избежать необходимость его балансировки и устранить вибрацию корпуса. При небольших размерах установки возможны иные известные варианты прикрепления ротора в опорах. После включения привода 4 происходит расправление листов листовой насадки 13 и прокладок 14 (в случае их установки на роторе 3) в результате действия центробежных сил. В стационарном состоянии эти листы находятся в сложенном состоянии на нижнем фланце 10 ротора 3. Затем включается циркуляционный насос 23, который подает абсорбент из емкости 22, соединенной со сборником отработанного абсорбента 21 в форсунку 17. Струи абсорбента из отверстий 18 форсунки 17 попадают на вход каналов, образованных между листами листовой насадки 13. В результате действия центробежных сил абсорбент растекается в виде пленки по поверхностям листов листовой насадки 13 и одновременно возникает воздушный поток, направленный от центра к периферии. Пленка абсорбента стекает с кромок листов листовой насадки 13 и отбрасывается на цилиндрическую стенку корпуса 1, откуда стекает в сборник отработанного абсорбента 21. Воздушный поток направляется в воздуховод 6. Соответственно через воздуховод 7 происходит подсос загрязненного воздуха. В случае необходимости возможна принудительная подача воздуха с помощью вентилятора, а также принудительная подача воздуха в обратном направлении от периферии к центру.

Таким образом, в предлагаемой установке для очистки воздуха обеспечиваются размещение листов листовой насадки в виде тонких листов полимерной пленки, сетки, ткани, фольги с зазором до нескольких миллиметров, непрерывная очистка этих поверхностей и в конечном итоге эффективная очистка воздуха при низком гидравлическом сопротивлении.

Один из вариантов реализации изобретения имеет следующие характеристики:
Производительность, м³ воздуха/ч. 40000
Скорость вращения ротора, об/мин. 200
Диаметр ротора, мм 2000
Высота ротора, мм 2000
Установочная мощность, кВт 6,0
Расход жидкого абсорбента (вода), кг/с 15
Масса установки, кг 800
Толщина полимерной пленки листовой насадки, мм 0,1
Скорость воздуха в каналах на периферии ротора, м/с 1,0д

Использование: изобретение относится к биологической очистке жидкостных и газовых сред и может быть использовано в химической, нефтеперерабатывающей, пищевой, сельскохозяйственной, биотехнологической промышленности для мокрой очистки воздуха с помощью различных абсорбентов от газообразных, пылевидных и аэрозольных загрязнений, пахучих веществ при одновременном его охлаждении и увлажнении. Сущность изобретения: установка состоит из корпуса, крышки, полого ротора с отверстиями на цилиндрической поверхности. На наружной цилиндрической поверхности ротора закреплены листы насадки, которые установлены в расплавленном состоянии параллельно друг другу и перпендикулярно оси ротора. В воздуховоде, соединенном с полым ротором, установлены форсунки для подачи абсорбента. Под ротором расположен сборник отработанного абсорбента, соединенный через циркуляционный насос с форсунками. На листах насадки имеются выступы. На роторе между листами насадки закреплены прокладки с выступами. Отверстие форсунок расположены напротив внутренней цилиндрической поверхности ротора, а на линии, соединяющей сборник отработанного абсорбента с форсункой, установлена емкость для регенерации и очистки абсорбента. 4 з. п. ф-лы, 2 ил.

1. Установка для очистки воздуха, состоящая из корпуса, крышки, полого ротора с отверстиями на цилиндрической поверхности, укрепленного на опорах и расположенного внутри корпуса, привода вращательного движения ротора, воздуховодов, соединенных с корпусом и с помощью уплотнений с полым ротором, отличающаяся тем, что на наружной цилиндрической поверхности ротора укреплена листовая насадка, листы которой установлены в расправленном состоянии параллельно друг другу и перпендикулярно оси ротора, а в воздуховоде, соединенном с полым ротором, укреплены форсунки для подачи абсорбента, при этом под ротором расположен сборник отработанного абсорбента, соединенный через циркуляционный насос с форсунками. 2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что на поверхности листовой насадки имеются выступы. 3. Установка по п.1, отличающаяся тем, что на роторе между листами листовой насадки укреплены прокладки с выступами. 4. Установка по п.1, отличающаяся тем, что отверстия форсунок расположены напротив внутренней цилиндрической поверхности ротора. 5. Установка по п.1, отличающаяся тем, что на линии, соединяющей сборник отработанного абсорбента с форсунками, установлена емкость для регенерации и очистки абсорбента.