УСТАНОВКА БИОЛОГИЧЕСКОЙ ОЧИСТКИ ГАЗОВ Российский патент 1998 года по МПК C12M1/00 

Изобретение относится к области биотехнической очистки газовых сред и может быть использовано в химической, нефтеперерабатывающей, деревоперерабатывающей, пищевой, сельскохозяйственной, биотехнологической промышленности для очистки отходящих газов от органических загрязнений, таких, как фенол и его производные, спирты, альдегиды, меркаптаны, ароматические соединения, а также алканы и алкены.

В настоящее время для очистки и дезодорации отходящих газов в основном применяют химические и физические методы, требующие больших энергетических и эксплуатационных затрат, не обеспечивая при этом экологическую безопасность.

В последние годы достаточно активно развивается направление биотехнологической очистки газов. При биотехнологической очистке газов загрязняющие примеси связываются в результате жизнедеятельности микроорганизма. Подобные установки представляют собой объем, в котором расположена культура микроорганизмов, через который пропускают очищаемый газ. Культура микроорганизмов может располагаться в корпусе на носителе или в виде суспензии или поступать в корпус в виде суспензии противотоком газовому потоку.

Известно, в частности, устройство биологической очистки газов, содержащее корпус с патрубками ввода и вывода газа, каплеуловителем, размещенным в его верхней части, опорными решетками с контактными слоями, приемник жидкости, совмещенный с нижней частью корпуса, снабженный коллектором и сообщенный с размещенным над опорными решетками водораспылителем посредством трубопровода с циркуляционным насосом иловой среды, причем корпус снабжен улиточной теплообменной рубашкой, патрубок ввода газа подведен тангенциально к корпусу и оснащен разбрызгивателем жидкости, приемник жидкости снабжен двумя пластинами, тремя перегородками разделен на камеры регенерации, очистки, аэрации и осветления, камеры очистки и аэрации сообщены посредством присоединенной к коллектору Г-образной аэрационной трубки, входная часть которой соединена с отборником и сообщена с камерой очистки, при этом перегородки камеры очистки прикреплены к днищу приемника, перегородка камеры осветления прикреплена к крышке и размещена с зазором к днищу, а пластины прикреплены к крышке приемника и установлены соответственно над перегородками камеры очистки с перепускными зазорами к последним и наклоном к оси камеры.

Недостатком известного устройства следует признать слабую степень очистки и сложность конструкции.

Техническая задача, на решение которой направлено изобретение, состоит в разработке простой и высокоэффективной конструкции устройства биологической очистки газов широкого спектра действия.

Технический результат, получаемый в результате реализации изобретения, состоит в улучшении экологической обстановки вокруг предприятий при уменьшении затрат на очистку.

Установка биологической очистки газов содержит корпус с патрубками ввода и вывода газа, перфорированные решетки, расположенные поперек корпуса, насадочные элементы, расположенные на решетках, циркуляционный контур, включающий насос с водораспылителем и сборником жидкости, причем в качестве сборника жидкости использован аэротенк, сообщенный с нижней частью корпуса, водораспылитель расположен в виде оросителей, расположенных в верхней части корпуса, а перфорированные решетки разделены на секции вертикальными перегородками, высота которых соответствует высоте насадочных элементов. Преимущественно насадочные элементы выполнены насыпными (керамзит, вспученный перлит, полимерный материал, силикагель, активированный уголь). Предпочтительно, чтобы оросители были расположены над верхней решеткой по периметру корпуса таким образом, чтобы в каждой секции были установлены по крайней мере два оросителя, причем установлены в шахматном порядке на противоположных стенках секции. Желательно снабдить циркуляционный контур теплообменником, установленным после насоса. Из опыта работы следует, что высота насыпной насадки должна составлять 50-75% от расстояния между решетками. Однако этот параметр неопределенным образом зависит от вида насыпной насадки. Для удобства пользования желательно оросители каждой секции подключить к автоматическому переключателю потока циркуляционного контура.

Совокупность признаков, введенная в независимый пункт формулы изобретения, необходима и достаточна для достижения указанного технического результата. Признаки, введенные в зависимые пункты формулы изобретения, развивают и дополняют признаки, введенные в независимый пункт формулы, незначительно усиливая технический результат и характеризуя различные варианты реализации устройства.

На чертеже изображена установка биологической очистки газов. На чертеже приняты следующие обозначения: корпус 1, разделенный по высоте перфорированными решетками 2, на которых размещены насадочные элементы 3, перегородки 4, разделяющие пространство над решетками 2 на секции, оросители 5, размещенные по верхнему периметру корпуса 1, патрубок 6 ввода и патрубок 7 вывода газа, насос 8, аэротенк 9, теплообменник 10 и автоматический переключатель потоков 11.

Установка работает следующим образом. Очищаемый воздух через патрубок 6 поступает в нижнюю часть корпуса 1, проходит через слой инертной насадки 3, размещенной на перфорированной решетке 2. Одновременно насос 8 из аэротенка 9 через теплообменник 10 и автоматический переключатель 11 потоков подает культуральную жидкость к оросителям 5 соответствующей секции. Равномерность распределения культуральной жидкости в секциях обеспечена соотношением высоты насадки и секции, а также наличием вертикальных перегородок. Культуральная жидкость просачивается через слои насадки и перфорированные решетки 2 навстречу движения очищаемого воздуха от патрубка 6 к патрубку 7.

Пример 1. На установке производительностью по очищаемому воздуху 10 тыс. м³/ч проводили процесс утилизации фенолсодержащих загрязнений. В качестве насыпной насадки использовали инертный материал (полихлорвинил), имеющий свободный объем 0,8 м³/м³, при этом высота насыпного слоя составила 0,75 расстояния между решетками. Суммарная концентрация фенолсодержащих загрязнений составляла 1,5 г/м³. В качестве рабочей культуры микроорганизмов использовали штаммы бактерий Pseudomonas sp. и Alcaligenes spesies. Утилизацию загрязнений вели при температуре 25-30^oC и pH среды 6,0 - 7,0 ед. Степень очистки составила 96-98%.

Пример 2. Очистку отходящего воздуха от углеводородсодержащих соединений, таких, как уайт-спирит и нефтяной сольвент, при концентрации 0,7-1,0 г/м³, вели на той же установке, что описана в примере 1, но в качестве насыпной насадки использовали керамзит, высотой слоя 0,7 расстояния между решетками, а в качестве рабочей культуры микроорганизмов использовался консорциум бактерий Pseudomonas sp, Pseudomonas pseudoaligenes., Corynebacterium sp. При этом степень очистки составила 95-98%.

Использование: установка предназначена для биологической очистки газовых сред в химической, нефтеперерабатывающей, деревоперерабатывающей, пищевой, сельскохозяйственной и биотехнологической промышленности. Сущность изобретения: корпус содержит патрубки ввода и вывода очищаемого газа. Внутри корпуса поперек движению газа установлены перфорированные решетки, на которых размещена инертная насадка. В верхней части корпуса над решетками установлены оросители. В нижней части корпуса размещен сборник жидкости. Сборник жидкости посредством насоса и аэротенка сообщен с оросителями. Использование устройства позволяет очистить отходящие газы от органических загрязнений, таких, как фенолы, маркаптаны, альдегиды, алканы и алкены, что улучшает экологическую обстановку на предприятии. 4 з.п.ф-лы, 1 ил.

1. Установка биологической очистки газов, содержащая корпус с патрубками ввода и вывода очищаемых газов, перфорированные решетки, расположенные поперек корпуса, насадочные элементы, расположенные на решетках, циркуляционный контур, включающий насос с распылителем жидкости и сборником жидкости, причем распылитель жидкости установлен в верхней части корпуса, отличающаяся тем, что в качестве сборника жидкости использован аэротенк, сообщенный с нижней частью корпуса, распылитель жидкости выполнен в виде оросителей, установленных по верхнему периметру корпуса, а перфорированные решетки разделены на секции вертикальными перегородками, высота которых соответствует высоте насадочных элементов. 2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что насадочные элементы выполнены насыпными. 3. Установка по п.1, отличающаяся тем, что оросители расположены над верхней решеткой таким образом, чтобы в каждой секции было установлено по крайней мере два оросителя в шахматном порядке на противоположных стенках секции. 4. Установка по п.1, отличающаяся тем, что высота насадки составляет 50 - 75% от расстояния между решетками. 5. Установка по п.1, отличающаяся тем, что перед оросителями установлен автоматический переключатель потоков.