УСТРОЙСТВО РЕГЕНЕРАЦИОННОЙ ОЧИСТКИ ЗАГАЗОВАННОГО ВОЗДУХА Российский патент 2000 года по МПК B03C3/16 

Изобретение относится к гидродинамической очистке воздуха рабочей зоны от газообразных загрязняющих веществ и может быть использовано во всех отраслях народного хозяйства.

Известно устройство для очистки воздуха от пыли, содержащее корпус с крышкой, входной и выходной воздушные патрубки, электроды, водопроницаемую и пенообразующую перегородки (авт. св. 1791049, В 08 В 15/00, 1993).

Также известно устройство регенерационной очистки запыленного воздуха, содержащее корпус, приводной вал, систему орошения, подвижное кольцевое днище с блоком секций, всасывающий и выхлопной патрубки, размещенные на крышке (авт. св. 1690824, В 01 D 47/06, 1991).

Наиболее близким по конструкции и достигаемому эффекту является устройство для очистки воздуха от твердых и газообразных включений, содержащее корпус с камерой орошения и приготовления, входной и выходной воздушные патрубки, перегородку, выполненную из диэлектрического водопроницаемого материала, водонепроницаемую перегородку, источник постоянного тока, электроды, сливную коробку (пат. 2077953, В 03 C 3/16, 1997).

Однако с помощью известного устройства нельзя добиться высокой эффективности очистки от газообразных вредных примесей из-за относительно малого времени взаимодействия газообразных примесей с факелами орошающей активированной жидкости при небольшой объемной плотности капель в этих факелах и низкой химической активности самих газообразных примесей.

Сущность изобретения заключается в том, что линейно-протяженный диэлектрический корпус с всасывающим и выхлопным воздушными патрубками, внутри которого размещены камера щелочного орошения, камера кислотного орошения, образованная верхней частью корпуса, камера приготовления активированной жидкости, диэлектрическая водопроницаемая перегородка, диэлектрическая водонепроницаемая перегородка между камерой приготовления и сливной коробкой и сливная коробка с размещенными внутри источником постоянного тока, насосами, силовым оборудованием и вентиляционной камерой с побудителем тяги дополнительно содержит камеры орошения, размещенные одна в другой, и являющиеся продолжением камеры приготовления, а камера приготовления выполнена в виде двух коаксиально установленных полых цилиндров, в осевой полости которой расположен линейный разрядник, а в радиальной полости - водопроницаемая цилиндрическая перегородка, являющаяся продолжением нижнего основания внутренней камеры орошения, а электроды выполнены полыми цилиндрическими из токопроводящего материала и закреплены на вертикальных стенках радиальной полости камеры приготовления, причем водонепроницаемая перегородка установлена с уклоном.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где на фиг.1 -общий вид устройства, совмещенный с разрезом, на фиг.2 и 3 - горизонтальные разрезы.

Линейно- протяженный, диэлектрический корпус 1 с всасывающим 2 и выхлопным 3 воздушными патрубками устройства включает установленные одна в другой конические камеры щелочного 4 и кислотного 5 орошения, камеру приготовления активированной жидкости 6, линейный разрядник 7 и сливную коробку 8 с размещенной внутри вентиляционной камерой 9 и побудителем тяги 10. Разрядник 7 представляет собой протяженный полый цилиндрический корпус 11 с натянутым по оси электродом 12, причем корпус 8 и электрод 12 подключены к разным полюсам высоковольтного источника тока 13. В верхней части разрядника 7 на вертикальных стенках выполнены щелевые прорези 14 и установлен каплезащитный зонт 15. Камера 6 выполнена в виде двух коаксиально установленных полых цилиндров и разделена водопроницаемой диэлектрической перегородкой 16 на две части. Перегородка 16 выполнена цилиндрической в виде каркаса из двух колец с натянутым на него водопроницаемым материалом (брезент). На внутренних вертикальных стенках камеры 6 закреплены полые цилиндрические электроды 17 и 18 из токопроводящего материала (графит). Электрод 17 подключен к отрицательному полюсу источника постоянного тока 19, а электрод 18 - к положительному полюсу источника 19. В камерах 4 и 5 установлены соответственно форсунки 20 и 21, соединенные соответственно трубопроводами 22 и 23 через насосы 24 и 25, имеющие заборные патрубки 26, отдельно с каждой частью камеры. Причем трубопровод 22 соединен с той частью камеры 6, в которой установлен электрод 17, а трубопровод 23 - с той частью камеры 6, в которой установлен электрод 18. В верхней части камеры 4 выполнены по образующим щелевые прорези 27 и установлен каплезащитный зонт 28. Водонепроницаемая диэлектрическая перегородка 29 между камерой 6 и коробкой 8 установлена с уклоном так, что в нижних точках щелочной и кислотной части камеры 6 установлены сливные патрубки 30.

Устройство работает следующим образом.

Перед подачей загрязненного воздуха в устройство камера приготовления 6 предварительно заполняется водой. Электроды 17 и 18, расположенные на внутренних вертикальных стенках камеры приготовления 6, подключаются к разноименным полюсам источника постоянного тока 19 (электрод 18 - к положительному полюсу, 17 - к отрицательному). После такого подключения в камере 6 происходит электролиз воды, обеспечивая смещение химического равновесия относительно водопроницаемой перегородки 16. При этом анионы [ОН]^- движутся к аноду (+), а катионы [H₃O]⁺ - к катоду (-). Встречая на своем пути водопроницаемую мембрану, функции которой в устройстве выполняет водопроницаемый материал (например, брезент), ионы соответствующих знаков концентрируются у поверхности этого материала ([ОН]^- со стороны катода, [H₃O]⁺ - со стороны анода). При этом напряжение и величина тока определяет интенсивность изменения активации (величины показателя pH среды) в строго ограниченном объеме, а площадь электродов и степень водопроницаемости материала - объем активации (распределение плотности зарядов в среде). Таким образом, в объеме жидкости, находящемся между электродом 17 и перегородкой 16, концентрируются анионы [ОН] ^-, что приводит к образованию щелочной среды с pH>7. В объеме жидкости, находящемся между электродом 18 и перегородкой 16, концентрируются катионы [H₃O]⁺, что приводит к образованию кислотной среды с pH<7.

Активированная таким образом вода под давлением насосов 24 и 25 раздельно поступает в трубопроводы 22 и 23, а затем - к форсункам 20 и 21, образуя соответственно щелочной и кислотный факелы орошения. Отбор воды из камеры осуществляется с помощью заборных патрубков 26, расположенных по периметрам обоих объемов камеры 6.

Центральный электрод 12 и корпус 11 линейного разрядника 7 подключают к разноименным полюсам высоковольтного источника тока 13. После такого подключения в разряднике 7 между электродом 12 и корпусом 10 осуществляется "тихий" электрический разряд, приводящий к образованию озона.

По достижении требуемых свойств орошающей жидкости автоматически включается побудитель тяги 10. Загазованный воздух рабочей зоны через входной воздушный патрубок 2 с помощью побудителя тяги 10 поступает в вентиляционную камеру 9 и далее в разрядник 7, где в электрическом поле высокого потенциала за счет сильного окисления озоном малореакционноспособных газообразных компонентов происходит их перевод в более химически активное состояние. Выходя из разрядника 7 через щелевые прорези 14, газовоздушный поток попадает в полость камеры 4.

В полости камеры 4 газовоздушный поток взаимодействует с факелом орошения жидкости, образуя газожидкостный аэрозоль. Диспергирование жидкости позволяет получить развитую поверхность межфазного взаимодействия между газом и жидкостью, что повышает эффективность очистки газовоздушного потока. Ионизированные в разряднике 7 газообразные примеси в результате абсорбции и химических реакций с щелочной водой связываются и переводятся в молекулярные соединения другого класса (например, кислоты). Газовоздушный поток через прорези 27, обтекая зонт 28, попадает в полость камеры 5, где также осуществляется взаимодействие потока газов с факелом орошения кислотной жидкости. Окончательно очищенный газовоздушный поток через выхлопной воздушный патрубок 3 удаляется из устройства.

Прореагировавшие с потоком газов капли щелочной и кислотной жидкости попадают соответственно в щелочной и кислотный объемы камеры 6. Шлам, образовавшийся в результате реакций, оседает на дно камеры 6 в точках нахождения сливных патрубков 30, через которые он удаляется в сливную коробку 8, в которой оба стока нейтрализуются.

Проведенные на лабораторной модели устройства экспериментальные исследования показали, что эффективность очистки воздуха от газообразных примесей составила: для NO_x - 82-86 %, для SO₂ - 90-93 %, что превышает эффективности очистки известных устройств на 10-15%.

Изобретение относится к гидродинамической очистке воздуха рабочей зоны от газообразных загрязняющих веществ и может быть использовано во всех отраслях народного хозяйства. Устройство содержит линейнопротяженный диэлектрический корпус, входной и выходной воздушные патрубки, установленные одна в другой камеры кислотного и щелочного орошения с форсунками, камеру приготовления активированной жидкости, сливную коробку, побудитель тяги. Оно дополнительно содержит линейный разрядник и закрепленные по обе стороны цилиндрической водопроницаемой диэлектрической перегородки полые цилиндрические электроды из токопроводящего материала. Один из электродов подключен к отрицательному полюсу источника постоянного тока, образуя щелочную часть камеры приготовления, другой - к положительному полюсу источника тока, образуя кислотную часть камеры приготовления. Технический результат состоит в повышении эффективности очистки воздуха от газообразных примесей. 3 ил.

Устройство регенерационной очистки загазованного воздуха, содержащее линейно-протяженный диэлектрический корпус с всасывающим и выхлопным воздушными патрубками, внутри которого размещены камера щелочного орошения, камера кислотного орошения, образованная верхней частью корпуса, камера приготовления активированной жидкости, диэлектрическая водопроницаемая перегородка, диэлектрическая водонепроницаемая перегородка между камерой приготовления и сливной коробкой и сливная коробка с размещенными внутри источником постоянного тока, насосами, силовым оборудованием и вентиляционной камерой с побудителем тяги, отличающееся тем, что камеры орошения размещены одна в другой и являются продолжением камеры приготовления, а камера приготовления выполнена в виде двух коаксиально установленных полых цилиндров, в осевой полости которой расположен линейный разрядник, а в радиальной полости - водопроницаемая цилиндрическая перегородка, являющаяся продолжением нижнего основания внутренней камеры орошения, а электроды выполнены полыми цилиндрическими из токопроводящего материала и закреплены на вертикальных стенках радиальной полости камеры приготовления, причем водонепроницаемая перегородка установлена с уклоном.