СПОСОБ ОЧИСТКИ ГАЗОВЫХ ВЫБРОСОВ ОТ ОРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ МЕТОДОМ ИОНИЗАЦИИ Российский патент 2001 года по МПК B01D53/32 B01D185/00 

Изобретение относится к области очистки газовых выбросов от органических соединений и может быть использовано в мебельной, химической, целлюлозно-бумажной промышленности.

Известен способ очистки газов от вредных примесей, включающих алкилйодиды с помощью коронного разряда и с последующей сорбцией цеолитами продуктов разложения (авторское свидетельство СССР N 1088767, кл. В 01 D 53/32, 1984). Однако данный способ не позволяет провести окисление органических примесей до экологически безопасных форм в одну стадию окисления.

Наиболее близким к рассматриваемому техническому решению является способ очистки выхлопных газов от альдегидов, включающий окисление их до двуокиси углерода под воздействием барьерного разряда при частоте 2,6 - 4,6 кГц и переменном напряжении 9,5 - 10,5 кВ (авторское свидетельство СССР N 923580, кл. В 01 D 53/32, 1982).

Недостаток известного способа заключается в том, что он применяется только для очистки газов от альдегидов, а также в том, что для очистки газов применяется высокое напряжение переменного тока.

Целью предлагаемого изобретения является повышение эффективности очистки газовых выбросов от органических соединений и разработка экологически чистого способа очистки газовоздушной смеси от органических соединений путем их глубокого окисления до экологически чистых продуктов - оксида углерода (IV) и воды.

Указанная цель достигается тем, что при способе очистки газовых выбросов от органических соединений методом ионизации, включающем окисление газовоздушной смеси, указанную смесь пропускают через работающее в автоматическом режиме устройство для ионизации, основные рабочие параметры которого задаются концентратомером.

Кроме того, при недостаточной эффективности очистки, определенной по показаниям концентратомера, газовоздушная смесь подается вторично на очистку в устройство для ионизации.

Способ осуществляется следующим образом: газовый поток, содержащий органические соединения, пропускается через устройство для ионизации, которое располагается после существующей системы очистки и включает ионизационную установку и концентратомеры, работающие в автоматическом режиме.

Установка для осуществления способа состоит (см. чертеж) из блока ионизатора 1, представляющего собой камеру с установленными в ней электродами 2, подключенными к источнику постоянного тока 3, концентратомеров КМ1 и КМ2 (соответственно 4 и 5), промежуточного преобразователя сигнала электрического тока 6, дроссельных устройств (регулирующих клапанов) 7 и 8 с пневматическим приводом, трубопровода (воздуховода) 9, патрубков 10 и 11 для подачи загрязненной газовоздушной смеси и выхода очищенного воздуха. Устройства 4-8 соединены импульсными линиями 12, передающими сигналы для управления процессом очистки.

Загрязненная газовоздушная смесь после предварительной очистки существующим на предприятии способом, например гидрофильтром, подается через патрубок 10 в концентратомер КМ1 5, определяющий содержание органических веществ в газовом потоке. Сигнал от концентратомера 5 поступает на промежуточный преобразователь 6. При незначительных концентрациях загрязняющих веществ, соответствующих нормам ПДК в атмосферном воздухе, срабатывает регулирующий клапан 8, направляющий поток газа по трубопроводу (воздуховоду) 9 на выброс в атмосферу через патрубок 11. При повышенной концентрации загрязняющих веществ в газовом потоке, подаваемом через патрубок 10, регулирующий клапан 8 направляет поток газа в блок ионизатора 1. После очистки газа в блоке ионизатора 1 он подается в концентратомер КМ2 4, сигнал от которого подается на преобразователь 6. При достаточной степени очистки газовоздушной смеси регулирующий клапан 7 направляет газовый поток на выброс в атмосферу через патрубок 11, а при недостаточной очистке - регулирующий клапан 7 открывается и по воздуховоду 9 подает вторично газовый поток в блок ионизатора 1 для вторичной очистки.

При ионизации газовоздушной смеси полем протекают с большой скоростью реакции окисления за счет перехода кислорода из молекулярного состояния в атомное и в дальнейшем - в ионное (O⁺¹, O⁺²).

При наличии катионов O⁺¹ и O⁺² начинается ионизация органических соединений с одновременным окислением до оксида углерода (IV) и воды.

Технологические параметры процесса ионизации приведены в таблице.

Из анализа приведенных в таблице данных следует, что максимальная эффективность очистки составляет 99% при ионизации ацетона в течение 15 мин при напряжении постоянного тока 24 В. В среднем, с учетом статистической обработки данных, выполненной с использованием метода наименьших квадратов, эффективность ионизационной очистки составляет 97-98%.

Пример 1. Газовоздушная смесь, содержащая 35% органического компонента (ацетона), после преобразователя подается через дроссельное устройство в течение 10 мин со скоростью 10 л/мин в блок ионизатора, электроды которого подключены к источнику постоянного тока напряжением 12 В. На выходе из блока ионизатора устанавливается концентратомер, который определяет концентрацию ацетона в газовых выбросах после очистки. Эффективность очистки составляет 98,2%.

Пример 2. Газовоздушная смесь, в состав которой входит 35% органического компонента (ксилола), после предварительной очистки подается со скоростью 5 л/мин в течение 10 мин в блок ионизатора, подключенного к источнику постоянного тока напряжением 12 В. После очистки газовоздушная смесь поступает в концентратомер, который определяет и регистрирует концентрацию ксилола в газовых выбросах после ионизационной очистки. Эффективность очистки составляет 97%.

Пример 3. Газовоздушная смесь, содержащая 35% органического компонента, в том числе 55% ацетона и 45% ксилола, после преобразователя подается через дроссельное устройство в течение 10 мин со скоростью 10 л/мин в блок ионизатора, подключенный к источнику постоянного тока напряжением 12 В. После очистки газовоздушная смесь поступает в концентратомер, который определяет и регистрирует концентрации ацетона и ксилола после ионизационной очистки. Эффективность очистки составляет по ацетону 98%, по ксилолу 97%.

Предлагаемый способ очистки позволяет повысить степень очистки газовоздушной смеси от органических компонентов до 97-98%. В результате ионизационной очистки происходит окисление органических соединений до экологически безопасных веществ оксида углерода (IV) и воды.

Изобретение относится к области очистки газовых выбросов от органических соединений и может быть использовано в мебельной, химической, целлюлозно-бумажной промышленности. В предлагаемом способе производится окисление газовоздушной смеси в работающем в автоматическом режиме устройстве для ионизации. Рабочие программы устройства задаются концентратомером, определяющим концентрацию органических соединений в выбрасываемом воздухе. При содержании органических соединений в газовоздушной смеси, превышающем ПДК в атмосферном воздухе, газовоздушную смесь подают вторично на очистку в устройство для ионизации. Ионизацию газовоздушной смеси проводят электрическим полем при постоянном напряжении 12-24 В. Результат способа - повышение эффективности очистки. 1 з.п.ф-лы, 1 ил., 1 табл.

1. Способ очистки газовых выбросов от органических соединений методом ионизации, включающий окисление газовоздушной смеси, пропусканием ее через работающее в автоматическом режиме устройство для ионизации, основные рабочие параметры которого задаются концентратомером, отличающийся тем, что ионизацию газовоздушной смеси производят электрическим полем при постоянном напряжении в диапазоне от 12 до 24 В. 2. Способ очистки по п.1, отличающийся тем, что при содержании органических соединений в газовоздушной смеси после ионизации, превышающем ПДК в атмосферном воздухе, газовоздушную смесь подают вторично на очистку в устройство для ионизации.