Способ нейтрализации токсичных газов из воздуха, удаляемого из животноводческого помещения Российский патент 2023 года по МПК A61L9/04 A61L9/22 

Изобретение относится к области обеззараживания и утилизации отходов, а именно к нейтрализации и дезодорированию вентиляционных выбросов производственных помещений с использованием озона, получаемого при диэлектрическом барьерном разряде, а также может быть использовано в других областях в качестве мероприятия по охране окружающей среды.

Предпосылка создания изобретения, аналоги изобретения. Одной из основных проблем в промышленном производстве продуктов животноводства и птицеводства является проблема нейтрализации токсичных газов и подавления эмиссии неприятных запахов в удаляемом из животноводческих помещений воздухе. Крупные животноводческие и птицеводческие комплексы являются источниками таких токсичных газов как аммиак, сероводород, меркаптаны, имеющих резкий, неприятный запах. Свинооткормочный комплекс на 108 тыс. голов/год ежесуточно выбрасывает в окружающую среду жидких отходов - 900…3000, твердых - 50…80, газообразных (вентвыбросы) - 690… 1000 т/сутки, в том числе аммиака - 0,5 т/сутки, 5⋅10⁹ микробных тел/час. Пыль, образующаяся при кормлении животных и удалении биологических отходов, мелкодисперсные частицы аэрозолей (диаметр частиц 0,004…0,005 мм) выделяемые животными в сочетании с повышенной влажностью помещений при содержании влаги в воздухе от 5 до 20 г/м³, оседают на открытых поверхностях, что приводит к загрязнению вентиляционно-отопительного и электротехнологического оборудования. При благоприятных погодных условиях аэрозоли и вещества, имеющие резкий, неприятный запах могут перемещаться на несколько десятков километров, резко ухудшая качество жизни населения окружающих территорий.

Основные технологические решения используемые в настоящее время -увеличение высоты шахт для отвода отработанного воздуха, увеличение скорости воздуха в системах вентиляции вертикальной вытяжки, размещение внешних барьеров для создания турбулентности удаляемого воздуха, ориентация оси гребня здания перпендикулярно направлению господствующих ветров, диспергирование вытяжного воздух в корпуса отвернутые от социальных объектов - являются пассивными методами и сводятся не к уменьшению выбросов токсичных и дурнопахнущих веществ (далее - ДПВ), а к их рассредоточению на возможно большей площади. Как следствие подобного решения, при изменении параметров состояния атмосферы (скорость и направление ветра, атмосферное давление, температура и влажность воздуха) данные способы улучшения состояния воздушной среды не эффективны.

Дезодорация вентиляционных выбросов животноводческих помещений, в первую очередь, связана с подавлением выбросов аммиака и сероводорода. Нейтрализация указанных газов приводит к дезодорированию этих выбросов.

Дезодорация и нейтрализация токсичных газов, содержащихся в вентиляционных выбросах производственных помещений, может осуществляться термическими, электромагнитными, химическими, плазменными и другими способами.

Основные проблемы при использовании большинства из указанных методов нейтрализации вентиляционных выбросов в сельскохозяйственном секторе - очень большие объемы обработки воздуха (суммарный объем выбросов на птицефабриках составляет от 280 до 4000 тыс.м³/ч), рассредоточенность выбросов (общее число вентиляционных шахт составляет от 150 до 800 единиц на территории от 100 до 2000 тыс.м²) и относительно низкая удельная концентрация вредных веществ в удаляемом воздухе.

Использование термических методов нейтрализации удаляемого воздуха сопряжено с большими затратами энергии. Химические методы приводят к загрязнению окружающей среды. Плазмохимические и фотокаталитические методы требуют дополнительных материальных затрат (катализаторы, регулярное обслуживание и сложное оборудование).

Одним из наиболее эффективных химических веществ, используемых для дезодорации и нейтрализации вредных выбросов, является озон (О₃). Озон не наносит вред окружающей среде, не накапливается в грунте и в продукции растениеводства и животноводства. Как правило, озон получают в установках барьерного разряда. К недостаткам данного способа получения и использования озона следует отнести: зависимость электрических характеристик барьерного разряда от увлажнения и загрязнения поверхностей электродов, нестабильность параметров в процессе эксплуатации в зависимости от температуры, необходимость в регулярной очистке разрядного промежутка от пыли и влаги, наличие вторичных окислов азота (NO, NO₂). Механизмы взаимодействия озона, удаляемых органических соединений и компонентов низкотемпературной плазмы, генерируемой при электрическом разряде еще до конца не изучены, [1] - [2]. Смеси озона (О₃) и избытка аммиака (NH₃) вступают в реакцию при температуре около 300К и пониженным давлении с образованием O₂, H₂O, N₂O, N₂ и твердого NH₄NO₃. Количества продуктов газовой фазы по отношению к потребляемому озону составляют 1,05; 0,31; 0,032 и 0,031 соответственно.

При диэлектрическом барьерном разряде и атмосферном давлении образуются оксиды азота. Известен способ низкотемпературного каталитического восстановления оксидов азота, например, аммиаком в присутствии алюмопалладиевых, алюмованадиевых катализаторов. Процесс восстановления протекает при 500-660К, степень очистки составляет 96-98,5%. Основным недостатком данного метода является необходимость точного поддержания соотношения концентраций оксидов азота и аммиака в отходящих газах. При недостатке аммиака происходит "проскок" оксидов азота, а при избытке - "проскок" аммиака и загрязнение отходящих газов токсичными соединениями, [3].

Данный способ очень энергоемкий и требует специальных дорогостоящих катализаторов. Использование его для нейтрализации токсичных газов и дезодорирования вентиляционных выбросов производственных помещений достаточно проблематично, ввиду специфических характеристик источника загрязнений - большие объемы удаляемого воздуха, достаточно низкая концентрация основных поллютантов - до 28 мг/м³, разные классы опасности основных и побочных продуктов окисления.

Взаимодействие озона с органическими веществами при диэлектрическом барьерном разряде и атмосферном давлении проходят по довольно сложному механизму, так как они могут проходить как непосредственно с молекулами озона, так и со свободными радикалами, образующимися в процессе его разложения. При этом образуются соединения NO_x, (NO₂, NO).

Качественные и количественные показатели данного метода нейтрализации газов во многом зависят от химического состава обрабатываемой среды, наличия влаги, пыли, весового соотношения компонентов газовой среды и приведенной напряженности электрического поля в разрядном промежутке. Как показывает опыт эксплуатации генераторов озона, использующих барьерный разряд, в реальных производственных условиях наработка на отказ составляет менее 20…30 часов. Основная причина - загрязнение (химическое и механическое) электроразрядных каналов.

Все вышеперечисленные особенности использования озона в сельскохозяйственном производстве, физико-химические свойства удаляемых газов и специфика взаимодействия компонентов низкотемпературной плазмы, генерируемой в диэлектрическом барьерном разряде, обуславливают необходимость разработки новых способов использования озона в системах дезодорирования и нейтрализации токсичных газов содержащихся в вентиляционных выбросах производственных помещений.

Известен способ и устройство (патент RU2742273C1), для очистки воздуха от вредных и ДПВ, включающее УФ-лампу (источник озона и бактерицидного излучения) и блок сорбционно-каталитической засыпки для его осуществления, осуществляющий предварительную механическую очистку воздуха от мелкодисперсных частиц, воздействие на очищаемый воздух УФ-излучением в диапазонах длин волн 100-200 нм и 200-280 нм, последующее доокисление и адсорбцию продуктов реакции на слое сорбционно-каталитической засыпки, отличающийся тем, что перед механической очисткой дополнительно производят очистку воздуха от водяного аэрозоля, мощность удельного потока УФ-излучения в диапазоне длин волн 100-200 нм составляет не менее 100 Вт на 1000 м³/ч очищаемого воздуха при времени воздействия на очищаемый воздух от 0,5 до 10 секунд и при времени пребывания очищаемого воздуха на слое сорбционно-каталитической засыпки от 0,25 до 10 секунд. Нелетучие продукты реакции адсорбируются в объеме сорбционно-каталитической засыпки. Указанный способ позволяет обеспечить высокую степень очистки для широкого спектра ДПВ (сероводород, меркаптаны, аммиак, летучие органические соединения и др.).

Недостатком данного способа является использование амальгамных газоразрядных УФ ламп и наличие блока сорбционно-каталитической засыпки требующие проведение технически сложных операций по регулярному обслуживанию данных устройств, таких как, защита от механических повреждений, периодическая промывка, подогрев при отрицательных температурах, периодическое обслуживание и замену катализатора, что обуславливает существенные экономические издержки при эксплуатации.

Известен способ дезинфекции помещений (патент RU2171118C2) путем обработки их озоновоздушной смесью, отличающийся тем, что для дезинфекции используют полученную из воздуха этих помещений, с помощью генератора озона озоновоздушную смесь с концентрацией озона 2-5 мг/м³, причем обработку осуществляют в течение 50-70 мин с последующим разложением озона без проветривания помещений в течение 90-110 мин или путем проветривания в течение 10-20 мин. Изобретение позволяет снизить бактериальную обсемененность и улучшить дезодорацию воздуха как в производственном помещении так и в системах удаления вентиляционных выбросов.

Недостатком данного способа является неприемлемое время обработки воздуха (10-20 мин) технически достижимыми концентрациями, а также необходимость периодической остановки системы вентиляции, не допустимой при использования в животноводческих и птицеводческих помещениях.

Известен способ очистки газообразных выбросов дизельного двигателя, от оксидов азота (патент RU2403955C1), когда при включении дизельного двигателя выбросы с оксидами азота NOx по выхлопной трубе поступают в реакторную камеру. Одновременно включают в работу генератор импульсного напряжения. При работе генератора в реакторной камере формируется электрический разряд в виде совместной наносекундной частотно-импульсной и постоянной короны, позволяющий образовать плазменную среду из поступающих в реакторную камеру выбросов. В результате оксиды азота разлагаются на азот и кислород, т.е. в реакторной камере происходит очистка выбросов от оксидов азота и частично от диоксидов азота. Для очистки выбросов от остатков диоксида азота NO₂ выбросы пропускают через сорбционно-каталитический фильтр при температуре 310-320 К, т.е. сорбционно-каталитическую операцию проводят без нагрева, при нормальных атмосферных условиях.

Недостатком данного способа является сложность использования сорбционно-каталитических фильтров при работе с большими объемами удаляемого воздуха, что приводит к существенным материальным затратам при их обслуживании. Необходимо изыскать другие способы нейтрализации окислов азота в условиях эксплуатации.

Каталитические способы очистки (патент РФ №2200633) удаляемого воздуха от органических загрязнений методом озонирования, требуют использования катализаторов с определенной удельной поверхностью и повышенную температуру процесса, что при наличии большого количества вытяжных шахт (140…800 шт.) экономически нецелесообразно.

Наиболее близким по технической сущности заявляемому способу является патент RU2473213C2. Способ предусматривает обработку удаляемого воздуха озоном. Воздух удаляют из животноводческого помещения, охлаждают и создают условия для образования водяного аэрозоля, после чего воздух сепарируют. Далее его подогревают до требуемой температуры и снова подают в животноводческое помещение. Технический результат достигается тем, что воздушная среда очищается озоном от микрофлоры, аммиака, сероводорода и других вредных компонентов, а значительная часть углекислого газа поглощается водным аэрозолем (туманом) и участвует в реакциях с образовавшимися веществами с получением новых нейтральных соединений.

Данный способ содержит следующие технологические операции способствующие снижению выбросов вредных веществ: озонирование, нейтрализацию аммиака и сероводорода. При данном способе генерирования озона в результате химических реакций получают большое количество окислов азота, требующих дополнительной нейтрализации. Обработку проходит лишь часть удаляемого - рециркулируемого - воздуха.

Практически во всех рассмотренных по данной теме патентах, обработка удаляемого воздуха (способ получения озона - барьерный разряд, УФ-облучение) осуществляется в разрядной зоне или зоне облучения. Нейтрализация токсичных газов и, как следствие, дезодорация происходят достаточно эффективно. Однако использование совмещения по времени и в пространстве операций генерирования активных частиц (озон, свободные радикалы и т.д.) и функции нейтрализации вредных веществ в помещениях с высокой влажностью и запыленностью, приводит к отложению окислов азота, пыли и влаги на материале электродов и изолирующей подложке генераторов озона, что приводит к преждевременному выходу генератора из строя.

Как показали исследования, проведенные в СФНЦА РАН, использование барьерного разряда в генераторах озона сопряжено с генерацией окислов озона NOx (NO, NO₂). На фиг. 1 представлен характер отложений на пластинах генератора барьерного разряда используемого для генерации озона на реальном объекте. Отложения пыли, влаги и наличие окислов азота приводит к замыканию электродов и выходу устройства из строя.

Для ликвидации данного эффекта целесообразно при генерации озона использовать в качестве плазмообразующего газа атмосферный воздух, содержащий минимальное количество пыли, влаги и высокореакционных химических веществ (аммиак, сероводород и т.д.). Генерацию озона и обработку загрязненного воздуха необходимо разделить в пространстве и во времени: генерацию озона проводить в генераторе барьерного разряда, с использованием атмосферного воздуха в качестве плазмообразующего газа, а обработку удаляемого загрязненного воздуха осуществлять в отдельной камере - реакторе - путем смешивания потоков атмосферного воздуха насыщенного озоном и обрабатываемого удаляемого воздуха помещений. В вентиляционных выбросах животноводческих и птицеводческих помещений содержится до 20 г/м³ влаги, до 20…25 мг/м³ аммиака, до 4…20 мг/м³ сероводорода, до 20 мг/м³ пыли.

Использование в качестве плазмообразующего газа при барьерном разряде чистого атмосферного воздуха позволяет избежать выпадения окислов азота, влаги и пыли на поверхность электродов и тем самым предотвратить преждевременный выход озонатора из строя.

На лабораторном стенде СФНЦА РАН проведены исследования по оценке эффективности подавления аммиака и сероводорода (основных поллютантов определяющих объемы выброса токсичных веществ и обуславливающих резкий неприятный запах на близлежащей территории), фиг. 2.

Получены результаты: концентрация аммиака снижалась с 27…35 до 0…4 мг/м³. Время выхода на указанные параметры концентрации аммиака в потоке составило 12…30 с., при следующих параметрах:

- температурный диапазон 276…304 К,

- давление воздуха 98… 101 кПа,

- скорость прокачки плазмообразующего газа 0,6… 1,11 м/с.

При генерации озона на всех режимах работы генератора озона образуются окислы азота в весовом соотношении 2:1 (O₃/NO_x).

Установлено, что весовое соотношение озона и нейтрализуемых газов (аммиак) в реакторе должно составлять как 3:1 (O₃/NH₃).

Основную долю в выбросе токсичных газов для животноводческих помещений составлял аммиак. Сероводород присутствовал эпизодически в концентрациях менее 4 мг/м³ и нейтрализовался полностью.

Использование в качестве плазмообразующего газа при барьерном разряде атмосферного воздуха, имеющего более низкую температуру, обуславливает охлаждение компонентов реагирующей газовой смеси, что приводит к подавлению реакции разложения озона.

Ольфактометрическая оценка, проведенная в соответствии с ГОСТ Р 58578-2019 показала снижение силы запахов ДПВ.

Общий диапазон концентрации газов (моделирование производственных ситуаций) изменялся в следующих пределах: озона от 180 до 4, аммиака от 80 до 2, сероводорода от 0 до 4, окислов азота от 0 до 130 мг/м³.

Наличие окислов азота NOx обуславливает необходимость их нейтрализации.

Для нейтрализации окислов азота могут быть использованы химические соединения, возникающие при барьерном разряде и не прореагировавшие до конца в реакторе - свободные радикалы, аммиак. Для завершения дезодорации и нейтрализации может быть использовано увеличение времени контакта между не прореагировавшими компонентами газовой смеси на промежутке реактор - система транспортировки удаляемого воздуха из реактора - зона выброса газов в атмосферу. Технически, увеличение времени контакта окислов азота, остатков непрореагировавших компонентов газовой смеси может быть реализовано путем увеличения длины трубопровода и его диаметра на участке транспортировки удаляемого воздуха из реактора.

Для оценки указанного эффекта были проведены исследования динамики изменения концентрации аммиака, озона и окислов азота в газовоздушной смеси на выходе из реактора, на расстояниях равных половине длины воздуховод и в конце воздуховода. Данное измерение позволяет определить время контакта остатков непрореагировавших компонентов газовой смеси в трубопроводе, фиг. 3-5. Концентрация окислов азота на выходе из реактора составила 40…60 мг/м³, на расстояниях 10 и 22 метра от выхода из реактора - 48 и 24 мг/м³, что соответствует отношению NO_x/O₃ как 0,80 и 0,60.

Вывод по данному эксперименту - увеличение времени пребывания непрореагировавших компонентов газовой смеси в трубопроводе достаточно эффективно снижает содержание окислов азота выбрасываемых в атмосферу. Изменяя геометрические параметры системы (длина, диаметр воздуховода) можно регулировать время пребывания компонентов газовоздушной среды в воздуховоде и, как следствие, степень подавления окислов азота.

При указанных выше условиях, установлена зависимость минимально допустимого времени пребывания продуктов в системе транспортировки удаляемого из реактора воздуха - Т - от требуемой концентрации окислов азота при выбросе в атмосферу Cno_x, которая может быть описана при изменении концентрации озона от 0 до 60 мг/м³ и окислов азота NO_x от 0 до 50 мг/м как

Указанные диапазоны изменения переменных Cno_x и NO_x соответствуют значениям концентрации указанных химических веществ на реальных объектах (животноводческие и птицеводческие помещения).

Полученное уравнение позволяет рассчитать протяженность и диаметр воздуховода системы транспортировки удаляемого воздуха из реактора, исходя из средней скорости воздушного потока V=0,70 м/с, задаваясь требуемой концентрацией окислов азота Cno_x.

Для предотвращения поступления загрязненного воздуха помещений из реактора в зону барьерного разряда, давление воздуха на выходе из генератора барьерного разряда должно превышать давление газовой смеси в реакторе на 15…20% и устанавливается обратный клапан на выходе из генератора барьерного разряда, а сопряжение потоков отработанного воздуха и озоновоздушной смеси на входе в реактор осуществлялось под углом 30…45 градусов. Атмосферный воздух использовался в качестве плазмообразующего газа при подаче его в генератор барьерного разряда, причем объем его не превышал 10% от объема отработанного воздуха, поступающего из помещения.

Задачей заявляемого изобретения является снижение выбросов токсичных ДПВ в вентиляционных выбросах производственных помещений и повышение эксплуатационной надежности устройств генерации озона с использованием диэлектрического барьерного разряда, а техническим результатом - упрощение и снижение стоимости процесса нейтрализации токсичных ДПВ в вентиляционных выбросах производственных помещений.

Поставленная задача решается тем, что способ нейтрализации токсичных газов и дезодорирования вентиляционных выбросов производственных помещений с использованием барьерного разряда осуществляется следующим образом: удаляемый из животноводческого помещения воздух, содержащий токсичные и ДПВ, подается в реактор. Атмосферный воздух поступает в генератор барьерного разряда, где вырабатывается озон и, далее, озоновоздушная смесь поступает в реактор, где происходит смешивание газов и нейтрализация токсичных и ДПВ, поступающих из производственного помещения, озоном, поступающим из генератора. Образующиеся окислы азота нейтрализуются непрореагировавшими химическими соединениями в системе транспортировки удаляемого воздуха из реактора (воздуховоде) за счет увеличения времени пребывания компонентов газовой смеси в системе транспортировки.

Блок - схема способа дезодорации и нейтрализации токсичных газов, содержащихся в вентиляционных выбросах производственных помещений приведена на фиг. 6. Удаляемый из помещения 1 воздух, содержащий токсичные дурнопахнущие газы, с помощью вентилятора 5 поступает в реактор 2. Атмосферный воздух с помощью вентилятора 6 поступает в генератор барьерного разряда 3 где вырабатывается озон и, далее, проходя через обратный клапан 7, озоновоздушная смесь поступает в реактор 2 где смешивается с удаляемым воздухом из помещения 1. В реакторе происходит окисление аммиака и сероводорода озоном.

Весовое содержание озона на входе в реактор должно составлять не менее 3 массовых частей на 1 массовую часть аммиака при следующих характеристиках газовоздушной среды в реакторе: температурный диапазон 276…304 К, давление воздуха 98…101 кПа, скорость прокачки плазмообразующего газа 0,6…1,11 м/с и концентрациях газов: озона от 4 до 180, аммиака от 2 до 60, сероводорода от 0 до 4, окислов азота от 0 до 120 мг/м³.

Разделение генерации озона и обработки удаляемого воздуха озоном приводит к тому, что отсутствует загрязнение электродов и, как следствие, не происходит пробоя между пластинами электродов, фиг. 1, что соответственно увеличивает эксплуатационную надежность устройства. Подаваемый в генератор барьерного разряда атмосферный воздух имеет более низкую температуру чем удаляемый из помещения воздух, что приводит к подавлению реакции разложения озона и стабилизирует количество озона, генерируемого генератором.

При выработке озона, на всех режимах работы генератора озона, образуются окислы азота в весовом соотношение 2:1 (O₃/NO_x). Необходимо обеспечить подавление выброса окислов азота в атмосферу.

Как правило, в удаляемой из реактора газовоздушной смеси остаются не прореагировавшие до конца химические соединения - озон, свободные радикалы, окислы азота, аммиак. Указанные химические соединения поступают в систему транспортировки удаляемого воздуха из реактора 4, где происходит реакция нейтрализации окислов азота не прореагировавшими химическими соединениями, затем газовоздушная смесь выбрасывается в атмосферу.

Длительность пребывания газообразных продуктов в системе транспортировки удаляемого воздуха - Т - определяется в зависимости от требуемой концентрации окислов азота Cno_x, мг/м³ на выходе из системы транспортировки удаляемого воздуха из реактора по уравнению (1).

Использование пассивного способа нейтрализации окислов азота в удаляемом воздухе путем увеличения времени пребывания компонентов обработанной озоном газовоздушной смеси в системе транспортировки удаляемого воздуха существенно уменьшает затраты на реализацию рассмотренного способа нейтрализации и дезодорации токсичных газов.

Для предотвращения поступления вредных компонентов удаляемого воздуха из помещения в генератор барьерного разряда, давление воздуха поступающего из камеры барьерного разряда в реактор поддерживают выше на 15…20%, чем давление поступающего в реактор удаляемого из помещения воздуха, а сопряжение пневмопроводов отработанного воздуха и озоновоздушной смеси осуществляет под углом 30…45 градусов.

Для уменьшения расхода энергии, объем подачи атмосферного воздуха в генератор барьерного разряда составляет не более 10% от объема удаляемого отработанного воздуха, поступающего из помещения.

Предложенный способ обеспечивает практически полную нейтрализацию аммиака (с 60 до 0…2 мг/м³), сероводорода (с 2 до 0 мг/м³) и дезодорирование удаляемого выброса в атмосферу.

Пример расчета времени пребывания в системе транспортировки удаляемого воздуха из реактора.

Дано: Требуемая концентрация окислов азота Cno_x составляет 20 мг/м³. Скорость воздуха в системе транспортировки удаляемого воздуха v=1 м/с. Длина воздуховода L=30 м. Минимально допустимое время пребывания удаляемого воздуха в системе транспортировки удаляемого воздуха составит

Т=-0,0473 × 20²+1,95 × 20+8,51=28,59 с

Фактическое время пребывания элементарного объема воздуха в системе транспортировки удаляемого воздуха t=L/v=30/1=30 с. Получаем t>T.

Вывод: Фактическое время пребывания элементарного объема воздуха в системе транспортировки удаляемого воздуха больше времени необходимого для завершения нейтрализации окислов азота компонентами воздушной смеси.

Использованные источники

1. The Reaction of Ozonewith Ammonia. KennethJ. Olszynaand Julian Heicklen. Department of Chemistry and Center for Air Environment Studies, The Pennsylvania State University, University Park, Pa. 16802.

2. Озон и другие экологически чистые окислители. Наука и технологии. Материалы 32-го Всероссийского семинара (Москва, химический факультет МГУ, 20 июня 2012) / Под редакцией В.В. Лунина, В.Г. Самойловича, С.Н. Ткаченко. - М.: Изд-во «Макспресс» -2012, - 200 с.

3. Термическая и каталитическая очистка газовых выбросов в атмосферу. / Сб. науч. тр. - Киев: Наук, думка, 1984. - С. 36-39].

Изобретение относится к медицинской технике, а именно, к способу нейтрализации токсичных газов из воздуха, удаляемого из животноводческого помещения, с использованием диэлектрического барьерного разряда в качестве источника озона для окисления химических соединений. Насыщенный озоном поток атмосферного воздуха с выхода озонатора подают на вход реактора и смешивают с воздухом, удаляемым из животноводческого помещения, запуская реакцию окисления аммиака и сероводорода озоном. Смешивание потоков насыщенного озоном атмосферного воздуха с выхода озонатора и воздуха, удаляемого из животноводческого помещения, осуществляется под углом 30…45 градусов на входе в реактор. Генерация озона и обработка воздуха, удаляемого из животноводческого помещения, разделены в пространстве. Весовое содержание озона на входе в реактор составляет не менее 3 массовых частей на 1 массовую часть аммиака при следующих параметрах процесса в реакторе - температурный диапазон 276...304 К, давление воздуха 98...101 кПа, скорость прокачки воздуха 0,6...1,11 м/с, концентрация компонентов в воздухе - озона от 4 до 180 мг/м³, аммиака от 2 до 60 мг/м³, сероводорода от 0 до 4 мг/м³, окислов азота от 0 до 120 мг/м³, а давление насыщенного озоном потока атмосферного воздуха, поступающего из генератора барьерного разряда в реактор выше на 15...20%, чем давление поступающего в реактор воздуха удаляемого из животноводческого помещения, а его объем составляет не более 10% от объема, удаляемого из животноводческого помещения воздуха. Затем удаляемый из реактора воздух и образующиеся при диэлектрическом барьерном разряде окислы азота, направляют в систему транспортировки удаляемого воздуха из реактора. Длительность пребывания удаляемого из реактора воздуха и образующихся при диэлектрическом барьерном разряде окислов азота в системе транспортировки удаляемого воздуха из реактора определяют в зависимости от требуемой концентрации окислов азота Спо_х (мг/м³) на выходе из системы транспортировки удаляемого воздуха из реактора по уравнению Т=- 0,0473 × Спо_х² + 1,95 × Спо_х+8,51, при изменении концентрации озона от 0 до 60 мг/м³ и окислов азота NO_x от 0 до 50 мг/м³. Технический результат сводится к снижению выбросов токсичных ДПВ в вентиляционных выбросах производственных помещений и повышение эксплуатационной надежности устройств генерации озона с использованием диэлектрического барьерного разряда, а техническим результатом - упрощение и снижение стоимости процесса нейтрализации токсичных ДПВ в вентиляционных выбросах производственных помещений. 6 ил.

Способ нейтрализации токсичных газов из воздуха, удаляемого из животноводческого помещения, с использованием диэлектрического барьерного разряда в качестве источника озона для окисления химических соединений, отличающийся тем, что насыщенный озоном поток атмосферного воздуха с выхода озонатора подают на вход реактора и смешивают с воздухом, удаляемым из животноводческого помещения, запуская реакцию окисления аммиака и сероводорода озоном, при этом смешивание потоков насыщенного озоном атмосферного воздуха с выхода озонатора и воздуха, удаляемого из животноводческого помещения, осуществляется под углом 30…45 градусов на входе в реактор, при этом генерация озона и обработка воздуха, удаляемого из животноводческого помещения разделены в пространстве, при этом весовое содержание озона на входе в реактор составляет не менее 3 массовых частей на 1 массовую часть аммиака при следующих параметрах процесса в реакторе - температурный диапазон 276...304 К, давление воздуха 98...101 кПа, скорость прокачки воздуха 0,6...1,11 м/с, концентрация компонентов в воздухе - озона от 4 до 180 мг/м³, аммиака от 2 до 60 мг/м³, сероводорода от 0 до 4 мг/м³, окислов азота от 0 до 120 мг/м³, а давление насыщенного озоном потока атмосферного воздуха, поступающего из генератора барьерного разряда в реактор выше на 15...20%, чем давление поступающего в реактор воздуха удаляемого из животноводческого помещения, а его объем составляет не более 10% от объема, удаляемого из животноводческого помещения воздуха, затем удаляемый из реактора воздух и образующиеся при диэлектрическом барьерном разряде окислы азота, направляют в систему транспортировки удаляемого воздуха из реактора, причем длительность пребывания удаляемого из реактора воздуха и образующихся при диэлектрическом барьерном разряде окислов азота в системе транспортировки удаляемого воздуха из реактора определяют в зависимости от требуемой концентрации окислов азота Спо_х (мг/м³) на выходе из системы транспортировки удаляемого воздуха из реактора по уравнению Т=- 0,0473 × Спо_х² + 1,95 × Спо_х+8,51, при изменении концентрации озона от 0 до 60 мг/м³ и окислов азота NO_x от 0 до 50 мг/м³.