Устройство для очистки газов от аэрозольных включений Советский патент 1984 года по МПК B01D45/18 

Изо5 ретение относится к очистке газов |поз;духа)от аэрозольных примесей и может быть исп.апьэовано в различных областях народного хозяйства,- например в медицине и микробнологни «

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является устройство для очистки газов от аэрозольных включений, включающее две параллельные пластины, помегценные в герметич ный корпус, термостаты для поддержания этих пластин при разных температурах, приспособления для непрерывного смачивания пластин и патрубки подачи и отвода очищаемого и очищенного газа ijНедостатком известного устройства является зависимость скорости очистки газов от начальной концентрации аэрозоля, особенно при высоких счетных концентрациях частиц больших 10 5 - 10 см, что связано с уменьшением градиента конденсации пара и пересыщенияf вызванным конденсацией диффундируюцих паров на аэрозольных частицах.

Цель изобретения - повышение скорости очистки газов независимо от нач,альной концентршдии аэрозоля,

Указанная цель достигается тем, что устройство ДД7Я очистки газов от аэрозольных включений, включаквдее две параллельные пластины, помещенные в гермет11-ч.Шз:й корпус, термостаты для поддержания этих пластин при разных температурах, приспособления для непрерывного смачивания пластин и патрубки подачи и отвода очищаемого и очищенного газа, снаб лсево нагревательным элементом, закрепленным между пластинами,

Кроме того, нагревательный элемент выполнен в виде металлической сетки,

Па чертеже изображено предлагавмое устройство для очистки газов, общий вид.

Устройство включает две плоские пар,аллельные пластины 1, обтянутые батистом или фильтровальной бумагой образующие плоскую щелевую камеру. Ме)к,цу ними закреплен сетчатый нагревательный элемент 2, термостаты 3 .служат для поддержания температуры пластин 1 на заданном уровне, а источник 4 нагрева задает температуру нагревательного элемента 2.

Устройство 5 обеспечивает непрв рывное смачивание поверхностей пластин 1, Патрубки б необходимы для подачи и отвода очищаемого и очищенного газа.

Устройство работает следугацим образом.

При помощи термостатов 3 устанавливагат заданные температуры пластин

1, например 20 и 70° С, затем при помощи устройства 5 подают жидкость например дистиллированную воду, к внутренним поверхностям пластин 1.

Источником 4 нагрева производится нагрев сетчатого нагревательного элемента 2 до температуры, равной температуре горячей пластины 1 (70 ° С ;. При этом в зоне между верхней пластиной, нагретой до 70° С, и сетчатым нагревательным элементом 2 градиент температуры равен О, а перенасыщение с1 О . Величина градиента концентрации не зависит от температуры сетчатого нагревательного элемента 2 и равна

С (т;-с(П

j,,s

где Т и т - температуры верхней и нижней поверхностей;

Сд(Т)иСд(Т) концентрации насыщенных паров у верхней и нижней поверхностей; h - расстояние мегдду поверностями.

Через патрубки б в зазор между поверхностями 1 подается очищаемый и выводится очищенный газ.

Для; повышения скорости очистки газов независимо от начальной концентрации высокодисперсного аэрозоля (-$ мкм ) предлагается использовать только силы диффузиофореза, величина которых пропорциональна градиенту концентрации диффундирующего пара и практически не зависит. от размеров частиц, что является существенным приемуществом применения указанных сил для очистки по сравнению с известными (силами тяжести, электрическими и т.д. ).Для увеличения градиента концентрации за счет увеличения перепада температур между нагревателем и холодильником необходимо исключить его уменьшение в объеме при данном температурном режиме путем устранения конденсации пара на частицах. Конденсационное укрупнение частиц становится невозможным, если в объеме фильтра пересыщение сГ всюду отрицательно. Для рвсшизации таких условий в пространство между нагревателем и холодильником вводится проницаемый для молекул пара нагревательный сетчатый элемент 2.

Физическая сущность работы данного элемента для создания отрицательных пересыщений сводится к возможности отделения (в первом приближении ) процессов переноса массы .путем диффузии молекул пара от нагретой поверхности к холодной от процесса переноса тепла теплопроводностью.

Поле концентрации пара в любой зоне камеры определяется концентрациями насыщения паров на стенках камеры, а температурное поле в зоне между нагревателем и сеткой (рабочей зоне ) - только температурами нагревателя и сетки. Если температу ры нагревателя Т ,и сетчатого элемента Т равны, т.е. т Т., в рабочей зоне всюду Ту const , Поле концентрации пара , определяемое . только концентрациями насыщенных па DOB над нагревателем С(Т) и хо;лодильником С51т)для плоской геоме рии камеры описывается линейной функцией J (кг(т1-с,(г).Сд(т), где X - расстояние, отсчитываемое от нагревателяf Ь - расстояние между нагревателем и холодильником. Пересыщение в любой точке рабочей зоны с. -S((T-} ПхгГ- о Анализ этой формулы показывает, что при X О (т.е. у нагревателя J О. Так как с ростом X концентрация пара уменьшается, а концентрация насыщенных паров не изменяется, то 0. Таким образсм, если в рабочую зону фильтра подавать газ, подлежащий очистке, на аэрозольньйх частицах конденсация пара невозможна. Управление температурами пластин 1 осуществляется при помощи двух жидкостных термостатов. Перепад температур задается в зависимости от расхода газа, подлежащего очистке. Максимально возможный перепад температур и, соответственно, концентраций определяется температурой нагревателя, которая не может при атмосферном давлении превышать 100 ° С.

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОЧИСТКИ ГАЗОВ ОТ АЭРОЗОЛЬНЫХ ВКЛЮЧЕНИЙ, включающее две параллельные пластины, помещенные в герметичный корпус, термостаты для поддержания этих пластин при разных температурах, приспособления для непрерывного смачивания- luiacTHii и патрубки подачи и отвода очищаемого и очищенного газа, о т л и ч-.а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения скорости очистки газов независимо от начальной концентрации аэрозоля, оно снабжено нагревательным элементом, закрепленным между пластинами. . 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что нагревательный элемент выполнен в виде металлической сетки. СЛ / ./ о: СХ) 4