Фильтр для очистки воздуха Советский патент 1992 года по МПК B01D53/04 

Изобретение относится к очистке воздуха, в частности к конструкциям воздушных проточных фильтров, применяемых в системах приточно-вытяжной вентиляции помещений промышленных предприятий для очистки воздуха от токсичных газообразных соединений и аэрозолей, и может быть использовано для очистки высокотемпературного, сильнозапыленного, загрязненного токсичными газообразными веществами и аэрозолями воздуха плавильных цехов металлургических предприятий при подаче его в кабины мостовых цеховых кранов.

Известен фильтр для очистки газа, включающий корпус, коаксиально расположенные внутренний и наружный перфорированные цилиндры, слой зернистого сорбента между ними, устройство для регенерации сорбента, содержащее емкость для раствора в нижней части корпуса, эрлифит с газоподводящими трубками, одна часть которых размещена в патрубке ввода газа, а другая - в емкости для раствора и распределителя раствора с гидрофильным материалом.

К недостаткам известного фильтра относится сравнительно небольшой срок действия сорбента из-за того, что в конструкции фильтра не предусмотрена предварительная очистка газа от пыли. Это приводит к быстрому забиванию сорбента пылью, снижению его абсорбционных

2

х|

со

свойств и выходу из строя, Сорбент, забитый пылью, вызывает рост гидравлического сопротивления фильтра.

Кроме того, конструкцией фильтра обусловлен ввод загрязненного воздуха через внутренний патрубок с высокой скоростью для поддержания работоспособности эрлифта. При этом значительно ухудшается распределение проходящего через сорбент воздуха, что приводит к неравномерному ускоренному срабатыванию части сорбента и уменьшению динамической сорбирующей емкости фильтра, а в конечном итоге - к необходимости замены всего сорбента,

Известен фильтр, включающий корпус, коаксиально установленные перфорированные цилиндры со слоем сорбента между ними, распределительное устройство и емкость для жидкости, патрубки ввода и вывода газа. Увлажнение и предварительная очистка газа осуществляются путем распыления жидкости через форсунку навстречу входящему потоку загрязненного воздуха.

В данном фильтре гидравлическое сопротивление понижено по сравнению с предыдущим фильтром, так как в нем используется предварительная очистка воздуха от пыли и от части токсичных газовых и аэрозольных компонентов с одновременным насыщением воздуха влагой. Однако гидравлическое сопротивление фильтра будет все-таки значительным из-за подачи распыляемой жидкости навстречу входящему потоку воздуха. При этом жидкость будет эжектировать воздух против входящего воздушного потока, что увеличивает гидравлическое сопротивление. Оно будет увеличиваться также из-за необходимости прохода потока воздуха через сужающееся сопло и поворота его на 180°. Сравнительно высокое гидравлическое сопротивление является недостатком данного фильтра.

Кроме того-, данная конструкция фильтра не обеспечивает равномерное распределение очищаемого воздуха через сорбент, что приводит к преждевременному срабатыванию части сорбента, в результате чего снижается срок его службы.

К недостаткам также относится попадание капель, захватываемых потоком жидкости, на сорбент. Так как в качестве сорбента в данном случае используют мерсеризованную древесину, т.е. древесину, обработанную щелочью, то при попадании капель на сорбент происходит вымывание щелочи, что ухудшает абсорбционные качества сорбента и снижает срок его действия.

Наиболее близким к предлагаемому является фильтр, включающий корпус с крышкой, коаксиально расположенные на нем

перфорированные обечайки в виде цилиндров, зазор между которыми заполнен зернистым сорбентом, емкость для жидкости в нижней части корпуса, в которую опущены

концы гидрофильных фитилей, расположенных в сорбенте и предназначенных для его увлажнения и регенерации, а также элемент предварительного обеспыливания, выполненный в виде фильтрующего рукава, охва0 тывающего корпус снаружи и патрубок для вывода очищенного воздуха.

Однако в процессе работы фильтра гидрофильные свойства фитилей снижаются вследствие оседания на них продуктов реак5 ции, сорбент сохнет, в результате снижается срок его действия и требуется го замена. Наличие фильтрующего рукава увеличивает гидравлическое сопротивление фильтра. Кроме того, при высокой запыленности

0 очищаемого воздуха фильтрующий рукав быстро забивается пылью, что еще более повышает гидравлическое сопротивление фильтра и требует частой его регенерации. Сам фильтрующий рукав не улавливает ток5 сичные газообразные компоненты и вся нагрузка их улавливания ложится на сорбент, что также уменьшает срок его действия.

Цель изобретения - снижение гидравлического сопротивления фильтра и увели0 чение срока действия сорбента за счет рационального предварительного обеспыливания и увлажнения загрязненного воздуха.

Цель достигается тем, что в фильтре для

5 очистки воздуха, включающем корпус с крышкой, коаксиально расположенные на нем перфорированные обечайки, зазор между которыми заполнен зернистым сорбентом, емкость для жидкости в нижней ча0 сти корпуса и устройство предварительного обеспыливания, устройство предварительного обеспыливания выполнено в виде перфорированного кожуха, установленного с зазором относительно обечаек, нижняя

5 часть которого размещена в емкости для жидкости, а верхняя выступает над крышкой , образуя с ней камеру, соединенную с емкостью для жидкости трубопроводом с насосом.

0 На чертеже изображен предлагаемый фильтр, разрез.

Фильтр для очистки воздуха включает корпус 1, коаксиально установленные на нем внутреннюю 2 и наружную 3 перфори5 ровённые обечайки, образующие в поперечном сечении подобные геометрические фигуры, например, в виде окружности или многогранника. Зазор между внутренней 2 и наружной 3 обечайками заполнен зернистым сорбентом, например мерсеризованной древесиной - древесиной, обработанной щелочным раствором. Древесина, обработанная щелочью, меняет свою структуру, в ней появляется множество капиллярных пор, заполненных щелочью. .

Сверху корпус 1 закрыт крышкой 4, причем поперечный размер крышки 4 превышает поперечный размер корпуса 1. В нижней части корпуса 1 установлена емкость 5, заполненная жидкостью, например водой. Внутренняя, нижняя часть корпуса 1 сообщена с патрубком 6 для вывода очищенного воздуха. Снаружи корпуса 1 с зазором относительно обечаек 2 и 3-установлено устройство предварительного обеспыливания, выполненное в виде перфорированного кожуха 7, верхняя часть которого выступает над крышкой 4 корпуса 1 и примыкает к ней по периметру, образуя камеру 8 для жидкости. Нижняя часть кожуха 7 размещена в нижней емкости 5, которая соединена с камерой 8 посредством.трубопровода 9 с насосом 10.

Фильтр работает следующим образом.

С помощью насоса 10 жидкость подают из нижней емкости 5 по трубопроводу 9 в верхнюю камеру 8, откуда она свободно стекает по стенкам кожуха 7, образуя сплошную жидкостную завесу. Загрязненный токсичными компонентами, запыленный, горячий воздух с помощью вентилятора (не показан) протягивают через кожух 7, по которому стекает жидкость. При этом загрязненный воздух очищается от пыли. Кроме того, из него извлекается до 80% токсичных газовых и аэрозольных компонентов. Одновременно происходит охлаждение воздуха и насыщение его парами воды. Так как воздух через кожух 7 проходит с небольшой скоростью (0,1-0,2 м/с), то он не захватывает капли воды, чем предотвращается вымывание щелочи из сорбента.

Обеспыленный воздух проходит через обечайки 2 и 3 и сорбент, т.е. через мерсеризованную древесину. Двуокись серы (S02) при прохождении через слой сорбента

взаимодействует с щелочью (г4аОН), образуя соли натрия (Na2$0a). Очищенный воздух выходит во внутреннюю часть корпуса 1 и далее через патрубок б подается к потребите л ю, например в кабину мостового крана.

Жидкость стекает вниз по стенкам кожуха 7 в нижнюю емкость 5, откуда по трубопроводу 9 с помощью насоса 10 снова

подается в верхнюю камеру 8.

Снижение гидравлического сопротивления фильтра примерно по 20% происходит за счет новой более рациональной конструкции устройства предварительного

обеспыливания, которое не требует частой регенерации, так как не забивается пылью. Высокая степень обеспыливания сочетается с одновременным охлаждением и увлажнением очищаемого воздуха, а также с

предварительной, перед сорбентом, очисткой его на 80% от токсичных газовых и аэрозольных компонентов, что снижает нагрузку на сорбент и увеличивает срок его действия в 5 раз .

Формула изобретения

Фильтр для очистки воздуха, включающий корпус с крышкой, коаксиально установленные на нем перфорированные

обечайки, зазор между которыми заполнен зернистым сорбентом, емкость для жидкости в нижней части корпуса и устройство предварительного обеспыливания, о т ли чающийся тем, что, с целью снижения гидравлического сопротивления и увеличения срока действия сорбента за счет рационального предварительного обеспыливания и увлажнения загрязненного воздуха, устройство предварительного обеспыливания выполнено в виде перфорированного кожуха, установленного с зазором относительно обечаек, нижняя часть которого размещена в емкости для жидкости, а верхняя выступает над крышкой, образуя с ней камеру, соединенную с емкостью для жидкости трубопроводом с насосом.

fafyx

Использование: для очистки высокотемпературного, сильнозапыленного, загрязненного токсичными газообразными и аэрозольными компонентами воздуха в системах приточно-вытяжной вентиляции помещений промышленных предприятий, например, при подаче его в кабины мостовых кранов. В фильтре для очистки воздуха на корпусе коаксиально установлены перфорированные обечайки. Зазор между обечайками заполнен сорбентом. Устройство предварительного обеспыливания выполнено в виде перфорированного кожуха и установлено с зазором относительно обечаек. Нижняя часть кожуха размещена в емкости для жидкости, а верхняя выступает под крышкой корпуса и образует с ней камеру. Камера соединена с емкостью для жидкости трубопроводом с насосом. Жидкость стекает по стенкам кожуха и образует жидкостную завесу. Кожух с жидкостной завесой охлаждает, обеспыливает, увлажняет и частично очищает проходящий воздух. 1 ил.