Способ очистки воздушных сред от вредных примесей и устройство для его осуществления

(56) йг 2 (54 СР РО (57) ду про лич орг ния воз ски уда ни ских об 9,08.90 30.08.93. Бюл. М 32 С.В.Берза, А.В.,Булеков, Ф.М,Китайчик, Конюхов, Г.Ф,Кумеров, Н.Н.Левин и .Ошис Авторское свидетельство СССР 7241, кл. В 01 О 53/32, 1969. СПОСОБ ОЧИСТКИ ВОЗДУШНЫХ Д ОТ ВРЕДНЫХ ПРИМЕСЕЙ И УСТСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ Изобретение относится к очистке возных сред в технических системах, где в ессе работы воздух загрязняется разыми паро- и газообразными вредными ническими веЩествами. Цель изобрете - повышение эффективности очистки ушных сред от паров и газов органичевеществ и повышение эффективности ения примесей, содержащих соединесеры, галогенов и элементоорганичеи роиз в одн ы х. Эл ектр оста тичес куюботку загрязнений среды осуществляаряженной аэрозолью сильнополярнойко ройство содержит генератор заряженных аэрозолей 1, соединенный с емкостью электростатической обработки 2 и высоковольтным истонником электрической энергии 3. Выход емкости электростатической обработки в окружающую среду осуществлен через сорбционный поглотитель 4. Генератор заряженных аэрозолей выполнен в виде полого металлического цилиндра, одно выходное отверстие которого соединено с емкостью электростатической обработки. Второе отверстие закрыто плоской металлической заглушкой с центральным отверстием, соединенным с форсункой для производства аэрозоли. Против отверстия форсунки расположено перекрестье коронирующего электрода, выполненного в виде двух взаимно перпендикулярных нитей. Нити удерживаются на изоляторах и подсоединены к положительному зажиму высоковольтного источника. Отрицательный зажим источника соединен с корпусом генератора и заземлен. 2 с. и 2 з. и, ф-лы, 3Изобретение относится к очистке воздушных сред в технологических системах, а именно к технике электростатической обработки воздушных сил, загрязненных пара- и газообразными вредными веществами.Наиболее близок по сущности и достигаемому эффекту к предлагаемому способ очистки воздушных сред путем их электростатической обработки предварительно заряженными в генераторе аэрозолями и последующего удаления вредных примесей, Этот споеоб обеспечивает при хорошей эффективности малую себестоимость. Однако эффективность его при очистке от паров и газов вредных органических соединений остается очень и очень низкой. Обусловлено это крайне малой напряженностью электрического поля, достигаемой при указанной электростатической обработке,Целью изобретения по способу является повышение эффективности очистки от паров и газов органических веществ.Поставленная цель достигается тем, что по известному способу очистки воздушных сред от вредных примесей путем их электростатической обработки предварительно заряженными в генераторе аэрозолями и последующего удаления вредных примесей, согласно изобретению, в качестве аэрозолей используют аэрозоли сильно- полярных жидкостей, полученных механическим распылением этих жидкостей с последующей зарядкой в генераторе при средней напряженности электрического поля (0,3 - О,б) 10 Вlм.Другой целью изобретения по способу является эффективное удаление примесей, содержащих соединения серы, галогенов и элементоорганических производных.Поставленная цель достигается тем, что по предлагаемому способу очистки воздушных сред от вредных примесей, согласно изобретению, воздушные среды после электростатической обработки пропускают через слой сорбента.Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство очистки воздушных сред от вредных примесей, содержащее генератор заряженных аэрозолей с форсункой, соединенный с высоковольтным источником питания электрической энергией и емкостью электростатической обработки с входным и выходным патрубками,Такое устройство обеспечивает хорошую эффективность очистки воздушных сред, но эта эффективность существенно падает, когда вредные примеси имеют место в виде паров и газов органических веществ. Происходит зто из-за невозможности достижения с помощью такого устройства локальных электростатических полей свысокой напряженностью по объему (101014 В УЦелью изобретения по устройству является повышение эффективности очистки отвредных примесей в виде паров и газов органических веществ,Поставленная цель достигается тем, что"0 в известном устройстве очистки воздушныхсред от вредных примесей, содержащем генератор заряженных аэрозолей с форсункой, соединенный с высоковольтным. источником питания электрической энергиии емкостью электростатической обработки свходным и выходным патрубками. согласноизобретению, генератор заряженных аэрозолей выполнен в виде полого металлического цилиндра, одним торцом20 соединенного с емкостью электростатической обработки и снабженного перекрывающим его другой торец плоскойметаллической заглушкой с центральнымотверстием, соединенным с фортункой, ирасположен н ым внутрипротив централ ьного отверстия на изоляторах коронирующимэлектродом в виде двух пересекающихся наоси цилиндра под прямым углом к этой осии друг к другу натянутых нитей, соединен 30 ных с положительным зажимом высоковольтного источника питания, при этомцилиндр генератора и отрицательный зажим источника питания заземлены.Другой целью изобретения по устройст 35 ву является эффективное удаление примесей, содержащих соединения серы,галогенов и элементоорганических производн ых.Поставленная цель достигается тем, что40 в предлагаемом устройстве, согласно изобретению, емкость электростатической обработки соединена выходным патрубком ссорбционной камерой,На фиг, 1 изображена функциональная45 схема, иллюстрирующая действия над материальным обьектом; на фиг. 2 - устройствокоронирующих воздушных сред от вредныхпримесей; на фиг, 3 - устройство коронирующих электродов генератора заряженных50 аэрозолей,Предлагаемый способ осуществляетсяследующим образом. Рабочее тело - сильнополярную жидкость, например воду, под давлением 10 - 12 атм распыляют в генераторе заряженных аэрозолей 1. Из генератора аэрозоли, рабочего тела подают в емкость электростатической обработки 2, предварительно подвергнув их воздействию коронного разряда в электрическом поле средней напряженности (0,3-0,6) 10 В/м, создан 1837984ном с помощью высоковольтного источникапитания электрической энергии 3, В этихусловиях каждая мельчайшая частица сильнополярной жидкости, получив заряд, образует свое локальное электрическое поленапряженностью 10 - 10 В/м, С помощью таких частиц осуществляют электростатическую обработку паров и газоворганических вредных примесей по всемуобъему, переводя их в неорганические соединения,В случае наличия в очищаемой среде.соединений серы, галогенов и элементоорганических производных воздушную средупосле электростатической обработки пропускают через слой сорбента 4.Выбранный диапазон средних значений электрического поля, созданного источником 3, обусловлен следующимифакторами. При напряженности менее0,3 10 В/м устойчивый коронный разрядене возникает и аэрозоли не приобретаютнужного заряда и, следовательно, не создают требуемой разрушительной силы локального электрического поля (Е = 10 - 10В/м). При более высокой, чем 0,6 10 В/м,средней напряженности поля возникаетэлектрический пробой в генераторе аэрозолей, и процесс очистки воздушных сред нарушается.Предлагаемый способ может быть реализован с помощью предлагаемого устройства (частный пример способа).Устройство очистки воздушных сред отвредных примесей содержит генератор заряженных аэрозолей 1, соединенный с емкостью электростатической обработкивоздушной среды 2 и высоковольтным источником питания электрической энергии 3,Выходной патрубок емкости электростатической обработки имеет .вход в сорбционную камеру 4.Генератор заряженных аэрозолей 1 выполнен в виде полого металлического цилиндра 5, один торец которого соединен сдиэлектрическим корпусом 6 емкости электростатической обработки 2. Другой тореццилиндра перекрыт металлической заглушкой 7 с центральным отверстием, соединенным с форсункой 8, При этом в цилиндрепротив выхода из форсунки на расстоянии она изоляторах 9 расположен коронирующий,электрод 10. Он выполнен в виде двух пере 1 секающихся на оси цилиндра под прямымуглом к этой оси и друг к другу натянутыхнитей (фиг. 3), соединенных с положительным зажимом высоковольтного источника 3,: Внутри емкости находятся мелкораспылен: ные заряженные частицы воды 11, которыецилиндра 5, преграждает путь частицам ра бочего тела, летящим к изоляторам другойнити, и наоборот. В результате все четыре изолятора 9 в процессе работы генератора 1 остаются сухими. Последнее предотвращает поверхностный пробой изоляторов, 45 размеры которых из-заьнеобходимости пол 50 г 555 10 15 20 25 30 35 создают вокруг себя сильное локальное электрическое поле. Емкость электростатической обработки в своей нижней части определена металлическим (осаждающим) элементом 12. Емкость имеет входной патрубок 13 и турбулизатор 14, Отработавшая рабочая жидкость удаляется через гидро- затвор 15.ОУстройство работает следующим образом. Рабочее тело через форсунку 8 под давлением 10 - 12 атмосфер распыляется в сторону коронирующих электродов 10. В зоне коронирующих электродов частицы рабочепр тела получают большой положительный заряд. Заряжается в зоне электродов и воздух. Частицы заряженной аэрозоли 11 своей высокой энергией обеспечивают распад молекул паро- и газообразных органических веществ на ионы атомов. Далее при взаимодействии с ионами рабочего тела и прошедшего электростатическую обработку воздуха ионы атомов распавшихся органических веществ рекомбинируют с образованием молекул неорганических веществ. Затем эти вещества проходят через сорбционную камеру 4, где вредные элементы задерживаются (осаждаются), а безвредные выбрасываются в окружающую среду. При этом рабочее тело, например вода, осаждается в нижней части 12 емкости электростатической обработки и удаляется через гидрозатвор 15 для повторного использования,Существенной особенностью представленной конструкции электродов генератора заряженной аэрозоли является то обстоятельство, что облако заряженных аэрозолей, обусловленное одной нитью и стенками учения заданной кртины и величины электрического поля в зоне коронирующих электродов должны быть ограниченными. Все это позволяет поднять напряжение О источника питания до 15 - 18 кВ, т,е. обеспечить Ер= ОЙ =(0,3-0,6) 10 В/м.Количественный пример. Эффективность предлагаемого способа (в том числе - предлагаемого устройства) по сравнению со способом-прототипом (он же является и базовым объектом) была определена в лабораторном эксперименте. Лабораторные испытания проводились с использованием пяти различных видов вредных примесей в условиях средней напряженности пол я в ге 18379845 10 15 20 30 35 40 нераторе заряженых аэрозолей Еср = ОЙ = =(0,2-0,7) 10 В/м и при скорости движения заряженной воздушной среды Чср = 0,1 м/с. В качестве рабочего тела использовалась вода, а сорбента - ЗООД-ный водный раствор тиосульфата натрия, Результаты испытаний представлены в таблице.Уровень электропотребления при этом составлял ватты, устройство оказалось крайне простым и не вызывающим трудностей при его создании. Лабораторнаяустановка работала практически бесшумно.Таким образом, технико-экономический эффект от применения данных способа и устройства состоит в том. что практически исключается попадание вредных веществ в окружающую среду; имеют место низкие затраты на реализацию и поддержание установки в работоспособном состоянии; достигается .большая производитеЛьность, так как нет ограничений на размеры и количество используемых установок; обеспечивается бемность работы, простота в управлеьрМ, высокая ремонтоспособность (смеяизоляторов, в случае их. пробоя затруднений не вызывает); низкий уровень электро потребления,Все перечисленные выше технико-экономические показатели выявлены Наоснове лабораторного эксперимента и подтверждены опытной эксплуатацией,Формула изобретения.1, Способ очистки .воздушных сред от вредных примесей путем их электростатической обработки предварительно заряженными в генераторе аэрозолями и последующего удаления вредных вещеСтв, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что. с целью повышения эффективности очистки от паров итазов органических веществ, в качестве аэрозолей используют аэрозоли сильйополярных жидкостей, полученные механическим распылением этих жидкостей с последующей зарядкой в генераторе при средней напряженности электрического поля(0,3 - 0,6) 10 В/м.2. Способ по и. 1, о т л и ч а ю щи й с я тем, что, с целью повышения эффективности удаления примесей, содержащих соединение серы, галогенов и элементоорганических соединений, воздушные среды после электростатической обработки пропускают через слой сорбента.3, Устройство для очистки воздушных средот вредных примесей, содержащее генератор заряженных аэрозолей с форсункой, соединенный с высоковольтным источником питания электрической энергии и емкостью электростатической обработки с входным и выходным патрубками, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью повышения эффективности очистки от вредных примесей в виде паров и газов органических веществ, генератор заряженных аэрозолей выполнен в виде полого металлического цилиндра, одним торцом соединенного с емкостью электростатической обработки и снабженного перекрывающим его другой торец плоской металлической заглушкой с центральным отверстием, соединенным с форсункой, и расположенных внутри напротив центрального Отверстия на изоляторах коронирующих электродов в виде двух пересекающихся на оси цилиндра под прямым углом к этой оси и одна к другой натянутых нитей, соединенных с положительным зажимом высовокольтного источника питания, при этом цилиндр генератора и отрицательный зажим источника питания заземлены.4. Устройство по и. 3, о т л и ч а ю щ е ес я.тем, что, с целью эффективного удаления примесей, соединения серы, галогенов и элементоорганических производных, емкость электростатической обработки снабжена соединенной с выходным патрубкомсорбционной камерой,1837984 Составитель С.БерзаТехред М.Моргентал Редактор Б.федотов Корректор П,Гереши Производственно-издательский комбинат "Патейт", г. Ужгородул.Гагарина, 101 Заказ 2884 Тираж ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5