Способ очистки воздуха от пыли и устройство для его осуществления

 

СОВХОЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 В 08 В 15/00

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4893507/12 (22) 25,12.90 (46) 30.01.93, Бюл, М 4 (71) Ростовский инженерно-строительный институт (72) Н.А.Страхова, В,И,Беспалов, В.П.Журавлев, Е.С.Андрущенко, А.И,Трубников и Р,П.Беспалова (56) В.Н.Ужов и др. Очистка промышленных газов от пыли. M,: Химия, 1981, с. 166.

2. Справочник по пыле- и золоулавливанию/ Под.ред.А.А, Русанова, M., 1975, с. 107. (54) СПОСОБ ОЧИСТКИ ВОЗДУХА ОТ ПЫЛИ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к гидрообеспыливанию и может быть использовано во всех отраслях народного хозяйства для очистки воздуха от пыли, Сущность изобретения; с целью повышения эффективности очистки воздуха от тонкодисперсных фракций пыли перед подачей запыленного воздуха жидкость подвергается электрической активации, которая продолжается и в процессе подачи воздуха, который поступает только в ту часть объема жидкости, где наблюдается избыток ионов ОН и значение показателя

Изобретение относится к области гидрообеспыливания и можетбыть использовано во всех отраслях народного хозяйства для очистки воздуха от пыли.

Известен тарельчатый газопромыватель, включающий корпус, тарелку, порог, приемную и сливную коробки (1).

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является ударно-инерционный способ очистки возду»5U 1791049А 1 рН не менее 8. Для этого боковая стенка устройства выполнена электропроводной в форме овала Кассини. По продольной оси устройство разделено диэлектрической водопроницаемой перегородкой на две части.

На крышке одной части корпуса с равномерной плотностью закреплены электроды, концы которых погружены в воду. На крышке другой части корпуса — водонепроницаемая электропроводная перегородка, нижняя часть которой, представляющая статический закручиватель (надреза с отогнутыми кромками), частично погружена в жидкость, а также по обе стороны от перегородки пропущены входной и выходной электропроводные воздушные патрубки.

Патрубки не заглушены с торцов и имеют боковые полузатопленные отверстия, ориентированные противоположно друг другу параллельно продольной оси овала Кассини. Часть корпуса с крышкой и электродами, закрепленными на ней, подключены к положительному полюсу источника постоянного тока. А другая часть корпуса, крышка с перегородкой и пропущенными через нее воздушными патрубками-к отрицательному полюсу источника постоянного тока. 5 ил., 2 табл. ха от пыли, когда емкость заполняют жидкостью, после чего поток запыленного воздуха направляют к слою жидкости так, чтобы он ударялся о ее поверхность, организуя захват части жидкости, заставляя ее при этом двигаться и получают при этом газожидкостную смесь с каплями диаметром 300 — 400 мкм (2).

Наиболее близким по конструкции и достигаемому эффекту является пылеулови1791049 (менее 50 мкм) пыли, т,к, в этом случае упомянутые пылинки, обладая малой инер- 10

15 жидкость перед и в процессе подачи запыленного воздуха электрически активируют с 20

40 тель ПВМ, включающий входной и выходной патрубки, корпус, устройство для поддержания уровня воды, перегородки, каплеуловитель и сливной патрубок(1j, Однако известным способом и с помощью известного устройства нельзя добиться высокой эффективности очистки воздуха от тонкодисперсных фракций ционностью, отскакивают от поверхности контакта запыленного воздуха с жидкостью, не успевая смачиваться и захватываться ею, и уносятся воздушным потоком.

Цель изобретения — повышение эффективности очистки воздуха от тонкодисперсной пыли, Поставленная цель достигается тем, что образованием зоны повышенной концентрации (ОН) с рН 8,0, причем подачу воздуха осуществляют в зту зону, а устройство снабжено источником постоянного тока, боковые стенки его корпуса выполнены из электропроводного материала, криволинейными, при этом проекция кривой на горизонтальную плоскость повторяет форму овала Кассини, перегородка выполнена водопроницаемой из диэлектрического материала, одна из камер соединена с положительным полюсом источника постоянного тока и снабжена закрепленными равномерно на ее крышке электродами, свободные концы которых погру>кены в жидкость, а другая камера соединена с отрицательным полюсом, снабжена поперечной перегородкой, нижняя часть которой выполнена с отогнутыми надрезами, на противоположной от перегородки поверхности каждого из воздушных патрубков выполнены отверстия, при этом патрубки закреплены на части крышки над этой камерой, а нижняя часть их и отверстий погружена в жидкость.

На фиг. 1 изображено устройство, общий вид сбоку; на фиг. 2 — то же, вид сверху.

На фиг, 3, 4, 5 даны в аксонометрии соответственно общий вид, крышка с электродом и крышка с электропроводной перегородкой.

Корпус устройства состоит из двух электропроводных частей 1 и 2, каждая из которых включает крышки 3, 4; боковую стенку в форме полуовала Кассини в плане и конусное полуднище, Корпус разделен диэлектрической прокладкой — каркасом 5 с натянутым на него водопроницаемым материалом 6. На крышке 3 части 1 корпуса устройства с равномерной плотностью жестко

55 закреплены вертикальные электроды 7. Корпус устройства заполнен жидкостью. На крышке 4 части 2 корпуса вдоль поперечной оси овала Кассини закреплена жесткая водопроницаемая электропроводная перегородка 8 с надрезами в своей нижней части, кромки которых отогнуты, образуя статический закручиватель 9. Через крышку 4 по обе стороны перегородки 8 пропущены входной 10 и выходной 11 воздушные патрубки-электроды, незаглушенные с торца и имеющие боковые отверстия. Причем боковые отверстия патрубков 10 и 11 ориентированы противоположно друг другу параллельно продольной оси овала Кассини. Нижние концы электродов 7, статического закручивателя 9, воздушных патрубков 10 и 11 расположены на одном уровне, совпадающим с нижней кромкой боковых стенок частей 1 и 2 корпуса, и частично погружены в жидкость. Уровень жидкости таков, что боковые отверстия воздушных патрубков 10 и 11 перекрыты неполностью.

Электроды 7 и часть 1 корпуса подключены к положительному полюсу источника постоянного тока, а воздушные патрубки 10, 11 и часть 2 корпуса вместе с перегородкой

8 — к отрицательному полюсу.

В нижней части конусного днища корпуса установлен сливной патрубок 12, на боковой стенке корпуса — устройство 13 для поддержания уровня жидкости, Устройство работает следующим образом, Перед подачей запыленного воздуха корпус устройства заполняют водой так, что ее уровень перекрывает боковые отверстия патрубков 10, 11 не более, чем на половину.

Каждую часть 1 и 2 корпуса устройства подключают к раэноименным полюсам источника постоянного тока (часть 1 к "+", часть

2 — к "-"). В результате этого положительный заряд приобретут также крышка 3 и электроды 7, а отрицательный крышка 4, перегородка 8 с закручивателем 9, патрубки 10 и

11, После такого подключения к источнику тока происходит электролиз воды, приводящий к смешению химического равновесия.

При этом анионы (OHj движутся к аноду (+), а катионы (НзО)+ — к катоду (— ), Встречая на своем пути водопроницаемую мембрану, функции которой в устройстве выполняет водопроницаемый материал 6, ионы соответствующих знаков концентрируются у поверхности материала 6((ОН) со стороны катода (НзО) со стороны анода). При этом напряжение и величина тока определяют интенсивность изменения активации (величины показателя рН среды) в строю ограниченном объеме, а площадь электродов и

1791049 степень водопроницаемости материала— объем активации(распределение плотности зарядов в среде). Таким образом, в объеме жидкости, заключенном между частью 1 корпуса и материалом 6, концентрируются катионы (НзО)+, образуя кислотную среду с рН = 5,5 — 6. В объеме жидкости, заключенном между частью 2 корпуса и материалом

6, концентрируются анионы (OH7 образуя щелочную среду с рН 8 — 8,5, Запыленный воздух поступает в патрубок 10, ударяется о поверхность жидкости, изменяет свое направление, выходит через его боковое отверстие, обтекает патрубок

10, проходит через статический закручиватель 9 перегородки 8, обтекает патрубок 11 и через его боковое отверстие очищенным выходит из патрубка 11.

Выполнение корпуса устройства в виде овала Кассини в плане позволяет равномерно распределить плотность зарядов в объеме жидкости за счет ликвидации лишних (балластных) зон. Подключение обеих частей корпуса 1 и 2, двух воздушных патрубков 10 и 11, перегородки 8, электродов 7 к источнику тока обеспечивает равномерное распределение плотности зарядов (концентрации ионов) в объеме жидкости за счет увеличения площади поверхности электродов. Большое количество электродов 7 (в составе анода) обусловлено необходимостью компенсации суммарной площади катода.

Частицы пыли, находящиеся в воздухе, удаляются из него при ударе о поверхность жидкости за счет смачивания и осаждения в жидкостной среде (происходит грубая очистка). Частицы мелких фракций (размером менее 100 мкм) вместе с воздушным потоком направляются через боковое отверстие патрубка 10 в полость устройства, При этом воздушный поток, благодаря частичной погруженности бокового отверстия патрубка

10, приводит к изменению формы поверхности жидкости в зоне воздействия и поверхностному срыву здесь капель жидкости. Т.к. этот процесс происходит в щелочной среде, характеризующейся повышенными смачивающими и пенообразующими свойствами, то он переходит в образование поверхностного пенного слоя, в котором задерживается и оседает часть пылевых частиц.

Оставшиеся частицы пыли вместе с воздушным потоком попадают в зону действия статического закручивателя 9 перегородки 8, где обеспечивается интенсификация процесса пенообразования, Этому способствует также форма овала Кассини (сужение в месте расположения перегородки) за счет увеличения скорости прохождения пыле5

55 воздушного потока, турбулизации его и интенсивность взаимодействия воздуха с жидкостью. Возникающий при этом пенный слой задерживает оставшуюся в воздушном потоке часть пылинок. Очищенный воздух, огибая патрубок 11, частично освобождается от содержащейся в нем после активного взаимодействия жидкой фазы и через боковое отверстие, а затем патрубок 11 удаляется из устройства.

По мере накопления шлама в устройстве осуществляется периодическое удаление шлама через сливной патрубок 12. При этом в момент слива щелочная среда соединяется с кислотой, образуя электронейтральную пульпу, безвредную для окружающей среды. Подпитку жидкости в процессе работы обеспечивает устройство 13 автоматического поддержания уровня жидкости (типа

Р СУ).

С целью подтверждения существенности отличительных признаков заявляемых способа и устройства на лабораторном стенде проводили испытания устройства

ОТПО-9. При этом максимальный размер устройства по продольной оси овала Кассини составляет 1200 мм, а в направлении поперечной оси максимальный размер составляет 750 мм, а минимальный — 350 мм.

Общая высота устройства составляла 1000 мм, в том числе высота конусной части -450 мм. Диаметры входного и выходного воздушных патрубков составляла 200 мм, В процессе испытаний фиксировали: объем жидкости — V® = 0,3 м; расход воздуха Qs = з, = 0,25м /с при его скорости на входе в устройство v = 8 мlс; напряжение постоянного тока — v = 200 В; определяя фракционную эффективность очистки воздуха от тонкодисперсной пыли, Результаты испытаний сведены в табл.1 и 2.

Значение рН среды изменяли варьированием величины тока от 2 до 7 А, Из таблицы видно, что эффективность очистки воздуха от пыли тонкодисперсных фракций (менее 100 мкм) при реализации заявляемых способа и устройства "ОТПΠ— 9" достигает 85 7, что на 7,5 > больше, чем у прототипа, имеющего аналогичную эффективность 78,2 . Из, табл, 1 видно, что при рН среды свыше 8,0 эффективность пылеочистки стабилизируется, однако, достижение РН 9,0 связано со значительными энергозатратами, Поэтому, оптимальным диапазоном изменения рН можно считать

8-9. Кроме того, использование заявляемых способа и устройства обеспечивает экологическую чистоту процесса по сравнению с использованием химических щелочных рас1791049

Таблица 1

Зависимость фракционной эффективности пылеочистки (® от показателя рН среды и формы боковой стенки устройства в плане

Таблица 2

Зависимость фракционной эффективности пылеочистки (%) от показателя суммарных площадей анода и катода, и наличия статистического закручивания

Отношение суммарной площади анода к суммарной пло а и като а

Степень погружения боковых отверстий входного и выходного воздушных патрубков h/H

Наличие статистического закручивания

1,0

0,5

12,6

27,2

36,5

35,2

31,3

10,8

25,1

34,0

32,9

29,7

7,3

22,8

34,1

30,5

27,8

1,0

0,75

0,50

0,25

Нет творов, вредных для здоровья людей и окружающей среды.

Формула изобретения

1, Способ очистки воздуха от пыли, включающий заполнение емкости жидкостью и подачу потока запыленного воздуха, путем соударения его с поверхностью жидкости, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности очистки воздуха от тонкодисперсной пыли, жидкость перед и в процессе подачи запыленного воздуха электрически активируют с образованием зоны повышенной концентрации (ОН) с рН «>8,0, причем подачу воздуха осуществляют в эту зону.

2. устройство для очистки воздуха от пыли, содержащее корпус с крышкой, вход ной и выходной воздушные патрубки, перегородку, размещенную по продольной оси корпуса с образованием двух камер, и сливной патрубок, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения эффективности очистки воздуха от тонкодисперсной пыли, оно снабжено источником постоянного тока, боко вйе стенки корпуса выполнены из зле ктропроводного материала криволинейными, 5 при атом проекция кривой на горизонтальную плоскость повторяет форму овала

Кассини, перегородка выполнена водопроницаемой из диэлектрического материала, одна из камер соединена с положительным

10 полюсом источника постоянного тока и снабжена закрепленными равномерно на ее крышке электродами, свободные концы которых погружены в жидкость, а другая камера соединена с отрицательным полю15 сом, снабжена поперечной перегородкой, нижняя часть которой выполнена с отогнутыми надрезами, на противоположной от перегородки поверхности каждого из воздушных патрубков выполнены отверстия, 20 при этом патрубки закреплены на части крышки над этой камерой, а нижняя часть их и отверстий погружена в жидкость.

179) 049

Продолжение табл, 2 где h — высота перекрытия отверстия воздушного патрубка уровнем жидкости.

Н вЂ” высота бокового отверстия воздушного патрубка.

1791049

ИГ.

1791049

Составитель ТВ.Кириллов

Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор Q,Ãóñòè

Редактор В.Егорова

Производственно-издательский комбинат "Патент", r Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 114 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5