Способ очистки газовоздушного потока от примесей органических веществ

 

Использование: химическая, электротехническая промышленность, процессы окраски, пропитки и осушки при использовании органических растворителей. Сущность изобретения: газовоздушный поток с примесями органических веществ пропускают через зону объемного импульса коронного разряда положительной полярности. В реакторе, где происходит электрический разряд, подводимая удельная мощность составляет не менее 20 кВт на 1 м³ объема реактора. Время пребывания в нем газовоздушного потока не менее 0,1 с. Перед зоной разряда влагосодержание очищаемого потока повышают до величины не менее 20 г/м³. 3 ил.

Изобретение относится к методам и устройствам для их реализации, используемым при очистке воздушных и газовоздушных потоков от паров органических веществ в химической, электротехнической, машиностроительной и других отраслях промышленности в случаях, когда в процессах окраски, пропитки, сушки деталей используются лакокрасочные материалы, приготовленные на основе органических растворителей ацетона, бензола, бутанола, бутилацетата и т.д.

Известен способ очистки отходящих газов от органических веществ [1] при котором осуществляют окисление этих веществ озоном на марганцевокислом катализаторе, причем предварительно очищаемые газы пропускают через зону барьерного электрического разряда. При высокой эффективности способа (около 100% ) срок службы катализатора составляет 350 ч.

Недостаток данного способа состоит в необходимости двух ступеней очистки (первая ступень зона электрического разряда, вторая ступень катализатор) и использовании во второй ступени, предназначенной, помимо сказанного, для устранений излишков озона после очистки, довольно дорогого и требующего частой замены катализатора, являющегося, кроме того, токсичным материалом, что усложняет и удорожает очистку.

Известен способ очистки газовоздушного потока от примесей органических веществ пропусканием его через зону импульсного коронного разряда. Дополнительно указанный поток обрабатывают в зонах постоянного электрического поля и вихревого электромагнитного поля, что делает его сложным [2] Целью изобретения является удешевление и упрощение очистки при сохранении ее высокой эффективности.

Цель достигается тем, что газовоздушный поток пропускают через зону самостоятельного электрического разряда, где с помощью образующихся активных частиц происходит полное окисление органических примесей.

Существенные отличия предлагаемого способа от прототипа заключаются в следующем. После пропускания потока через зону электрического разряда сразу обеспечивается конечная высокая (близкая к 100%) степень очистки его от органических примесей и при этом в потоке не остается озона и соответственно не требуется принимать мер по его устранению из потока за счет использования катализатора.

Получение высокой эффективности очистки в зоне электрического разряда достигают за счет использования особого вида разряда, а именно объемного импульсного коронного разряда положительной полярности, причем для устранения возможности образования в зоне разряда озона перед этой зоной в поток вводят дополнительную влагу в капельном или парообразном виде так, что влагосодержание потока увеличивается до величины не менее 20 г/м³, а сам процесс очистки в зоне электрического разряда (в активной зоне реактора) ведут при значениях подводимой удельной мощности не менее 20 кВт на м³ объема реактора и времени пребывания в нем очищаемого потока не менее 0,1 с.

На фиг.1 показан график зависимости эффективности очистки потока от удельнойобъемной мощности реактора; на фиг. 2 то же, от времени пребывания очищаемого потока в реакторе; на фиг. 3 схема осуществления способа.

При значениях удельной объемной мощности менее 20 кВт/м³ даже при времени пребывания более 0,1с эффективность очистки падает вследствие недостатка энергии, передаваемое от электрического поля очищаемому потоку (фиг.1).

При значениях времени пребывания менее 0,1 с даже при требуемой удельной мощности (более 20 кВт/м³) эффективность очистки снижается вследствие недостатка времени для полного окисления молекул органических примесей активными частицами (фиг.2).

Повышение влагосодержания очищаемого потока до величины не менее 20 г/м³ гарантирует отсутствие образования в зоне разряда и соответственно на ее выходе озона, что объясняется проявлением кинетических закономерностей процесса диссоциации молекул составляющих газовоздушного потока в разряде и последующих реакций образовавшихся активных частиц с примесями (концентрация озона на выходе из реактора при указанном влагосодержании ниже предела обнаружения по стандартной методике).

Предлагаемый способ реализуется следующим образом (фиг.3).

Очищаемый газовоздушный поток от источника 1 выбросов подают в увлажнитель 2, где он увлажняется путем распыления влаги через пневматические форсунки. Далее увлажненный газовоздушный поток подают в реактор, где производится полное окисление органических примесей до безвредных СО₂ и Н₂О.

П р и м е р. Воздушный поток с содержанием 200 мг/м³ бутилацетата с объемным расходом 5 тыс.м³/ч при температуре 20^оС, отсасываемый от участка покрытия деталей лаком, подается по воздуховоду диаметром 500 мм в реактор, представляющий собой короб прямоугольного сечения 0,5 х 1 м, длиной 1 м, в котором размещены электроды, соединенные через высоковольтные изоляторы с электрическим блоком (источником). Перед реактором в поток вводят распыляемую через форсунку воду в количестве 150 кг/ч, что с учетом естественной влажности 60 отн. повышает влагосодержание очищаемого потока до 25 г/м³. Мощность источника электрического питания составляет 12 кВт, что обеспечивает удельную объемную мощность в активной зоне реактора 24 кВт/м³. Время пребывания очищаемого потока в активной зоне реактора 0,36 с.

Содержание бутилацетата на выходе из реактора менее 0,5 мг/м³ (ниже предела обнаружения анализатора), эффективность очистки выше 99,75% Озона на выходе реактора не обнаружено.

Формула изобретения

СПОСОБ ОЧИСТКИ ГАЗОВОЗДУШНОГО ПОТОКА ОТ ПРИМЕСЕЙ ОРГАНИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ пропусканием его через зону импульсного коронного разряда, отличающийся тем, что используют объемный импульсный коронный разряд положительной полярности, перед зоной электрического разряда влагосодержание очищаемого газовоздушного потока повышают до величины не менее 20 г/м³, процесс очистки ведут в реакторе, где происходит электрический разряд, при значениях подводимой удельной мощности не менее 20 кВт на 1 м³ объема реактора и времени пребывания в нем очищаемого потока не менее 0,1 с.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3