Установка для непрерывной очистки воздуха

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Соцналистическнк

Республик ()965500

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (б1} Дополнительное к авт. свкд-ву— (22} Заявлейо 0106:1Ü (21) 2366733/23-26 )51) M. Кд.з с присоединением заявки ¹â€”

В 01 J 19/00

В Ol У 19/04

Государственный комитет

СССР ио делам изобретений и открытий (23) Приоритет—

Опубликовано 15.1082. Бюллетень ¹ 38 (53) УДК 66.074.3 (088. 8) Дата опубликования описания 15. 10. 82 (72) Автор изобретения

A.Ë.Øåëûãèí (71) Заявитель

Специальное конструкторское бюро по си изоляции (5 4 ) УСТАНОВКА ДЛЯ НВ11РЕРЫВНОЙ ОЧИСТКИ ВОЗДУХА

Изобретение относится .к очистке газовоздушных смесей низких концент раций от вредных горючих вещеетв и может быть использовано дня дезодорации промыаленных и бытовых газовых выбросов.

Известна установка для очистки воздуха, включающая зону каталитического окисления, выполненную в виде нитков винтообразного канала с расположением слоев катализатора на вогнутых стенках канала (1 .

Недостаток известной установки н низкой экономичности процесса непрерывной очистки воздуха от ниэкоконцентрационных горячих примесей.

Цель изобретения — повьааение эффективности процесса очистки воздуха и экономичности установки.

Поставленная цель достигается тем, что устанонка для непрерывной очистки воздуха, включающая зону каталитического.окисления, выполненную в виде нитков витообраэного канала с расположением слоев катализатора на вогнутых стенках канала, снабжена источниками терморадиациОнного нагрева,,расположенными на выпуклых стенках канала коаксиально слоям. катализатора.

Целесообразно снабдить установку зоной адсорбции,соединенной с зоной каталитического окисления и теплообменником,размещенным внутри витков канала.

На чертеже представлена установка для непрерывной очистки воздуха,пров дольный разрез.

Установка содержит корпус 1, н котором последовательно один под другим

1ð расположены витки зоны абсорбции 2 .и .витки зоны каталитического окисления 3, образующих винтообразный канал 4. На вогнутых стенках витков зоны адсорбции 2 и витков зоны каталитического окисления 3 расположены ленточные слои адсорбента 5 и слои катализатора 6. Толщину слоев выбирают от 5 ла 20 мм. В зависимости от вида примесей, загрязняющих очищаеьый воздух, в качестве адсорбента применены активированные угли, силикагели или цеолит.(в последнем случае режим термической:регенераций проводят при.повншенных температурах 200 — 300oC ). Длина слоев адсорбента.5 и слоев катализатора в количестве витков в зонах выбирают из условий возможности их самостоятельной работы на очистку всего обьема поступающего воздуха. Слои адсор- .

Зр бента 5 и слои катализаторов в вин/

965500 тообразном канала 4 поддерживаются в плоско параллельном положении по отношению к потоку термостойкой сеткой 7.

Плоская компановка слоев адсорбен« та катализатора в направлении очищае- 5 мого потока позволяет для термической регистрации ацсорбента и каталитического окисления загрязняющих примесей использовать высокоэффективный принцип Радиационного теплообме- 1О на, при котором в качестве источников инфракрасного излучения используют установленные на выпуклых керамических стенках 8 винтообразного канала 4 терморадиационные источники 15

9 и 10 электронагрева (вольфрамовая спираль или трубчатые энергоизлучатели).

Источники электронагрева 9 и 10 имеют контактные. выводы 11 и 12. В 2О качестве датчиков используют термопару 13, установленную на начальном участке слоя катализатора 6, для автоматического включения источника электронагрева7 термопару 14, установленнущ на входном участке слоя адсорбента 5, для автоматического регулирования каналом источника электронагрева 9; датчик по насыщению

15„ устанавливаемый на участке слоя адсорбента 5, расположенном приблиЗО зительно на 80%-ном удалении по направлению потока от входного участка слоя, для автоматического включения источника злектронагрева 10 каталитического и автоматического выключения после окончания процесса регенерации слоя адсорбента 5 источников электронагрева 10. Датчик по насыщению 15 состоит из двух параллельно установленных в слое в вертикаль- 46 ной плоскости контактов. Установка содержит теплообменник 16, который расположен по выходе очищенного воздушного потока из последней секции зоны каталитического окисления. Теп- 45 лообменник 16 соединен с первой rro направлению перемещения очищаемого потока секцией зоны адсорбции газоходом 17, с последней секцией зоны каталитического окисления газоходом 18 и имеет штуцер подвода очищаемого воздуха 19 и штуцер очищенного воздуха 20.

Установка работает следующим образом. 55

Очищаемый от низкокоцентрационных ,горючих веществ воздух при 20-30 С

)через штуцер подвода очищаемого воздуха 19, теплообменник 16 и соеди нительный газоход 17 по направлению, указанному стрелками, подают в витки @ зоны адсорбции 2 винтообразного канала 4. Направление движения очищаемого воздуха, задаваемое внутренними стенками винтообразного канала 4,постоянно меняет ÿ,,что дает возмож- 65 ность потоку под действием сил инерции, скользя, контактировать со слоем адсорбента 5, а не фильтроваться через него. При контакте очищаемого воздуха со слоем адсорбента 5. низкоконцентрационные примеси поглощают слои, а очищенный воздух по виткам зоны каталитического окисления 3 через соединительный газоход 18, теплообменник 16, штуцер отвода очищенного воздуха 20 при 20-30 С выводят в атмосферу. Время защитного действия слоя адсорбента 5 при исходных начальных концентрациях примесей в воздухе и скорости потока определяется длиной слоя, которая должна превышать длину работающего участка слоя ацсорбента по поглощаемым компонентам. По мере продвижения "работающего" участка слоя адсорбента 5 в направлении потока очищаемого воздуха происходит насыщение слоя поглощаемыми примесями, которое в области соединения со слоем катализа- тора 6 фиксируют на уровне индицируемой концентрации в газовой фазе датчиком по насыщению 15. Контакты датчика по насыщении 15 установлены на участке слоя, расположенного приблизительно на 80%-ном удалении по направлению потока от входного участка слоя. Установление постоянной минимальной величи. ны электрического сопротивления адсорбента этого участка по мере его обте- кания очищаеьым воздухом является моментом авоматического включения источника электронагрева 10 слоя катализатора 6. Во время разогрева слоя катализатора 6 «под действием инфракрасного излучения источников электронагрева) до температуры реакции каталитического окисления (250-500 С ) очистку воздуха производят участком слоя адсорбента 5, расположенным за датчиком по насыщению 15.

В момент окончания разогрева катализатора, фиксируемый термопарой 13, установленной в начале слоя катализатора 6, автоматически включается источник электронагрева 9 для термической регенерации слоя адсорбента 5, очистку воздуха проводят каталитичес-. ким окислением на слое катализатора 6. Длина слоя катализатора рассчитана на возможность его самостоятельной работы на очистку поступающего воздуха. Накал источников электронагрева 9 для термической регенерации адсорбента устанавливают таким, чтобы температура регенерируемого слоя адсорбента поддерживалась на уровне 130

140 С. При этом тепловая энергия слою адсорбента передается инфракрасным излучением от источников электронагрева, чему способствует взаимопараллельное расположение слоя адсорбента и поверхностей излучения, а также конвективным теплообменом от очишаемого воздуха, предварительно нагретого в теплообмен965500

Формула изобретения

1. Установка для непрерывной очистки воздуха, включающая зону каталитического окисления, выполненную в виде витков винтообразного канала с расположением слоев катализатора на вогнутых стенках канала, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения эффективности процесса непрерывной очистки воздуха и эконо мичности установки, она снабжена источниками терморадиационного нагрева, расположенными на выпуклых стенках канала коаксиально слоям катализатора.

2. Установка по п. 1, о т л и— ч а ю щ а я с я тем, что она снабжена зоной адсорбции, соединенной с зоной каталитического окисления и теплообмеиником,размещенным внутри витков канала. источники информации, принятие во внимание при экспертизе

1. Заявка СССР Р 2133180/23-26, кл. В 01 J 1/00, 19.06.80. нике 16 продуктами каталитическогоокисления. Поддержание постоянного

I температурного уровня слоя адсорбен та 5 н нестационарном процессе термической регенерации осуществляют 5 по. термопаре 14 уменьшением нака-. ла источника электронагрева 9. С этой целью термопара 14 установлена на входном участке слоя адсорбента 5.

1Î

При тепловом и вытеснительном воздействии поглощенные адсорбентом примеси десорбируются и поступают в поток очищаемого воздуха, повыиая в нем свою концентрацию по сравнению с исходной.

Очищенный воздух с повышенным содержанием примесей при 130-"40 С направляют в витки зоны каталитического окисления„ где он нагревается до

250 — 500ОС, при .которой происходит 20 каталитическое окисление примесей в среде кислорода очищаемого воздуха.

По мере увеличения концентрации примесей в очищаемом воздухе, поступающем,в зону каталитического окисления, 25 происходит удлинение количества тепла от их сжигания, а это может привести к увеличении температуры катализатора и его разрушению. Для поддержания температуры катализатора на постоян- 30 ном уровне реакции и увеличения экономичности процесса очистки уменьшают накал источника электронагрева 10 каталитического окисления. Автоматическое регулирование накала источника 35 электронагрева 10 осуществляют по термопаре 13.

Когда поглощенные примеси десорбируются из выходного участка слоя адсорбента 5, процесс термической регенерации заканчивают. После окончания процесса регенерации слоя адсорбента, фиксируемого в результате изменения электрического сопротивления адсорбента датчиком по насыщению 15, asтоматически включаютск источники электронагрева 9 и 10, тем саннии прекращая нагрев слоев адсорбента 5 и слоев катализатора 6, и очистку поступающего воздуха проводят охлаждающимся регенерироваиным слоем адсорбента 5, в результате чего цикл непрерывной очистки воздуха, включающий последовательные во времени стадии адсорбции и термической регенерации с каталитическим зажиганием примесей повторяют.

Лабораторные испытания модельного устройства для непрерывной очистки воздуха (c объемным расходом 60 л/и;ин, от паров керосина с концентрацией

2 т/м показывают следующее соотношение продолжитеяьной стадии адсорбции и регенерации.: (4-6 7: 1, что,определяет его экономическое .преимущество.

9á5500

7733/7 Тираж 583

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ

Подписное

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Составитель A.Àëåêñàíäðîâà

Редактор Т.Веселова Техред g.Tenep Корректор Л. Бокшан