Завантажити PDF файл.

Формула / Реферат

Спосіб очистки газів від аерозолів, що включає дію високовольтних електричних розрядів на газ, який відрізняється тим, що електричні розряди створюють дією постійного струму при напрузі 15-20 кВ і силі струму 0,7-1,0 А.

Текст

Реферат: Спосіб очистки газів від аерозолів включає дію високовольтних електричних розрядів на газ. Електричні розряди створюють дією постійного струму при напрузі 15-20 кВ і силі струму 0,7-1,0 А. UA 93176 U (12) UA 93176 U UA 93176 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до області електротехніки, зокрема до фізико-хімічної очистки газового середовища від дисперсних частинок, і може бути використана для очистки газів від аерозолів. Відомий спосіб очищення повітря від твердих, рідких і газоподібних неорганічних і органічних частинок [патент RU № 2486719, МПК Н05Н 1/46, опубл. 27.06.2013] [1]. Спосіб реалізується наступним чином. Очистку газу здійснюють плазмохімічною і газодинамічною дією на газ, при цьому діють високовольтним імпульсно-періодичним кільцевим розрядом, що приводить до утворення низькотемпературної плазми і УФ-випромінювання. Останні ініціюють плазмохімічні реакції, утворення ударної хвилі, нагрівання газу, утворення конвекційних потоків і очистку газу від мікрочастинок. Крім цього обробку газу здійснюють плазменним струменем, який створений мікрохвильовим випромінюванням. При цьому газ послідовно швидко проходить "гарячу" область плазми, де реалізується плазмохімічні реакції і подається в "холодну" область, де забезпечується "закалка" продуктів плазмохімічних реакцій. В результаті комбінованої плазмохімічної і газодинамічної дії на газ за допомогою високовольтного кільцевого розряду і мікрохвильового плазменного струменя одночасно в одній області простору, що забезпечує синергетичний ефект: підвищення ефективності дії і можливості одержання високих результатів в процесі очистки газів. Недоліком способу [1] є складність апаратурного обладнання і потреба створення складних умов для реалізації процесу. Це значно ускладнює процес обробки, підвищує вартість очистки і обслуговування, що стає завадою для широкого використання. Найбільш близьким аналогом до корисної моделі за технічною суттю є спосіб обробки води електричним розрядом [патент UA 61317, МПК 7 H01T 19/00, C02F 1/46, B03C 5/00, опубл. 17.11.2003] [2]. Для здійснення способу використовують пристрій, що містить технологічну камеру з розміщеними в середині дисковими електродами, між останніми і внутрішньою поверхнею технологічної камери виникають електричні розряди при дії змінного струму. Спосіб реалізується наступними чином. В технологічну камеру подається необроблена рідина із швидкістю 10 см/с, а на дискові електроди подають змінний струм з амплітудою напруги 7-10 кВ і амплітудою струму 100 А, з частотою імпульсів 2 Гц. В рідині виникають електричні розряди, що розповсюджуються в проміжках між електродами і внутрішньою поверхнею корпуса технологічної камери. При цьому горіння розряду здійснюється по всіх напрямках в коаксіальній електродній системі. Ударні хвилі, що створюються при імпульсному розряді в рідині, обумовлюють її перемішування, що також сприяє підвищуванні ступеня очистки води. При тривалій (100 год.) обробці рідини ступінь очистки води досягає 99 %. Як витікає з технічної суті відомого способу [2], висока ефективність очистки останнім забезпечується природою середовища, яке підлягає очистці, а саме водним середовищем, і при зміні на газове середовище ефективність очистки суттєво зменшується. Це підтверджується нашими дослідами: за рахунок малої частоти імпульсів досягається ступінь очистки газів не вище 60 %. В основу корисної моделі поставлена задача розробити спосіб очистки газів від аерозолів високовольтним електричним розрядом, який створюють дією струму іншої природи, що забезпечило б високий ступінь очистки газового середовища від дисперсних органічних частинок. Для вирішення поставленої задачі запропонований спосіб очистки газів від аерозолів, що включає дію високовольтних електричних розрядів на газ, в якому, згідно з корисною моделлю, електричні розряди створюють дією постійного струму при напрузі 15-20 кВ і силі струму 0,7-1,0 А. Нами вставлено, що під дією постійного струму з високою напругою 15-20 кВ у всьому об'ємі газів в міжелектродному просторі утворюються високовольтні електричні розряди, температура плазми яких вище 6000 °C, що забезпечує іонізацію, деструкцію і згоряння органічних речовин, тобто створюються оптимальні умови для ефективної очистки газового середовища від аерозолів. Таким чином, сукупність суттєвих ознак способу, що заявляється є необхідною і достатньою для досягнення забезпечуваного корисною моделлю технічного результату - досягнення високого ступеня очистки газового середовища від аерозолів. Спосіб реалізується в пристрої, схематичне зображення якого представлене на кресленні. Пристрій містить технологічну камеру 1, виконану у вигляді діелектричного циліндра, металевий стержень 2, розташований на вісі камери 1, дисковий електрод 3, розміщений на стержні 2, та кільцевий електрода 4, який прикріплений до камери 1. Для подачі високовольтного постійного струму використовують генератор 5, який позитивним полюсом під'єднаний до стержня 2. 1 UA 93176 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Суть способу полягає в наступному. Очистці підлягали модельні газові середовища (повітря) від аерозолів, в яких дисперсна фаза (краплі води) забруднена фенолом або мікроміцетами. В технологічну камеру 1 подають 3 повітря з вище вказаними забруднювачами. Повітря подають із швидкістю 50 м /год. і одночасно на дисковий електрод 3 подають постійний струм при напрузі 15-20 кВ і силі струму 0,7-1,0 А від генератора 5. При цьому в проміжку між електродами виникає електричний розряд з температурою плазми вище 6000 °C, який розповсюджується на весь міжелектродний об'єм, що забезпечує ефективне згоряння аерозолю в газовому середовищі. Ступінь очищення газового середовища досягає 97-100 %. Попередньо готували газові середовища, забруднені аерозолями на основі фенолу і мікроміцетів. Приготовлений водний розчин фенолу (ГОСТ 231519-93) із концентрацією 10-20 мг/л пропускали через генератор Mikrolife NEB 100 А / NEB 100 В, який генерує повітря, насичене утвореним аерозолем. Аерозольна суміш подавалась в технологічну камеру 1, де її обробляли електричними розрядами, а на виході повітря із аерозолем пропускали через холодильну установку, де відбувалось зрідження аерозолю. В утвореній рідині визначали концентрацію фенолу спектрофотометром UNIKO UV-4802. Ступінь очистки газу від аерозолю фенолу складав 97-100 % (таблиця, пр. 1-6). Як мікроміцети використовували різновид грибів Candida albicans 10231, які були отримані з музею Інституту епідеміології інфекційних захворювань ім. А.В. Громашевського АМН України. Тридобову бульйонну культуру (бульйон Сабуро) центрифугували при швидкості 5000 обертів протягом 10 хв. Отриманий осад тричі відмивали фізіологічним розчином натрій хлориду і 7 3 суспендували тим же розчином до щільності 10 КУО в 1 см (колонієутворюючих одиниць). Потім вихідну суспензію вносили в попередньо приготовлену стерильну водопровідну воду. 4 5 3 Ступінь зараження води становив 10 -10 КУО/см . Заражену міксоміцетами воду подавали на генератор Mikrolife NEB 100 A / NEB 100 В. Повітря, насичене утвореним аерозолем, подавалось в технологічну камеру 1, де його обробляли електричними розрядами, а на виході повітря із аерозолем пропускали через холодильну установку, де здійснювалось зрідження аерозолю. В останній визначали вміст мікроскопічних грибів за наявністю колонієутворюючих 3 одиниць (КУО) в 1,0 см при посіві відібраної проби зрідженої води на агаризоване середовище Сабуро і культивування її протягом двох-трьох діб при 27 °C. Ступінь видалення мікроміцетів визначали, використовуючи модель Чіка-Ватсона, у вигляді від'ємного логарифма співвідношення колоній грибів, що вижили після обробки газового середовища, до їх вихідної кількості. Ступінь видалення (СВ) аерозолю культури із газового середовища розраховували з виразу: СВ=-lg (Nt/N0), де, Nt - кількість колонієутворюючих одиниць в зрідженій воді після обробки газового середовища; 3 N0 - вихідна кількість колонієутворюючих одиниць у зараженій воді, (КУО/см ). Ступінь очистки газу від аерозолю мікроміцетів становив 97-100 % (таблиця, пр. 7-9). Приклади виконання за корисною моделлю. Приклад 1 Очищенню піддавали газ (повітря), забруднений аерозолем фенолу. Використовували 3 розчин фенолу з концентрацією 15 мг/дм . Забруднення повітря здійснювали з допомогою генератора Mikrolife NEB 100 A / NEB 100 В, як описано вище (с. 4). Очистку газу від аерозолю проводили на установці, представленій на кресленні. В 3 технологічну камеру 1 подавали забруднене повітря зі швидкістю 50 м /гoд при напрузі 17 кВ і силі струму 0,9 А. Оброблений високовольтними електричними розрядами потік повітря з аерозолем конденсували (зріджували) в холодильній установці. В отриманій рідині визначали концентрацію фенолу на спектрометрі UNIKO UV-4802. Ступінь очистки становив 100 %. Дані представлені в таблиці (пр. 3). Приклад 2 Очищенню піддавали газ (повітря), заражений аерозолем грибів Candida albicans 10231. 4 3 Використовували розчин мікроміцетів із ступенем зараження 10 КУО/см . Забруднення повітря здійснювали з допомогою генератора Mikrolife NEB 100 A/ NEB 100 B, як описано вище (с. 4). Очистку газу від аерозолю проводили на установці, представленій на кресленні. Очистку 3 газу здійснювали при подачі повітря зі швидкістю 50 м /год. при напрузі 15 кВ і силі струму 0,8 А. Потім потік повітря конденсували (зріджували) в холодильній установці. В одержаній рідині визначали ступінь видалення культури грибів роду Candida albicans 10231, який становив 99 %. Дані представлені в таблиці (пр. 8). 2 UA 93176 U 5 10 15 20 Аналогічно прикладам використання за корисною моделлю (1, 2) здійснювали очистку газу 3 4 5 3 від аерозолю фенолу з концентрацією 10-20 мг/дм та мікроміцетів – 10 -10 КУО/см при параметрах обробки (напруга і струм), величини яких знаходяться як у заявленому діапазоні, так і при позамежних значеннях (таблиця, пр. 1-11). Встановлено, що при очистці газів від аерозолів фенолу і мікроміцетів, з використанням сили струму (0,7-1,0 А) та напруги (15-20 кВ), величини яких знаходяться в заявлених діапазонах досягається ефективне окиснення (згоряння) дисперсних частинок аерозолю на рівні 97-100 % (таблиця, пр. 1-9). При позамежних значеннях сили струму (наприклад 0,65 А) і напруги (наприклад 13 кВ), зменшується ступінь очистки газів від аерозолів фенолу і мікроміцетів, як ми вважаємо, за рахунок зменшення інтенсивності току розрядів і температури плазми (таблиця, пр. 10, 11, відповідно). Верхня межа величин сили струму і напруги, що заявляються, обмежена тим, що проведення процесу очистки при їх більш високих значеннях не призводить до підвищення ступеня очистки газу від аерозолю (фенолу і мікроміцетів): ступінь очистки становить 100 %. Реалізація запропонованого способу очистки газів від аерозолів забезпечує високу ефективність процесу очистки: ступінь очистки газів від аерозолів фенолу і мікроміцетів досягає 97-100 %, що підтверджується даними таблиці. Одержаний результат не досягається при використанні відомого способу [2] для очистки газу від аерозолів. Порівняння ефективності очистки заявленого та відомого способу [2] показує, що ступінь очистки газу від аерозолів заявленим способом перевищує показники очистки відомим способом на 37-40 %. Слід відмітити, що досягнуті результати за заявленим способом очистки газу від аерозолів знаходяться рівні результатів високоефективного способу [1]. Таблиця № 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. Природа аерозолю Режим обробки Фенол, Мікроміцети, Сила струму, концентрація, Напруга, кВ 3 КУО/см А 3 мг/дм За корисною моделлю 10 0,7 14 10 0,8 15 15 0,9 17 20 1,0 20 20 0,7 14 15 0,7 14 4 10 0,7 14 4 10 0,8 15 5 10 1,0 20 Позамежні значення 10 0,65 13 4 10 0,65 13 Показники Ступінь очистки, % 98 99 100 100 97 98 97 99 100 93 90 25 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 30 Спосіб очистки газів від аерозолів, що включає дію високовольтних електричних розрядів на газ, який відрізняється тим, що електричні розряди створюють дією постійного струму при напрузі 15-20 кВ і силі струму 0,7-1,0 А. 3 UA 93176 U Комп’ютерна верстка Л. Ціхановська Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 4

Дивитися

Додаткова інформація

Автори англійською

Honcharuk Vladyslav Volodymyrovych, Samsoni-Todorov Oleksandr Olehovych, Yaremenko Valentyn Oleksiiovych, Savchenko Olha Oleksandrivna, Saprykina Mariia Mykolaivna

Автори російською

Гончарук Владислав Владимирович, Самсони-Тодоров Александр Олегович, Яременко Валентин Алексеевич, Савченко Ольга Александровна, Сапрыкина Мария Николаевна

МПК / Мітки

МПК: H01T 19/00, B01D 53/32

Мітки: спосіб, газів, аерозолів, очистки

Код посилання

<a href="http://uapatents.com/6-93176-sposib-ochistki-gaziv-vid-aerozoliv.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Спосіб очистки газів від аерозолів</a>

Подібні патенти