УСТРОЙСТВО ОЧИСТКИ ГАЗОВЫХ СРЕД

Полезная модель относится к устройствам электрофизической очистки загрязненного атмосферного воздуха от диоксидов азота, серы и углерода в помещениях и транспортных средствах, а также в местах, где необходима очистка воздуха с озонированием или созданием оздоровительного микроклимата.
Аналогом является электроочиститель газовых сред с генератором отрицательных ионов (патент RU №2441706 от 10.02.12). Электроочиститель включает корпус и осадительные электроды, выполненные в виде металлических пластин с отверстиями, образующими каналы для прохода газа и снабженные перегородками из диэлектрического материала. Электроды подключены к источнику высокого напряжения с чередованием знака потенциала. В одном или более последних электродах располагается генератор отрицательных ионов, представляющий собой металлические кольца с внешним диаметром, равным диаметру отверстий в электродах. Внутри колец равномерно по внутренней поверхности располагаются металлические иглы круглой или ромбовидной, в поперечном сечении, формы. Уменьшение площади сечения вдоль игл происходит от периферии кольца к его центру так, что острия игл располагаются в центральной части каждого кольца. Кольца вставляются в отверстия электродов и электрически соединены и с иглами и электродами. Напряжение постоянного тока отрицательного знака, подаваемое на электроды генератора и, через них, на иглы, составляет 5-6 кВ.
Недостатком аналога является сложность конструкции его комбинированной ионизационной камеры, и, следовательно, сложность процесса управления окислительно-восстановительной реакцией.
Прототипом является устройство очистки газовых сред (патент RU 144782 от 27.08.2014). Устройство очистки газовых сред содержит источник высокого напряжения (5÷15 кВ), к положительному и отрицательному полюсам которого подключены соответственно положительный и отрицательный электроды, помещенные в диэлектрическую реакционною камеру, имеющей входной канал подачи газовой среды, загрязненной вредными примесями, и выходной канал очищенной газовой среды. Положительный и отрицательный электроды выполнены в виде металлической сетки, при этом на обращенных друг к другу плоскостях положительного и отрицательного сеточных электродов перпендикулярно установлены электропроводящие иглы, соответственно, причем на отрицательном сеточном электроде дополнительно установлены электропроводящие иглы с возможностью регулирования по длине (телескопические иглы), а входной канал подачи газовой среды, загрязненной вредными примесями, выполнен со стороны размещения отрицательного сеточного электрода. Положительный и отрицательный электроды расположены друг от друга на расстоянии 10÷50 мм, радиус острия электропроводящих игл равен 30 мкм, а длина электропроводящих игл равна 10÷20 мм, при этом длина дополнительно установленных электропроводящих игл равна 10÷40 мм. Источник высокого напряжения выполнен в виде импульсного источника высокого напряжения.
Недостатком прототипа является сложность конструкции системы электродов и повышенная температура в диэлектрической реакционной камере под воздействием стримерного разряда и, следовательно, замедление процесса очистки газовых сред.
Задачей полезной модели является разработка устройства очистки газовых сред, в котором устранены недостатки аналога и прототипа.
Техническим результатом является ускорение процесса очистки газовых сред за счет снижения температуры в диэлектрической реакционной камере в процессе дросселирования, а также упрощения конструкции системы электродов с сохранением эффективности работы устройства.
Технический результат достигается тем, что в устройстве очистки газовых сред, содержащем импульсный источник высокого напряжения, к положительному и отрицательному полюсам которого подключены соответственно положительный и отрицательный электроды, расположенные друг от друга на расстоянии 10÷50 мкм, помещенные в диэлектрическую реакционную камеру, имеющую входной канал подачи газовой среды, загрязненной вредными примесями, размещенный со стороны отрицательного электрода, и выходной канал очищенной газовой среды, при этом положительный электрод выполнен в виде металлической сетки, согласно настоящей полезной модели, между положительным и отрицательным электродами расположен дроссель, а отрицательный электрод выполнен в виде иглы с возможностью регулирования по длине.
Дроссель расположен на границе отрицательного электрода.
2
Сущность полезной модели поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображена структурная схема предлагаемого устройства очистки газовых сред. На фиг. 2 изображены графики зависимости концентрации SO от энерговклада для прототипа и предлагаемого устройства.
На фиг. 1 цифрами обозначены:
1. источник высокого напряжения;
2. положительный электрод;
3. отрицательный электрод;
4. диэлектрическая реакционная камера;
5. входной канал;
6. выходной канал;
7. дроссель.
На фиг. 2 цифрами обозначены:
2
8. зависимость концентрации SO от энерговклада для прототипа;
2
9. зависимость концентрации SO от энерговклада для предлагаемого устройства.
Устройство очистки газовых сред содержит источник высокого напряжения 1 (5÷15 кВ), к положительному и отрицательному полюсам которого подключены соответственно положительный 2 и отрицательный 3 электроды, помещенные в диэлектрическую реакционною камеру 4, имеющей входной канал 5 подачи газовой среды, загрязненной вредными примесями, выходной канал 6 очищенной газовой среды.
Отличием предлагаемого устройства является то, что отрицательный электрод 3 выполнен в виде иглы с возможностью регулирования по длине, а между положительным 2 и отрицательным 3 электродами расположен дроссель 7.
Устройство очистки газовых сред с естественным охлаждением работает следующим образом.
Устройство позволяет обеспечить высокую степень очистки газовых сред от диоксидов азота, серы и углеводорода с озонированием атмосферного воздуха, в неоднородном электрическом поле стримерного разряда с источником высокого напряжения 1 (5÷15 кВ).
Поток газовой среды из помещения всасывается с помощью компрессора (на чертеже условно не показан), затем через входной канал 5 поступает в диэлектрическую реакционную камеру 4 со стороны отрицательного электрода 3. За счет системы электродов игла-сетка обеспечивается неоднородное электрическое поле со средней напряженностью 12 кВ/см.
Работа дросселя 7, основанная на эффекте Джоуля-Томпсона (постоянный перепад давлений при медленном протекании газа сквозь местное резкое сужение в канале), приводит к естественному понижению температуры в диэлектрической реакционной камере 4, при этом достигается повышение концентрации озона, что эффективно сказывается на понижении концентраций вредных примесей и ускоряет процесс очистки газовых сред.
2
В результате проведенных экспериментальных испытаний было установлено снижение концентрации SO при использовании предлагаемого устройства в сравнении с прототипом при сохранении энерговклада (фиг. 2).
Посредством вышеописанного устройства были определены оптимальные режимы очистки газовых сред от диоксидов азота, серы и углерода в поле стримерного разряда без перехода в искровую стадию.
Таким образом, достоинством предлагаемого устройства является относительная простота конструкции, а также ускорение процесса очистки газовых сред, вследствие понижения температуры газовых сред в диэлектрической реакционной камере.