СПОСОБ ОЧИСТКИ ЗАГРЯЗНЕННОГО ВОЗДУХА
METHOD OF FOULED AIR CLEANING

СПОСОБ ОЧИСТКИ ЗАГРЯЗНЕННОГО ВОЗДУХА
Изобретение относится к области вентиляции промышленных объектов и может быть использовано для очистки воздуха от газообразных и аэрозольных вредных веществ, в частности при производстве сварочных работ, во всех отраслях промышленности.
Известен способ очистки загрязненного воздуха, который реализован в системе вентиляции промышленного объекта по патенту RU №2414611, МПК F02C 7/52, 20.03.2011. Система вентиляции промышленного объекта содержит последовательно установленные по ходу всасывания воздушного потока погодозащитный козырек, блок тонкой очистки, содержащий воздушные фильтры, и связанный с газотурбинным двигателем и расположенный вне шахты блок шумоглушения, который снабжен ступенью очистки воздуха, расположенной перед блоком тонкой очистки.
Наиболее близким техническим решением является способ очистки загрязненного воздуха, который реализован в установке по патенту RU №2275230, МПК B01D 53/04, 27.04.2006.
Известный способ включает в себя отсос загрязненного воздуха через воздухоприемник, многоступенчатую очистку загрязненного воздуха, включающую предварительную очистку от аэрозолей, тонкую очистку от аэрозолей при помощи сорбционной загрузки и сбор твердых частиц.
Недостатком известных способов является низкое качество очистки загрязненного воздуха из-за невозможности осуществления контроля концентрации аэрозольных вредных веществ в исходном загрязненном воздухе и очищенном воздухе.
Задачей изобретения является повышение качества очистки загрязненного воздуха путем контроля содержания вредных веществ до и после очистки воздуха.
Технический результат достигается тем, что в способе очистки загрязненного воздуха, заключающемся в отсосе загрязненного воздуха через один или несколько воздухоприемников, многоступенчатой очистке загрязненного воздуха, включающей предварительную очистку от аэрозолей, тонкую очистку от аэрозолей при помощи сорбционной загрузки и сбор твердых частиц, согласно настоящему изобретению измеряют массовую концентрацию аэрозолей до и после очистки загрязненного воздуха, при этом отсос загрязненного воздуха начинают при помощи установленного на каждом воздухоприемнике загрязненного воздуха фотоионизационного датчика газов, который подает сигнал на систему автоматического регулирования для запуска электропривода вентилятора системы отсоса воздуха, предварительную очистку от аэрозолей осуществляют посредством электромагнитного сепаратора и волокнистого фильтра, причем если воздух очищен, то он подается в рабочее помещение промышленного объекта, если нет, то он выводится по воздуховоду в вытяжную вентиляцию.
При тонкой очистке от аэрозолей в качестве сорбционной загрузки используют природную цеолитсодержащую породу, обработанную концентрированной серной кислотой, промытую дистиллированной водой и прокаленную при температуре 340-360°C в течение 5-6 часов.
Сущность изобретения поясняется чертежом, где изображена установка, реализующая предлагаемый способ очистки загрязненного воздуха.
На чертеже цифрами обозначены;
1 - воздухоприемник загрязненного воздуха,
2 - воздуховод,
3 - шаровой кран,
4 - блок предварительной очистки от аэрозолей,
5 - блок тонкой очистки от аэрозолей,
6 - сорбционная загрузка,
7 - блок сбора твердых частиц,
8 - вентилятор системы отсоса воздуха,
9 - электропривод системы отсоса воздуха,
10 - воздуховод отвода очищенного воздуха в рабочее помещение промышленного объекта,
11 - воздуховод отвода воздуха в вытяжную вентиляцию промышленного объекта,
12 - двухходовой кран системы отвода воздуха,
13 - система автоматического регулирования,
14 - прибор для измерения массовой концентрации аэрозолей,
15 - фотоионизационный датчик газов,
16 - первый аспиратор для отбора проб загрязненного воздуха на содержание аэрозолей,
17 - второй аспиратор для отбора проб очищенного воздуха на содержание аэрозолей,
18 - воздуховод загрязненного воздуха,
19 - воздуховод очищенного воздуха,
20 - электромагнитный сепаратор,
21 - источник питания электромагнитного сепаратора,
22 - волокнистый фильтр.
Установка для очистки загрязненного воздуха содержит расположенные в технологической последовательности один или несколько воздухоприемников 1 загрязненного воздуха, многоступенчатую систему очистки загрязненного воздуха, систему отсоса воздуха и систему отвода воздуха.
Многоступенчатая система очистки загрязненного воздуха содержит соединенные между собой воздуховодами 2 с шаровыми кранами 3 блок 4 предварительной очистки от аэрозолей, блок 5 тонкой очистки от аэрозолей с сорбционной загрузкой 6 и блок 7 сбора твердых частиц.
Система отсоса воздуха имеет вентилятор 8 с электроприводом 9.
Система отвода воздуха включает воздуховод 10 отвода очищенного воздуха в здание промышленного объекта, воздуховод 11 отвода воздуха в окружающую среду промышленного объекта, двухходовой кран 12.
Предлагаемая установка для очистки загрязненного воздуха снабжена системой 13 автоматического регулирования и прибором 14 для измерения массовой концентрацией аэрозолей, а каждый воздухоприемник 1 системы местного отсоса загрязненного воздуха снабжен фотоионизационным датчиком газов 15.
Прибор 14 для измерения массовой концентрации аэрозолей соединен с первым 16 и вторым 17 аспираторами для отбора проб воздуха. Первый аспиратор 16 для отбора проб воздуха установлен на воздуховоде 18 загрязненного воздуха, а второй аспиратор 17 - на воздуховоде 19 очищенного воздуха. Блок 4 предварительной очистки загрязненного воздуха содержит электромагнитный сепаратор 20 с источником питания 21 и волокнистый фильтр 22. Электромагнитный сепаратор 20 расположен в нижнем отсеке блока 4, а волокнистый фильтр 22 - в его верхнем отсеке. Блок 5 тонкой очистки заполнен сорбционной загрузкой 6.
Система 13 автоматического регулирования соединена с фотоионизационными датчиками газов 15, источником питания 20 электромагнитного сепаратора 19 и электроприводом 8 системы отсоса воздуха.
Способ очистки загрязненного воздуха включает в себя отсос загрязненного воздуха через один или несколько воздухоприемников 1, многоступенчатую очистку загрязненного воздуха, включающую предварительную очистку от аэрозолей в блоке 4, тонкую очистку от аэрозолей в блоке 5 при помощи сорбционной загрузки 6 и сбор твердых частиц в блоке 7.
Отличием предлагаемого способа очистки загрязненного воздуха является то, что измеряют массовую концентрацию аэрозолей до и после очистки загрязненного воздуха при помощи прибора 14, при этом отсос загрязненного воздуха начинают при помощи установленного на каждом воздухоприемнике 1 загрязненного воздуха фотоионизационного датчика газов 14, который подает сигнал на систему 13 автоматического регулирования для запуска электропривода 9 вентилятора 8 системы отсоса воздуха, предварительную очистку от аэрозолей осуществляют посредством электромагнитного сепаратора 20 и волокнистого фильтра 22, причем если воздух очищен, то он подается в рабочее помещение промышленного объекта, если нет, то он выводится по воздуховоду 11 в вытяжную вентиляцию.
Способ очистки загрязненного воздуха от газообразных и аэрозольных вредных веществ, в частности при производстве сварочных работ, осуществляют следующим образом.
Фотоионизационные датчики газов 15, которые срабатывают при наличии газов в помещении промышленного объекта, фиксируют начало сварочных работ и дают сигнал на систему 13 автоматического регулирования для запуска электропривода 9 вентилятора 8.
Выходы фотоионизационных датчиков газов 15 подключены к системе 13 автоматического регулирования, что позволяет отключать систему отсоса воздуха при прекращении сварочных работ, что приводит к экономии энергоресурсов.
Система отсоса воздуха через воздухоприемники 1 забирает загрязненный, выделившимися газами, воздух и подает их через воздуховод 18 в блок 4 предварительной очистки.
Блок 4 предварительной очистки имеет электромагнитный сепаратор 20 для задерживания металлических частиц, которые во время технологического обслуживания попадают в блок 7 сбора твердых частиц при помощи открытого шарового крана 3.
Далее очищенный от металлических частиц загрязненный воздух по воздуховоду 2 попадает в блок 5 тонкой очистки от аэрозолей, который заполнен сорбционной загрузкой 6.
Сорбционная загрузка 6 во время технического обслуживания при помощи открытого шарового крана 3 попадает в блок 7 сбора твердых частиц. Собранные твердые частицы утилизируют путем использования в качестве добавки в цементно-песочную смесь.
После прохождения блока 5 очищенный воздух подают в рабочее помещение промышленного объекта через воздуховод 10.
Установка для очистки загрязненного воздуха от газообразных и аэрозольных вредных веществ снабжена устройством контроля - прибором 14 для измерения массовой концентрации аэрозолей, который, через первый 16 и второй 17 аспираторы, анализирует воздух до и после очистки. Если воздух очищен, то он подается в рабочее помещение промышленного объекта, если нет - то он выводится по воздуховоду 11 в вытяжную вентиляцию. Регулируется этот процесс при помощи двухходового крана 11, соединенного с системой 13 автоматического регулирования.
При тонкой очистке от аэрозолей в качестве сорбционной загрузки 6 используют природную цеолитсодержашую породу, обработанную концентрированной серной кислотой, промытую дистиллированной водой и прокаленную при температуре 340-360°C в течение 5-6 часов.
Пример конкретного выполнения термической обработки сорбционной загрузки.
В качестве сорбционной загрузки 6 использовали цеолитсодержащую породу Татарско-Шатрашановского месторождения следующего минерального состава:
2
2
2
2
2
2
3
2
TO - 57%, TiO - 0,3%, AlO - 5,4%, FeO - 2,30%, MgO - 1,26%, СаΟ - 14,9%, NaO - 0,14%
(Цеолитсодержащая порода Татарстана и их применение. Под ред. Я.В. Якимова и А.И. Бурова Казани. Изд.- во «Фон» АНРТ, 2001).
Цеолитсодержащие породы имеют следующие адсорбционные структурные характеристики.
3
3
3
2
3
Истинная плотность по воде - 2,30 г/см, пористость - 52%, суммарный объем пор - 0,45 см/г, средний диаметр пор по воде - 16,8 нм, объем пор по бензолу - 0,167 см/г, удельная поверхность по толуолу - 107 м/г, микропористость - 20%, сумма мезо и макропор - 0,13 см/г.
Для повышения сорбционной активности цеолитсодержащих пород проводили термическую обработку при температуре 340-360°C в течение 5-6 часов. Повышение температуры и времени термической обработки - выше 360°C и больше 6 часов - приводит к разрушению структуры природной цеолитсодержащей породы. При термической обработке ниже 340°C и менее 5 часов аэрозоли остаются в мезопорах природной цеолитсодержащей породы, т.е. не десорбируются.
После обработки фракции цеолитсодержащей породы загружали в блок 5 и проводили тонкую очистку от аэрозолей.
Аналитические эксперименты по выбору сорбционной загрузки были проведены с природной цеолитсодержащей породой, кварцевым песком и активированным углем. Во всех случаях использовали концентрации аэрозолей 8,4%, приготовленных заранее.
Влияние термической обработки на сорбционные характеристики адсорбентов приведены в таблице 1.
На основе экспериментальных данных таблицы 1 в качестве сорбционной загрузки была выбрана цеолитсодержащая порода Татарско-Шатрашановского месторождения.
Таким образом, использование предлагаемого изобретения позволит повысить качество очистки загрязненного воздуха от газообразных и аэрозольных вредных веществ путем контроля содержания вредных веществ до и после очистки воздуха.