УСТАНОВКА ГАЗОФИЛЬТРАЦИОННАЯ ДЛЯ ОЧИСТКИ ВОЗДУХА

Заявляемое техническое решение относится к устройствам очистки воздуха от вредных химических соединений, газов и запахов в различных отраслях промышленности, в частности для создания оптимального климата.
2
3
Из предшествующего уровня техники известна установка для санитарной обработки воздуха (патент RU 2244561). Технический результат изобретения состоит в обеспечении возможности очистки воздуха в животноводческих помещениях от аммиака, углекислого газа, влаги, пыли и вредных бактерий для создания оптимального микроклимата при одновременной экономии энергии. Установка включает вентилятор, нагреватель, форсуночную оросительную камеру, насос и воздуховод, отличающаяся тем, что форсуночная оросительная камера выполнена двухсекционной с двумя поддонами, заполненными водой и загруженными адсорбентами сульфата алюминия Al(SO4) в одном поддоне, и негашеной известью СаО - в другом, в секциях установлены сепараторы, воздухораспределитель, клапаны переключения секций при раздельной очистке воздуха от аммиака и углекислого газа, а также сетчатые фильтры защиты форсунок от пыли, а воздуховод выполнен треугольный формы в поперечном сечении.
Зарегистрированное техническое решение осуществляет санитарную обработку воздуха, но при этом не полностью удаляет загрязненный воздух от аммиака, углекислого газа, влаги, пыли и вредных бактерий.
Недостатками данного изобретения являются ограниченный набор удаляемых химических веществ (только аммиак, углекислый газ) и недостаточно эффективный режим очистки воздуха от паров водорастворимых веществ из-за неравномерно распределения раствора при использовании форсуночной оросительной камеры.
Наиболее близкой к заявленному техническому решению и принятой за прототип является установка для рециркуляционной очистки воздуха (BY5172). В состав установки входят: вентилятор, насос, воздуховоды, краны переключения, бак приготовления регенеранта, снабженный датчиком верхнего уровня, датчиком нижнего уровня, датчиком аварийного уровня, датчиком кислотности регенеранта, насосом-дозатором серной кислоты, кранами переключения с электроповоротными устройствами, а фильтр снабжен блоком-контактором, состоящим из пакета плоскопараллельных пластин из листового полимерного материала с поверхностью из волокнистого ионообменного полотна, причем пластины размещены на равном расстояние друг от друга с возможностью орошения и регенерации фильтроэлементов блок-контактора химическим реагентом через форсунки. Установка осуществляет очистку воздуха от паров водорастворимых веществ, таких как аммиак, пыль, вредные бактерии в животноводческих помещениях.
Полезная модель по прототипу имеет ряд недостатков, а именно:
- ограниченный набор удаляемых химических веществ (только аммиак);
- неэффективный режим регенерации фильтроэлементов вследствие неравномерного распределения регенерационного раствора по поверхности фильтроэлемента при точечной подаче раствора через форсунки; - форсунки, имеющие отверстия малого диаметра склонны к засорению, что приводит к необходимости частого проведения работ по обслуживанию установки;
- не решена проблема обработки коррекции состава регенерационного раствора в процессе работы установки.
Задачи, на решение которых направлено заявляемое техническое решение, является создание устройства, которое обеспечивает:
- очистку воздуха от паров различных водорастворимых веществ, в том числе химических соединений основной природы (аммиак, щелочи и прочих), веществ кислой природы (серная, соляная кислоты, сернистый газ, сероводород и прочих), а также водорастворимых органических веществ (формальдегид, диметилформамид и прочих);
- увеличенную по сравнению с аналогами и прототипом эффективность режима регенерации фильтроэлементов, за счет равномерного распределения раствора для очистки воздуха, при этом дополнительным решением будет являться увеличение межремонтного интервала;
- безопасную утилизацию использованного регенерационного раствора.
Поставленные задачи решаются за счет того, что газофильтрационная установка для очистки воздуха включает в себя фильтроэлементы с фильтрующим материалом, бак и систему оборота регенерирующего раствора, систему автоматизации и характеризующаяся тем, что система распределения регенерирующего раствора представляет собой конструктивно оформленную объемную область, расположенную над фильтроэлементами с фильтрующим материалом, обладающим гидрофильными свойствами, и разделяемую с последними перфорированной поверхностью с подачей регенерирующего раствора через равномерно расположенные отверстия по всей поверхности отверстия, при отверстия, располагаются над фильтроэлементами, установленными вертикально.
Возможен вариант развития основного технического решения, заключающийся в том, что диаметр отверстий находиться в диапазоне от 0,5 до 10 мм.
Возможен вариант развития основного технического решения, заключающийся в том, что количество фильтроэлементов с фильтрующим материалом находиться в диапазоне от 5 до 145 мм.
Возможен вариант развития основного технического решения, заключающийся в том, что перфорированная поверхность материала может быть изготовлена из полимерного материала.
Возможен вариант развития основного технического решения, заключающийся в том, что фильтроэлементы расположены вертикально.
Возможен вариант развития основного технического решения, заключающийся в том, может быть дополнено системой обработки использованного регенерационного раствора.
Возможен вариант развития основного технического решения, заключающийся в том, что по меньше мере один фильтрующий элемент может быть изготовлен из угольного сорбента.
Возможен вариант развития основного технического решения, заключающийся в том, что по меньше мере один фильтрующий элемент может быть изготовлен из волокнистого анионитного ионообменного материала.
Возможен вариант развития основного технического решения, заключающийся в том, что по меньше мере один фильтрующий элемент может быть изготовлен волокнистого катионитного ионообменного материала.
Для раскрытия заявляемого технического решения по установке газофильтрационной для очистки воздуха на фиг. 1 изображена установка газофильтрационная, на фиг. 2 - система распределения регенерирующего раствора.
Установка газофильтрационная (фиг. 1) содержит блок фильтрующих элементов (поз. 1), соединяемый с воздуховодом фланцами (поз. 2), бак регенерирующего раствора (поз. 3), систему оборота регенерирующего раствора (поз. 4), включающую насос (поз. 5) и запорно-регулирующую арматуру (поз. 6) соединенные системой автоматизации, включающей шкаф автоматизации (поз. 7) и датчики (поз. 8).
Система распределения регенерирующего раствора (фиг. 2) представляет собой конструктивно оформленную объемную область (поз. 9), расположенную над фильтроэлементами (поз. 12), разделяемую с последними перфорированной поверхностью. В систему распределения подается регенерирующий раствор через отверстие (поз. 11) с определенной производительностью. Отверстия (поз. 10) распределены по поверхности максимально равномерно и строго над фильтроэлементами (поз. 12). При этом суммарная площадь отверстий (поз. 11) подобрана таким образом, чтобы в области (поз. 9) постоянно поддерживался столб жидкости, обеспечивая равномерное распределение регенерационного раствора между фильтроэлементами (поз. 12). При этом расположение фильтроэлементов (поз. 12) по вертикали и гидрофильные свойства фильтрующего материала позволяют эффективно распределить регенерирующий раствор, поступающий из отверстий, по поверхности фильтрующего материала в каждом фильтроэлементе (поз. 12).
Фильтроэлементы (поз. 12) состоят из рамки и полотна фильтрующего материала, обладающего гидрофильными свойствами, то есть свойством быстро поглощать значительные количества воды.
Установка работает следующим образом:
Фильтрация воздуха осуществляется прохождением воздуха через фильтрующий материал, установленный в фильтроэлементы 12. Допускается прохождение воздуха вдоль фильтроэлементов 12 при их установке с малыми зазорами для сокращения габаритных размеров установки. Тогда фильтрация происходит за счет турбулентных завихрений потока вследствие малых зазоров между фильтроэлементами 12 и частичного проникновения очищаемого воздуха в фильтрующий материал.
Диаметр отверстий (d на фиг. 2) может быть в диапазоне от 0,5 до 10 мм. Отверстия располагаются строго над фильтроэлементами. Расстояние между отверстиями (y на фиг. 2) выбирается, исходя из формулы: , где z - общее количество отверстий, n - количество фильтроэлементов, и должно находиться в диапазоне от 5 до 145 мм.
В зависимости от природы удаляемых веществ фильтрующий материал может быть волокнистым полимерным материалом с ионообменными свойствами или гидрофильным волокнистым материалом без выраженных ионообменных свойств, например - на основе активированных углеродных волокон.
В случае использования ионообменных материалов в процессе работы фильтра происходит насыщение материала ионами удаляемых веществ и со временем материалу требуется регенерация с добавлением химических регентов.
В случае использования гидрофильных или углесодержащих материалов для требуется постоянное влажное состояние материала, т.к. поглощение примесей осуществляется водным раствором, удерживаемом в гидрофильном материале.
Для регенерации необходимо приготовить регенерирующий раствор в баке (поз. 3 фиг. 1). Допускается как автоматическое, так и ручное приготовления раствора. Переход из режима фильтрации в режим регенерации осуществляется с помощью запорно-регулирующей арматуры (поз. 6 фиг. 1) как ручным, так и возможно автоматическим способом. В режиме регенерации раствор с помощью насоса подается в систему распределения раствора (фиг. 2), оттуда поступает на фильтроматериал, осуществляя регенерацию. Далее раствор стекает обратно в бак.
Со временем состав раствора изменяется, и раствор теряет свою способность к регенерации фильтрующего материала. Тогда он подвергается утилизации как путем слива в канализацию, так и возможен вариант обработки использованного раствора с помощью системы обработки использованного регенерационного раствора (фиг. 3) до безопасного для слива уровня. Утилизированный раствор заменяется новым или восстанавливается за счет добавления необходимого для нейтрализации поглощаемых примесей химического реагента.
Заявляемое техническое решение обеспечивает эффективную регенерацию фильтроэлементов за счет использования системы распределения регенерационного раствора, что позволяет сокращать время регенерации, увеличивается эффективность работы установки за счет равномерной регенерации всех участков фильтроэлементов, увеличивается межремонтный интервал. При этом при необходимости использованный регенерационный раствор может быть безопасно утилизирован или восстановлен за счет добавления необходимого для нейтрализации поглощаемых примесей химического реагента.