УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОЧИСТКИ ВОЗДУХА ОТ ТОКСИЧНЫХ ЛЕТУЧИХ ВЕЩЕСТВ
DEVICE FOR AIR CLEANING FROM TOXIC VOLATILE SUBSTANCES

Способ очистки воздуха от токсичных летучих веществ и устройство для его осуществления относится к гигиене и может быть использовано в медицине, фармакологии, пищевой и легкой промышленностях, в жилищном строительстве, самолето- и кораблестроении, и в местах массового скопления людей.
Известны способы очистки воздуха от летучих токсичных веществ с помощью поглотителей ультрафиолетового излучения. Однако они имеют ограниченное применение из-за отсутствия универсальных поглотителей, а ультрафиолет в воздухе образует озон, который является токсичным веществом.
Наиболее близким по технической сущности является способ очистки воздуха от табачного дыма, запахов химикатов и красок и устройство для его осуществления SALON AIRE - 2000 [1].
Способ основан на использовании для очистки воздуха отрицательно заряженных ионов, озонактивированного кислорода и электромагнитных волн, генерируемых игольчатым ионизатором, который расположен внутри корпуса устройства, через которое постоянно прокачивается загрязненный воздух с помощью электровентилятора.
Основным недостатком этого способа и устройства для его осуществления является невозможность использования его для очистки воздуха от токсичных летучих ароматических, циклических и хлорорганических веществ, а также от формальдегида и аммиака.
Задачей настоящего изобретения является разработка способа и устройства для его осуществления, позволяющего проводить очистку воздуха от токсичных летучих ароматических, циклических, хлорорганических веществ, формальдегида и аммиака, находящихся в воздухе раздельно или вместе.
Техническим результатом изобретения является обеспечение очистки воздуха от токсичных летучих веществ, таких как, например, бензол, ксилол, этилбензол, этилацетат, стирол, толуол, фенол, формальдегид, метилметакрилат, м-крезол, винилхлорид, акролеин, ацетон, аммиак, находящихся в воздухе раздельно или вместе.
Указанная задача достигается тем, что в известном способе и устройстве для его осуществления, включающем в себя электрический вентилятор, корпус, внутри которого расположен игольчатый ионизатор для генерирования отрицательно заряженных ионов, озонактивированного кислорода и электромагнитных волн, которые очищают воздух от табачного дыма, запаха химикатов и красок вместо игольчатого ионизатора используют ионизатор импульсного действия. При своей работе этот ионизатор генерирует гидроксильные и пергидроксильные радикалы, активированный молекулярный кислород и монохроматические электромагнитные волны, реакционная способность и энергия которых позволяет очищать воздух от токсичных летучих ароматических, циклических и хлорорганических веществ, а также от формальдегида и аммиака.
Устройство для очистки воздуха от токсичных летучих веществ (см. фиг.1) состоит из блока 1 питания, блока 2 преобразования напряжения, блока 3 формирования частотных импульсов, блока 4 управления и блока 5 очистки воздуха, при этом выход с блока 1 питания соединен с входом блока 2 преобразования напряжения, один выход с которого соединен с входом блока 4 управления, а второй его выход соединен с входом блока 3 формирования частотных импульсов, выход которого соединен с входом блока управления, выход с которого соединен с входом блока 5 очистки воздуха от токсичных летучих веществ.
3
Блок 5 очистки воздуха от токсичных летучих веществ (см. фиг.2) включает в себя полый корпус 6 цилиндрической формы, закрытый с одной стороны сеткой 7, а с другой в него вставлен электровентилятор 8 производительностью 100-400 м, внутри которого размещен активатор 9 в виде полого цилиндра, в котором размещены два электрода, один из которых 10 выполнен в виде кольца, а второй 11 - в виде штыря, на которые подается постоянное высоковольтное напряжение с задаваемой частотой герцевого диапазона. Ионизатор импульсного действия с одной стороны закрыт сеткой с ячейкой 1-3 мм, а с другой стороны он имеет вентилятор. Сетка с ячейкой 1-3 мм используется для нарушения сплошности потока воздуха. Проходя через сетку, поток воздуха разделяется ее ячейками на множество потоков, которые внутри корпуса ионизатора снова смешиваются. Этим достигается более равномерное распределение кластеров воды в потоке воздуха и, как следствие, более равномерное возбуждение их монохроматической электромагнитной волной. Устройство работает следующим образом. Блок 1 питания подключают к сети 220±10 В, 50 Гц или к аккумулятору 12 В, откуда оно подается на блок 2 преобразования напряжения. Преобразованное напряжение с блока 2 одновременно подается с одного его выхода на вход блока 4 управления, с другого его выхода - на вход блока 3 формирования импульсов, откуда оно подается на вход блока 4 управления, с выхода которого напряжение подается на вход блока 5 очистки воздуха.
При нажатии на кнопку «Пуск», расположенную на блоке 4 управления, происходит включение электровентилятора (см. фиг.2) на блоке 5 очистки воздуха и через корпус 6, корпус 9 начинает прокачиваться загрязненный летучими токсичными веществами воздух. Одновременно с запуском вентилятора 8 с блока 3 формирования частотных импульсов импульсы с частотой от 1 до 60 Гц поступают на вход блока 4 управления, с выхода которого на электроды 10 и 11 подается постоянное напряжение от 1,5 до 10,5 кВ. Между электродами 10 и 11 возникают прерывистые разряды, энергия которых является источником появления в очищаемом воздухе гидроксильных, пергидроксильных радикалов, активированных молекул кислорода и монохроматичных электромагнитных волн, которые, воздействуя на токсичные летучие вещества, нейтрализуют их.
Пример 1. Проводили очистку воздуха от летучих токсичных веществ в комнатах 305, 306 административно-хозяйственного корпуса ВНИИ железнодорожного транспорта после евроремонта с помощью устройства «Детокс» в период с 13 по 15 сентября 2005 г. Устройство устанавливали в комнатах на пол, выставляли напряжение между электродами 3,17 кВ при частоте 5 Гц, и оно работало по 8 часов каждые сутки при закрытых окнах и дверях.
Результаты очистки воздуха в комнатах №№305 и 306 приведены в таблицах а и б.
а) Результаты очистки воздуха в комнате №305
Наименование химических летучих токсических веществ
ПДК мг/м<sup>3</sup>
Показатели концентрации контролируемых токсичных веществ, мг/м<sup>3</sup>
До очистки
После очистки
Бензол
0,3
0,06
0,01
Ксилол
0,2
0,61
0,263
Этилбензол
0,02
0,19
0,04
Этилацетат
0,1
0,329
0,217
Стирол
0,04
0,052
0,026
Толуол
0,6
0,445
0,162
Фенол
0,001
0,001
0,001
Формальдегид
0,035
0,03
0,015
Метилметакрилат
0,1
0,03
0,141
м-Крезол
0,005
0,01
0,003
Винилхлорид
0,01
0,005
н/о
Акролеин
0,03
0,027
0.034
Ацетон
0,35
0,12
0,027
Аммиак
0,2
0,025
0,033
б) Результаты очистки воздуха в комнате №306
Наименование химических летучих токсичных веществ
ПДК мг/м<sup>3</sup>
Показатели концентрации контролируемых токсичных веществ,мг/м<sup>3</sup>
До очистки
После очистки
Бензол
0,3
0,232
0,032
Ксилол
0,2
1,17
0,29
Этилбензол
0,02
0,180
0,01
Этилацетат
0,1
0,480
0,08
Стирол
0,04
0,351
0,035
Толуол
0,6
1,28
0,15
Фенол
0,001
0,02
0,001
Формальдегид
0,035
0,019
0,008
Метилметакрилат
0,1
0,082
0,005
м-Крезол
0,005
0,027
0,003
Винилхлорид
0,01
0,003
0
Акролеин
0,03
0,02
0
Ацетон
0,35
0,058
0
Результаты очистки воздуха, приведенные в таблицах, свидетельствуют о том, что разработанный способ и устройство для его осуществления являются эффективными и снижают содержание в загрязненном воздухе токсичных летучих веществ в два и более раз.
Пример 2. Проводили очистку воздуха во вновь построенном вагоне на вагоностроительном заводе в г.Тверь. Модель вагона 4453, заводской №1, с 4 февраля по 9 февраля 2006 года. Очистка воздуха от токсичных летучих веществ проводилась с помощью устройства «Детокс», которое очищало воздух в каждом купе в течение 10 часов каждые сутки при закрытых дверях и выключенной общей вентиляции. При этом выставляли в импульсном генераторе устройства «Детокс» напряжение между электродами 4,1 кВ при частоте 6 Гц. Результаты анализа приведены в таблицах а, б и в.
Результаты санитарно-химических исследований воздушной среды вагона модели 4453 заводской №1 при выключенной вентиляции.
а) до очистки воздуха в купе вагона устройством «Детокс» (исходная концентрация).
№ п/п
Наименование химических веществ
ПДКмг/м<sup>3</sup>
Фактические показатели, мг/м<sup>3</sup>
купе 1
купе 5
купе 8
служебное купе
1
Бензол
0,3
0
0
0
0
2
Ксилол
0,2
6,4·10<sup>-7</sup>
0,029
1,64·10<sup>-6</sup>
0
3
Этилбензол
0,02
1,7
1,65
1,5
0,092
4
Этилацетат
0,1
10,9
8,48
1,93
11,2
5
Стирол
0,04
3,61
2,4
1,39
0,895
6
Толуол
0,6
0
0
0
0
7
Фенол
0,01
0
0
0
0
8
Формальдегид
0,035
0
0
0
0
9
Метилметакрилат
0,1
0
0
0
0
10
м-Крезол
0,005
0,0062
0,0056
0,0012
0,0023
11
Винилхлорид
0,01
0
0
0
0
12
Акролеин
0,03
0,0067
0,0069
0,0022
0,0038
13
Ацетон
0,35
0
0
0
0
14
Аммиак
0,2
0
0
0
0
б) После работы устройства «Детокс» в купе в течение 10 часов первых суток
1
Бензол
0,3
0,0002
0,09
0,0002
0
2
Ксилол
0,2
0
5,65
2,76
0
3
Этилбензол
0,02
0
4,07
2,04
0
4
Этилацетат
0,1
0,123
5,26
3,66
0
5
Стирол
0,04
0
1,91
1,07
0
6
Толуол
0,6
0
2,71
1,85
0
7
Фенол
0,01
0,0039
0
0,0012
0,0028
8
Формальдегид
0,035
0
0
0
0
9
Метилметакрилат
0,1
0
0,39
0,209
0
10
м-Крезол
0,005
0,006
0,0027
0,002
0
11
Винилхлорид
0,01
0
0
0
0
12
Акролеин
0,03
0
0,0018
0,0011
0
13
Ацетон
0,35
0
0
0
0
14
Аммиак
0,2
0
0
0,0004
0
в) После работы устройства «Детокс» в купе вагона в течение 10 часов вторых суток
№ п/п
Наименование химических веществ
ПДК мг/м<sup>3</sup>
Фактические показатели, мг/м<sup>3</sup>
купе 1
купе 5
купе 8
служебное купе
1
Бензол
0,3
0
0
0
0
2
Ксилол
0,2
0
0
0
0
3
Этилбензол
0,02
0
0
0
0
4
Этилацетат
0,1
0
0
0
0
5
Стирол
0,04
0
0
0
0
6
Толуол
0,6
0
0
0
0
7
Фенол
0,01
0,0018
0,0027
0,0017
0,001
8
Формальдегид
0,035
0
0
0
0
9
Метилметакрилат
0,1
0
0
0
0
10
м-Крезол
0,005
0
0
0
0
11
Винилхлорид
0,01
0
0
0
0
12
Акролеин
0,03
0
0
0
0
13
Ацетон
0,35
0
0
0
0
14
Аммиак
0,2
0,01
0,004
0,007
0,009
Анализ таблиц а, б и в свидетельствует о высокой эффективности очистки воздуха купе нового выгона от токсичных летучих ароматических, циклических и хлорсодержащих веществ, а также от формальдегида и аммиака. Причем если на эту операцию без использования устройства «Детокс» уходило до двух - трех недель времени, то с устройством «Детокс» эта задача выполнена в течение 2-х суток.
Источники информации
1. Диагностические и оздоровительные технологии восстановительной медицины под ред. Разумова А.Н., т.1 - М.: ООО "Ильянс ИН-вест", 2003 г., 304 с.