CZ305690B6 - Apparatus for purification of gases containing volatile organic compounds - Google Patents
Apparatus for purification of gases containing volatile organic compounds Download PDFInfo
- Publication number
- CZ305690B6 CZ305690B6 CZ2014-803A CZ2014803A CZ305690B6 CZ 305690 B6 CZ305690 B6 CZ 305690B6 CZ 2014803 A CZ2014803 A CZ 2014803A CZ 305690 B6 CZ305690 B6 CZ 305690B6
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- gas
- reactor
- photocatalytic reactor
- radiation
- saturating
- Prior art date
Links
Abstract
Description
Zařízení pro čištění plynů obsahujících těkavé organické sloučeninyEquipment for the purification of gases containing volatile organic compounds
Oblast technikyField of technology
Zařízení je určeno pro dekontaminaci výstupních vzdušných proudů v provozních podmínkách pomocí fotooxidace.The device is designed for decontamination of output air streams in operating conditions by photooxidation.
Dosavadní stav technikyPrior art
V současné době je známo, že světlo spadající do kategorie ultrafialového záření (UV záření, jehož hodnota vlnové délky je od 400 nm a nižší) dokáže vyvolat fotokatalytický jev. Fotolýza polutantu zapříčiněná UV zářením může být přímá, že UV záření rozkládá molekuly při svém 15 dopadu, nebo nepřímá, kdy světlo aktivuje v reakčním prostoru přítomný fotokatalyzátor, který iniciuje vznik volných radikálů. Alternativou je postup, kdy UV záření rozkládá do plynu přidanou chemickou látku (ozon, peroxid vodíku) na volné radikály, které rozkládají polutanty obsažené v plynu do formy bezpečnějších sloučenin a minerálů.It is now known that light belonging to the category of ultraviolet radiation (UV radiation, the wavelength value of which is from 400 nm and lower) can cause a photocatalytic phenomenon. The photolysis of the pollutant caused by UV radiation can be direct, in which UV radiation decomposes the molecules at its impact, or indirect, when light activates the photocatalyst present in the reaction space, which initiates the formation of free radicals. An alternative is the process of UV radiation decomposing the chemical (ozone, hydrogen peroxide) added to the gas into free radicals, which decompose the pollutants contained in the gas into safer compounds and minerals.
UV záření je možné rozdělit podle parametrů do tří skupin. UVA záření je tzv. dlouhovlnné „černé světlo“, jehož vlnová délka se nachází v rozmezí od 320 do 400 nm. Zářená typu UVB se nazývá středovlnné a jeho vlnová délka se nachází v rozmezí od 280 do 320 nm. Posledním typem je UVC záření, tzv. dezinfekční, které má nejmenší vlnovou délku a to pod 280 nm.UV radiation can be divided according to parameters into three groups. UVA radiation is the so-called long-wave "black light", whose wavelength is in the range from 320 to 400 nm. UVB radiation is called mediumwave and its wavelength is in the range of 280 to 320 nm. The last type is UVC radiation, so-called disinfectant, which has the smallest wavelength below 280 nm.
Z americké přihlášky vynálezu US 5 707 595 (A) je znám fotokatalytický reaktor pro rozklad těkavých organických látek obsažených v plynu. Reaktor je tvořen dutým tělesem v podstatě tvaru kvádru. Uvnitř tělesa reaktoru jsou uspořádány přepážky, které vnitřní prostor dělí na více menších částí. Přepážky jsou v tělese fotokatalytického reaktoru rozmístěny střídavě tak, aby ošetřovaný plyn procházel serpentinovitě celým objemem tělesa reaktoru a urazil v reaktoru nej30 delší možnou dráhu. Prodloužení dráhy znečištěného plynu poskytne dostatek času pro rozklad polutantů obsažených v plynu. Mezi jednotlivými přepážkami jsou uspořádány UV zářivky, jejichž UV záření rozkládá polutanty. Současně jsou přepážky vyrobeny ze sorbentu, který zachytává nově vznikající sloučeniny, čímž se plyn stává na konci své dráhy postupu reaktorem pročištěným. Paralelně se zářivkami jsou mezi přepážkami uspořádány chladicí trubky, neboťU.S. Pat. No. 5,707,595 (A) discloses a photocatalytic reactor for the decomposition of volatile organic compounds contained in a gas. The reactor is formed by a hollow body of substantially cuboid shape. Inside the reactor body, partitions are arranged, which divide the interior space into several smaller parts. The baffles are arranged alternately in the photocatalytic reactor body so that the treated gas passes serpentinely through the entire volume of the reactor body and travels the longest possible path in the reactor. Extending the path of the polluted gas will provide sufficient time for the decomposition of the pollutants contained in the gas. UV fluorescent lamps are arranged between the individual partitions, the UV radiation of which decomposes the pollutants. At the same time, the baffles are made of a sorbent which traps the newly formed compounds, whereby the gas becomes purified by the reactor at the end of its travel. In parallel with the fluorescent lamps, cooling tubes are arranged between the partitions, since
UV zářivky jsou současně tepelnými zdroji.UV lamps are also heat sources.
Nevýhody řešení spočívají v tom, že pro dostatečnou efektivitu rozkladu všech polutantů musí být ultrafialové záření velice intenzivní, neboť organické sloučeniny vykazují nízký absorpční koeficient UV záření, což má za následek přehřívání vnitřního prostoru reaktoru, který se musí 40 dochlazovat. Chladicí okruhy konstrukci reaktoru komplikují a prodražují, přičemž i samotné vytvoření intenzivního ultrafialového světla potřebuje dostatečně dimenzované světelné zdroje, jejich pořizovací náklady nejsou nejnižší. Přepážky ze sorbentu se musejí pravidelně vyměňovat, ať už z důvodu vyčerpaní svého sorpčního potenciálu, tak z důvodu degradace přepážek vlivem působení vysoké teploty uvnitř fotokatalytického reaktoru.The disadvantages of the solution are that for sufficient efficiency of decomposition of all pollutants, the ultraviolet radiation must be very intense, because the organic compounds have a low absorption coefficient of UV radiation, which results in overheating of the reactor interior, which must cool down. Cooling circuits complicate and make the construction of the reactor more expensive, and even the very creation of intense ultraviolet light requires sufficiently dimensioned light sources, their acquisition costs are not the lowest. The sorbent baffles must be replaced regularly, both due to the depletion of their sorption potential and due to the degradation of the baffles due to the high temperature inside the photocatalytic reactor.
V korejské přihlášce vynálezu KR 2007 0 090 855 (A) je popsáno zařízení pro zpracování znečištění obsaženého v plynném prostředí, přičemž jednou skupinou likvidovaných polutantů jsou těkavé organické látky. Součástí zařízení je fotokatalytický reaktor, za nímž je ve směru postupu čištěného plynu připojen biologický filtr. Fotokatalytický reaktor je sestaven ze dvou soustřed50 ných trubek s odlišnými průměry. Vnitřní trubka je průhledná pro průchod UV záření, jehož zdroj je obsažen uvnitř průhledné trubky. Vnější trubka je vyrobena z neprůhledného materiálu. Prostorem mezikruží mezi trubkami prochází znečištěný plyn. Současně se v prostoru mezikruží vyskytují tzv. filtry potažené vrstvou TiO2. Tento fotokatalyzátor při osvětlení UV zářením v příKorean Patent Application KR 2007 0 090 855 (A) describes a device for treating pollutants contained in a gaseous medium, wherein one group of pollutants disposed of are volatile organic compounds. The device includes a photocatalytic reactor, behind which a biological filter is connected in the direction of the purified gas flow. The photocatalytic reactor is composed of two concentric tubes with different diameters. The inner tube is transparent to the passage of UV radiation, the source of which is contained inside the transparent tube. The outer tube is made of opaque material. The polluted gas passes through the space of the annulus between the pipes. At the same time, there are so-called TiO 2- coated filters in the space of the annulus. This photocatalyst under UV illumination in the case of
-1 CZ 305690 B6 tomnosti vody připravuje OH radikály, které mají silné oxidační účinky. OH radikály reagují s polutanty a mění je na minerální látky, či neškodné sloučeniny.-1 CZ 305690 B6 water radicals prepares OH radicals which have strong oxidizing effects. OH radicals react with pollutants and convert them into minerals or harmless compounds.
Nevýhody řešení spočívají v tom, že plyn proudí prostorem v mezikruží trubic, kde setrvá krátkou dobu a tak nemůže dojít k účinnému odbourání polutantů a vyčištění. Plyn je proto hnán reaktorem opakovaně, čímž zařízení ztrácí provozní kapacitu.The disadvantages of the solution are that the gas flows through the space in the annulus of the tubes, where it remains for a short time, so that there can be no effective degradation of pollutants and purification. The gas is therefore driven by the reactor repeatedly, causing the plant to lose operating capacity.
V korejském patentovém dokumentu KR 100 943 882 (Bl) je popsáno zařízení pro dekontaminaci odpadního vzduchu obsahujícího těkavé organické sloučeniny, které využívá synergického efektu zapojení fotokatalytického reaktoru a biologického filtru do jednoho systému. Zařízení zahrnuje rovněž propojení kratší tzv. bypass, kdy plyn rovnou opouští fotokatalytický reaktor pro případy dostatečného vyčištění těkavých organických látek, aniž by byl odveden do biologického filtru. Fotokatalytický reaktor sestává ze zdroje UV záření uloženého v krytu, průhledné trubice pro vedení znečištěného plynu a jeho prosvětlování UV světlem a deponované vrstvy T1O2 uvnitř průhledné trubice. Nevýhody řešení spočívají v tom, že je použito průhledné trubice, která odděluje znečištěný plyn od UV zdrojů. Průhledná trubice je náchylná na mechanické poškození, dále v průběhu likvidace znečištění obsaženého v plynu dochází k degradaci jejího materiálu a mění své fyzikálně chemické vlastnosti, které se negativně projevují na účinnosti fotokatalytického reaktoru, zejména prostupnosti UV světla.Korean Patent Document KR 100 943 882 (B1) discloses an apparatus for decontaminating waste air containing volatile organic compounds, which utilizes the synergistic effect of connecting a photocatalytic reactor and a biological filter to a single system. The device also includes the connection of a shorter so-called bypass, where the gas immediately leaves the photocatalytic reactor for cases of sufficient purification of volatile organic compounds without being discharged to the biological filter. The photocatalytic reactor consists of a source of UV radiation housed in a housing, a transparent tube for conducting the polluted gas and illuminating it with UV light, and a deposited layer of T1O2 inside the transparent tube. The disadvantages of the solution are that a transparent tube is used, which separates the polluted gas from UV sources. The transparent tube is prone to mechanical damage, and during the disposal of the pollution contained in the gas, its material is degraded and its physicochemical properties change, which have a negative effect on the efficiency of the photocatalytic reactor, especially the transmission of UV light.
Úkolem vynálezu je vytvoření takového zařízení, které by vykazovalo dostatečnou provozní odolnost a účinnost pro velké provozy, které by bylo variabilně nastavitelné pro různé druhy znečištění těkavými organickými sloučeninami, bylo by snadno udržováno, bylo by bezpečné a efektivně by likvidovalo polutanty již při prvním ošetření vháněného znečištěného vzduchu, a proto by pracovalo v kontinuálním režimu.The object of the invention is to provide such a device which has sufficient operational resistance and efficiency for large operations, which is variably adjustable for various types of volatile organic compound pollution, is easy to maintain, is safe and effectively eliminates pollutants already during the first treatment of injected polluted air and would therefore operate in a continuous mode.
Podstata vynálezuThe essence of the invention
Vytčený úkol je vyřešen vytvořením zařízení pro čištění plynu obsahujícího těkavé organické sloučeniny podle tohoto vynálezu, kde je součástí zařízení fotokatalytický reaktor pro rozklad těkavých organických sloučenin iniciovaný fotokatalytickou reakcí. Uvnitř fotokatalytického reaktoru je uspořádán alespoň jeden zdroj UV záření a alespoň jedna přepážka pro rozdělení vnitřního prostoru fotokatalytického reaktoru pro serpentinovité proudění plynu vnitřkem fotokatalytického reaktoru od vstupu k výstupu.This object is achieved by providing a device for purifying a gas containing volatile organic compounds according to the invention, wherein the device comprises a photocatalytic reactor for the decomposition of volatile organic compounds initiated by a photocatalytic reaction. Arranged inside the photocatalytic reactor is at least one source of UV radiation and at least one baffle for dividing the interior of the photocatalytic reactor for serpentine gas flow through the interior of the photocatalytic reactor from inlet to outlet.
Podstata vynálezu spočívá v tom, že na vstupu fotokatalytického reaktoru je uspořádána sytící komora, která je opatřena alespoň jedním sytícím prostředkem pro objemové sycení plynu alespoň jednou příměsí obsahující alespoň jeden prekurzor pro oxidační nebo redukční činidlo. Plyn vystupující z přívodního plynovodu do sytící komory zpomalí své proudění a změní skladbu svých proudnic, přičemž dojde k turbulencím plynu v sytící komoře. Příměs dodaná do sytící komory se v plynu rovnoměrně promísí a sytící komoru opouští promíchaná směs plynu a příměsi. Příměsí je alespoň jedna látka ze skupiny peroxid vodíku, ozon.The essence of the invention consists in that a saturating chamber is arranged at the inlet of the photocatalytic reactor, which is provided with at least one saturating means for volume saturating the gas with at least one admixture containing at least one precursor for oxidizing or reducing agent. The gas exiting the feed gas line to the saturation chamber slows down its flow and changes the composition of its jets, causing gas turbulence in the saturation chamber. The admixture supplied to the saturating chamber is uniformly mixed in the gas and the mixed mixture of gas and admixture leaves the saturating chamber. The admixture is at least one substance from the group of hydrogen peroxide, ozone.
V dalším výhodném provedení zařízení pro čištění plynu obsahujícího těkavé organické sloučeniny podle tohoto vynálezu tvoří sytící komora s fotokatalytickým reaktorem integrální těleso, ve fotokatalytickém reaktoru je soustava střídavě přesazených přepážek, přičemž otvor v krajní přepážce přiléhající k sytící komoře tvoří vstup. Uspořádání fotokatalytického reaktoru a sytící komory do jednoho celku přináší výhody v promíchání plynu hned před vstupem a v ušetření požadavku na prostor, který zařízení zabírá.In another preferred embodiment of the device for purifying a gas containing volatile organic compounds according to the invention, the saturating chamber with the photocatalytic reactor forms an integral body, in the photocatalytic reactor there is a system of alternately offset baffles, the opening in the end baffle adjacent to the saturating chamber forming an inlet. The arrangement of the photocatalytic reactor and the saturation chamber into one unit brings the advantages of mixing the gas just before the inlet and in saving the space requirement that the device takes up.
V dalším výhodném provedení zařízení pro čištění plynu obsahujícího těkavé organické sloučeniny podle tohoto vynálezu je sytící prostředek tvořen rozprašovací tryskou připojenou k zásobníku příměsi. Rozprašovací tryska produkuje aerosolový oblak, který se snáze rozprostře vIn another preferred embodiment of the device for purifying a gas containing volatile organic compounds according to the invention, the saturating means is formed by a spray nozzle connected to an admixture reservoir. The spray nozzle produces an aerosol cloud that spreads more easily in
-2CZ 305690 B6 objemu sytící komory. Sytící komora je s výhodou opatřena třemi rozprašovacími tryskami. Tři trysky výhodně zajistí rovnoměrné zásobení sytící komory aerosolem příměsi. S výhodou jsou trysky sytícího prostředku ovládány časovacím spínačem pro dávkové sycení plynu.-2GB 305690 B6 saturation chamber volume. The saturating chamber is preferably provided with three spray nozzles. The three nozzles preferably ensure an even supply of aerosol to the impurity chamber of the impurity. Preferably, the nozzles of the saturating means are controlled by a timer switch for batch gas saturation.
V jiném dalším výhodném provedení zařízení pro čištění plynu obsahujícího těkavé organické sloučeniny podle tohoto vynálezu je na výstupu fotokatalytického reaktoru ve směru proudění plynu uspořádána homogenizační komora, která je opatřena alespoň jedním čidlem pro měření fyzikálních a chemických parametrů plynu. Homogenizační komora je s výhodou tvořena společně s fotokatalytickým reaktorem jedním tělesem. Ošetřený plyn vystupující z reaktoru se 10 turbulentně rozpíná po celém objemu homogenizační komory, čímž dojde opět k jeho promíchání a rovnoměrnému zastoupení produktů nově vzniklých z likvidace znečišťujících látek v rámci celého objemu homogenizační komory. Čidlo vložené do homogenizační komory nasnímá aktuální hodnoty zastoupení výstupních látek v plynu a podá o tom zprávu. Zejména může býti čidlo uskutečněno jako analyzátor těkavých organických sloučenin, nebo analyzátor koncentrace 15 příměsi, např. peroxidu vodíku.In another preferred embodiment of the device for purifying a gas containing volatile organic compounds according to the invention, a homogenization chamber is arranged at the outlet of the photocatalytic reactor in the gas flow direction, which is provided with at least one sensor for measuring physical and chemical parameters of the gas. The homogenization chamber is preferably formed together with the photocatalytic reactor by one body. The treated gas leaving the reactor expands turbulently over the entire volume of the homogenization chamber, whereby it is again mixed and the products newly formed from the disposal of pollutants are evenly distributed within the entire volume of the homogenization chamber. The sensor inserted in the homogenization chamber senses the current values of the representation of the output substances in the gas and reports on it. In particular, the sensor can be implemented as a volatile organic compound analyzer or an impurity concentration analyzer, e.g., hydrogen peroxide.
V jiném dalším výhodném provedení zařízení pro čištění plynu obsahujícího těkavé organické sloučeniny podle tohoto vynálezu je homogenizační komora opatřena alespoň jedním katalyzačním prostředkem pro odloučení příměsi z plynu. Katalyzační prostředek je tvořen drátěnou spirá20 lou z kovového katalyzátoru, nebo mřížkou z kovového katalyzátoru. Katalyzační prostředek eliminuje sekundární znečištění výstupního plynu, které může být zapříčiněno přítomností nadlimitního množství příměsi, nebo přítomností výstupních sloučenin vzniklých z chemického rozkladu polutantů.In another preferred embodiment of the device for purifying a gas containing volatile organic compounds according to the invention, the homogenization chamber is provided with at least one catalyst means for separating the impurity from the gas. The catalyst means consists of a wire spiral of metal catalyst or a grid of metal catalyst. The catalyst means eliminates secondary contamination of the effluent gas, which may be caused by the presence of an excess amount of impurities, or by the presence of effluent compounds resulting from the chemical decomposition of pollutants.
V jiném dalším výhodném provedení zařízení pro čištění plynu obsahujícího těkavé organické sloučeniny podle tohoto vynálezu jsou přepážky ve fotokatalytickém reaktoru uspořádány vyjímatelně a zároveň posuvně pro nastavení vzájemné rozteče. Díky variabilitě přepážek je možné ovlivňovat celkovou délku dráhy plynu, který serpentinovitě proudí reaktorem. Rovněž je možné měnit teplotní podmínky uvnitř reaktoru změnou roztečí. Přepážky se dají rovněž snadno vyj30 mout a měnit, nebo vyjmutím pouze kontrolovat jejich technický stav.In another preferred embodiment of the device for purifying a gas containing volatile organic compounds according to the invention, the baffles in the photocatalytic reactor are arranged removably and at the same time slidable to adjust the mutual spacing. Due to the variability of the baffles, it is possible to influence the total length of the gas path that flows serpentinously through the reactor. It is also possible to change the temperature conditions inside the reactor by changing the pitch. The partitions can also be easily removed and replaced, or only their technical condition can be checked by removing them.
V jiném dalším výhodném provedení zařízení pro čištění plynu obsahujícího těkavé organické sloučeniny podle tohoto vynálezu je vlnová délka světla emitovaného ze zdroje UV záření v rozmezí od 200 do 400 nm. Jedná se o tzv. blízké UV záření, které zapříčiňuje fotolýzu chemických 35 látek obsažených v znečištěném plynu, ať už se jedná o škodlivé látky, nebo látky do znečištěného plynu dotované a určené pro tvorbu volných radikálů.In another preferred embodiment of the apparatus for purifying a gas containing volatile organic compounds according to the invention, the wavelength of the light emitted from the UV source is in the range from 200 to 400 nm. This is the so-called near UV radiation, which causes the photolysis of chemical substances contained in the polluted gas, whether they are harmful substances or substances doped into the polluted gas and intended for the formation of free radicals.
V jiném dalším výhodném provedení zařízení pro čištění plynu obsahujícího těkavé organické sloučeniny podle tohoto vynálezu jsou přepážky vyrobeny z chemicky stabilního materiálu. 40 Zdroj UV záření je zdroj UVC záření. Chemicky stabilní přepážky jsou pro zařízení nezbytné z důvodu, že UVC záření způsobuje při dopadu změny v materiálech a chemických sloučeninách na atomární úrovni, přičemž materiály mění své vlastnosti a degradují. UVC záření rovněž rozkládá přítomné příměsi na radikály, které mohou také degradovat materiály použité k výrobě přepážek. Použité materiály musejí být chemicky stabilní, aby nedošlo ohrožení zdraví a majet45 ku, neboť UVC záření je zdraví ohrožující.In another preferred embodiment of the device for purifying a gas containing volatile organic compounds according to the invention, the baffles are made of a chemically stable material. 40 The UV source is a UVC source. Chemically stable baffles are necessary for equipment because UVC radiation causes changes in materials and chemical compounds at the atomic level upon impact, with materials changing their properties and degrading. UVC radiation also decomposes the impurities present into radicals, which can also degrade the materials used to make the baffles. The materials used must be chemically stable to avoid health and property hazards, as UVC radiation is hazardous to health.
V jiném dalším výhodném provedení zařízení pro čištění plynu obsahujícího těkavé organické sloučeniny podle tohoto vynálezu jsou přepážky vyrobeny z chemicky stabilního materiálu, na povrchu přepážek je vytvořena tenká vrstva z TiO2 a zdroje UV záření jsou UVA zdroje a/nebo 50 UVB zdroje. Na fotokatalyzátoru osvětlovaném UVA nebo UVB zářením dochází ke vzniku OH radikálů z vlhkosti přítomné v plynu, které následně degradují kontaminanty obsažené v plynu. Vzhledem k vysoké reaktivitě OH radikálů je potřeba zamezit degradaci samotných přepážek použitím vhodného stabilního materiálu.In another preferred embodiment of the device for purifying a gas containing volatile organic compounds according to the invention, the baffles are made of a chemically stable material, a thin layer of TiO 2 is formed on the surface of the baffles and the UV sources are UVA sources and / or 50 UVB sources. On a photocatalyst illuminated by UVA or UVB radiation, OH radicals are formed from the moisture present in the gas, which subsequently degrades the contaminants contained in the gas. Due to the high reactivity of OH radicals, it is necessary to prevent the degradation of the baffles themselves by using a suitable stable material.
-3CZ 305690 B6-3GB 305690 B6
V jiném dalším výhodném provedení zařízení pro čištění plynu obsahujícího těkavé organické sloučeniny podle tohoto vynálezu je vnitřní prostor reaktoru rozdělen na dvě části, přičemž v prvním části reaktoru ve směru proudění plynu jsou uspořádány přepážky a zdroje UVC záření a v druhé části reaktoru jsou uspořádány přepážky s vrstvou TiO2 a zdroje UVA záření a/nebo zdroje UVB záření, přičemž obě části jsou na sebe plynule navazující ve směru serpentinovitého postupu plynu reaktorem. Peroxid vodíku použitý jako příměs dodaná do čištěného plynu v první části reaktoru reaguje s kontaminanty a rovněž se částečně přeměňuje na vodní páru, která je využita v druhé části reaktoru, kde je vodní pára rozkládána fotokatalyzátorem na další volné radikály, které opět reagují s polutanty v plynu.In another preferred embodiment of the device for purifying a gas containing volatile organic compounds according to the invention, the interior of the reactor is divided into two parts, wherein baffles and UVC sources are arranged in the first part of the reactor in the gas flow direction and baffles with a layer of TiO 2 and a source of UVA radiation and / or a source of UVB radiation, the two parts being continuously connected to each other in the direction of the serpentine-like gas flow through the reactor. The hydrogen peroxide used as an impurity supplied to the purified gas in the first part of the reactor reacts with the contaminants and is also partially converted to water vapor, which is used in the second part of the reactor, where the water vapor is decomposed by the photocatalyst to other free radicals. gas.
V jiném dalším výhodném provedení zařízení pro čištění plynu obsahujícího těkavé organické sloučeniny podle tohoto vynálezu je reaktor u dna opatřen ventilem pro odvod vodního kondenzátu. V reaktoru se v průběhu čištění plynů vysráží voda, která se musí odvést z reaktoru pryč, aby neohrozila UV zdroje záření.In another preferred embodiment of the device for purifying a gas containing volatile organic compounds according to the invention, the reactor at the bottom is provided with a valve for draining the water condensate. During the purification of the gases, water precipitates in the reactor, which must be drained away from the reactor so as not to endanger the UV radiation sources.
V jiném dalším výhodném provedení zařízení pro čištění plynu obsahujícího těkavé organické sloučeniny podle tohoto vynálezu zahrnuje zařízení alespoň dva fotokatalytické reaktory zapojené do série ve směru postupu plynu. Je možné zapojit stejné reaktory do série, neboje možné kombinovat reaktory, které mají odlišné zdroje UV záření, či jinak nastavené přepážky.In another preferred embodiment, the apparatus for purifying a gas containing volatile organic compounds according to the invention comprises at least two photocatalytic reactors connected in series in the direction of gas flow. It is possible to connect the same reactors in series, or it is possible to combine reactors that have different sources of UV radiation or otherwise set baffles.
V jiném dalším výhodném provedení zařízení pro čištění plynu obsahujícího těkavé organické sloučeniny podle tohoto vynálezu zařízení zahrnuje alespoň jeden biologický filtr pro čištění plynu zařazený za fotokatalytickým reaktorem. Ačkoliv dojde ve fotokatalytickém reaktoru k degradaci nebezpečných a toxických těkavých organických látek, stále je potřeba nově vzniklé jednodušší sloučeniny z plynu odloučit. Lze k tomuto úkolu využít známý biologický filtr, který by jinak byl v přímém zapojení v provozu bez degradace těkavých organických látek brzy zničen, nebo neúčinný.In another preferred embodiment of the apparatus for purifying a gas containing volatile organic compounds according to the invention, the apparatus comprises at least one biological gas purification filter arranged downstream of the photocatalytic reactor. Although hazardous and toxic volatile organic compounds are degraded in the photocatalytic reactor, there is still a need to separate the newly formed simpler compounds from the gas. It is possible to use a known biological filter for this task, which would otherwise be soon destroyed or ineffective in direct connection in operation without the degradation of volatile organic compounds.
Mezi výhody zařízení podle výše uvedeného vynálezu řadíme vysokou efektivitu čištění plynů při kontinuálním proudění znečištěného plynu, které je dosaženo kombinací fotooxidačních jevů na bázi fotokatalýzy a na bázi oxidace pomocí volných radikálů, jednoduchou konstrukci zařízení, která je dostatečně odolná do provozních podmínek, snadnou údržbu zařízení, vysokou bezpečnost zařízení, variabilnost a ekonomičnost provozu zařízení.The advantages of the device according to the above invention include high efficiency of gas purification in a continuous flow of polluted gas, which is achieved by a combination of photooxidation phenomena based on photocatalysis and free radical oxidation, simple device design that is sufficiently resistant to operating conditions, easy maintenance , high safety of equipment, variability and economy of equipment operation.
Objasnění výkresůExplanation of drawings
Uvedený vynález bude blíže objasněn na následujících vyobrazeních, kde:The present invention will be further elucidated in the following figures, where:
obr. 1 ve zjednodušeném řezu zařízení vyobrazuje serpentinovité proudění plynu reaktorem, obr. 2 vyobrazuje axonometrický pohled na řez zařízením, obr. 3 vyobrazuje axonometrický pohled na částečný řez zařízením, obr. 4 vyobrazuje axonometrický pohled na zařízení zbavené části pláště, obr. 5 vyobrazuje axonometrický pohled na zařízení opatřené dvěma fotokatalytickými reaktory.Fig. 1 shows a simplified section of the device showing a serpentine flow of gas through the reactor, Fig. 2 shows an axonometric view of a section of the device, Fig. 3 shows an axonometric view of a partial section of the device, Fig. 4 shows an axonometric view of the device stripped. axonometric view of a device equipped with two photocatalytic reactors.
Příklady uskutečnění vynálezuExamples of embodiments of the invention
Rozumí se, že dále popsané a zobrazené konkrétní případy uskutečnění vynálezu jsou představovány pro ilustraci, nikoliv jako omezení příkladů vynálezu na uvedené příklady. Odborníci znalí stavu techniky najdou nebo budou schopni zajistit za použití rutinního experimentování větší či menší počet ekvivalentů ke specifickým uskutečněním vynálezu, která jsou zde popsána. I tyto ekvivalenty budou zahrnuty v rozsahu následujících patentových nároků.It is to be understood that the specific embodiments of the invention described and illustrated below are presented by way of illustration and not by way of limitation. Those skilled in the art will find, or be able to ascertain using routine experimentation, more or less equivalents to the specific embodiments of the invention described herein. These equivalents will also be included within the scope of the following claims.
-4CZ 305690 B6-4GB 305690 B6
Na obr. i j vyobrazen řez zařízením 1 pro čištění plynu 21. Čištěný plyn 21 obsahující těkavé organic!·, loučeniny je přiveden plynovodem, který jej zavede přes vstupní přírubu 18 do sytící komory ( Do sytící komory 6 je rovněž zaveden sytící prostředek 7 zakončený tryskou 8 pro dávkován, aerosolu peroxidu vodíku. Plyn 21 proudí sytící komorou 6 ke vstupu 3, kudy pronikne .) vnitřního prostoru reaktoru 2. V reaktoru 2 se střídají přepážky 5, které jsou střídavě průchozí rozdělují vnitřní prostor reaktoru 2. Mezi přepážkami 5 jsou UVC zdroje 13, které mohou b\. rovněž doplněny UVA zdroji 14 a UVB zdroji 15. Plyn 21 hadovitě proudí mezi přepážkami 5. Po průchodu reaktorem 2 plyn 21 proudí přes výstup 4 do homogenizační komory 10. V homogenizační komoře 10 je uspořádáno čidlo 11 pro detekci zbylého peroxidu vodíku v plynu 21. Před připojením odvodního plynovodu na výstupní přírubu 19 je v homogenizační komoře 10 upevněn katalyzační prostředek 12 v podobě měděné mřížky.Fig. 1j shows a cross-section of a gas cleaning device 21. The purified gas 21 containing volatile organic compounds is fed through a gas line which introduces it through an inlet flange 18 into a saturating chamber (a saturating means 7 terminated by a nozzle is also introduced into the saturating chamber 6). 8 for the hydrogen peroxide aerosol, the gas 21 flows through the saturation chamber 6 to the inlet 3, through which it penetrates the interior of the reactor 2. In the reactor 2, baffles 5 alternate, which alternately pass through the interior of the reactor 2. Between the baffles 5 there are UVCs. resources 13 that can b \. also supplemented by UVA sources 14 and UVB sources 15. The gas 21 flows serpentine between the baffles 5. After passing through the reactor 2, the gas 21 flows through the outlet 4 to the homogenization chamber 10. A sensor 11 is arranged in the homogenization chamber 10 to detect residual hydrogen peroxide in the gas 21. Before connecting the exhaust gas line to the outlet flange 19, a catalyst means 12 in the form of a copper grid is mounted in the homogenization chamber 10.
Na obr. 2 je zařízení 1 pro čištění plynu 21 opět vyobrazeno v řezu. Konstrukce zařízení 1 zahrnující fotokatalytický reaktor 2, sytící komoru 6 a homogenizační komoru 10, je vyrobena z nerezové oceli s vyšší chemickou odolností. Plynovod je vyroben z nerezového potrubí. Sytící prostředek 7 je vyroben z umělé hmoty a je zakončen rozprašovací tryskou 8. UVC zdroje 13 jsou zářivky a jsou uloženy mezi přepážkami 5 v řadách po pěti zářivkách. Samotné přepážky 5 jsou vyrobeny rovněž z nerezové oceli, nebo v levnější variantě ze skelné tkaniny napnuté v rámkách. Čidlo 11 je chemický analyzátor nastavený pro detekci koncentrace peroxidu vodíku, který je připojen k nevyobrazené jednotce řízení zařízení 1.In Fig. 2, the gas cleaning device 1 is again shown in section. The construction of the device 1 comprising the photocatalytic reactor 2, the saturating chamber 6 and the homogenization chamber 10, is made of stainless steel with higher chemical resistance. The gas pipeline is made of stainless steel pipes. The saturating means 7 is made of plastic and is terminated by a spray nozzle 8. The UVC sources 13 are fluorescent lamps and are arranged between the partitions 5 in rows of five fluorescent lamps. The partitions 5 themselves are also made of stainless steel, or in a cheaper variant of glass cloth stretched in frames. The sensor 11 is a chemical analyzer set to detect the concentration of hydrogen peroxide, which is connected to a control unit (not shown) of the device 1.
Obr. 3 vyobrazuje zařízení 1 opatřené pláštěm 20 z obyčejného plechu, napájecí a ovládací elektroinstalací ]7. Na obr. 4 je dále viditelný zásobník 9 peroxidu vodíku připojený k sytícímu prostředku 7. Součástí elektroinstalace 17 je nevyobrazený časový spínač, který ovládá sytící prostředky 7 a je propojen s nevyobrazenou jednotkou řízení.Giant. 3 shows a device 1 provided with a casing 20 of plain sheet metal, a power supply and control wiring 17. Fig. 4 further shows a hydrogen peroxide container 9 connected to the saturating means 7. A part of the electrical installation 17 is a timer (not shown) which controls the saturating means 7 and is connected to a control unit (not shown).
Na obr. 5 je vyobrazeno zařízení 1 pro čištění plynu 21, které má dva reaktory 2 zapojené do série ve směru postupu proudění plynu 21. V prvním reaktoru 2 ve směru postupu plynu 21 jsou UVC zdroje 13 záření, které nejsou přes plášť 20 viditelné a nerezové přepážky 5. Ve druhém reaktoru 2 ve směru postupu plynu 21 jsou do poloviny reaktoru 2 opět použity UVC zdroje 13 záření a přepážky 5 z nerezové oceli a ve druhé polovině druhého reaktoru 2 jsou UVA zdroje 14 a UVB zdroje 15 s nerezovými přepážkami 5 potaženými vrstvou TiC>2. V nevyobrazeném uskutečnění vynálezu je za reaktor 2 připojen biologický filtr.Fig. 5 shows a gas cleaning device 1 having two reactors 2 connected in series in the direction of gas flow 21. In the first reactor 2 in the direction of gas flow 21 there are UVC radiation sources 13 which are not visible through the jacket 20 and In the second reactor 2 in the direction of gas flow 21 UVC radiation sources 13 and stainless steel baffles 5 are again used in the middle of the reactor 2 and in the second half of the second reactor 2 UVA sources 14 and UVB sources 15 with stainless steel baffles 5 are coated. TiC layer> 2. In a non-illustrated embodiment of the invention, a biological filter is connected downstream of the reactor 2.
Zařízení 1 dekontaminuje znečištěný proud vzduchu, jak je uvedeno v následujícím příkladu:Device 1 decontaminates the polluted air stream as shown in the following example:
Příklad 1Example 1
Na vstup 3 zařízení 1 je přiveden odpadní vzduch z farmaceutické výroby. V odpadním vzduchu se nachází metanol (zástupce organických těkavých uhlovodíků), jehož koncentrace je 500 ppm (objemových) a aceton (zástupce organických tekavých uhlovodíků), jehož koncentrace je 275 ppm (objemových). Plyn 21 proudí zařízením 1 rychlostí 30 Nm3 za hodinu. Do proudícího plynu 21 je kontinuálně dávkován peroxid vodíku o koncentraci 40 %. Na výstupu 4 ze zařízení 1 je maximální obsah metanolu ve vzduchu 100 ppm a maximální obsah acetonu ve vzduchuje 110 ppm. Zářivky tvořící zdroj 13 byly UVC zářivky vyzařující o vlnové délce 254 nm. Celková ozařovaná plocha přepážek 5 byla 8 m2.Exhaust air from pharmaceutical production is supplied to the inlet 3 of the device 1. The waste air contains methanol (representative of volatile organic hydrocarbons) with a concentration of 500 ppm (volume) and acetone (representative of volatile organic hydrocarbons) with a concentration of 275 ppm (volume). Gas 21 flows through device 1 at a rate of 30 Nm 3 per hour. Hydrogen peroxide with a concentration of 40% is continuously metered into the flowing gas 21. At the outlet 4 of the device 1, the maximum content of methanol in the air is 100 ppm and the maximum content of acetone in the air is 110 ppm. The fluorescent lamps forming the source 13 were UVC fluorescent lamps emitting at a wavelength of 254 nm. The total irradiated area of the partitions 5 was 8 m 2 .
Průmyslová využitelnostIndustrial applicability
Zařízení pro čištění plynů obsahující těkavé organické sloučeniny podle vynálezu najde uplatnění v polygrafickém průmyslu, v lakovnách, provozech zabývajících se výrobou lepidel a nátěThe device for gas purification containing volatile organic compounds according to the invention finds application in the printing industry, in paint shops, plants engaged in the production of adhesives and coatings.
-5CZ 305690 B6 rových hmot, v koželužnách a v neposlední řadě v potravinářském průmyslu, kde je potřeba kontinuálně odbourávat polutanty z těkavých organických sloučenin v odpadních plynech.-5CZ 305690 B6 materials, in tanneries and, last but not least, in the food industry, where it is necessary to continuously decompose pollutants from volatile organic compounds in waste gases.
Claims (20)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ2014-803A CZ2014803A3 (en) | 2014-11-19 | 2014-11-19 | Apparatus for purification of gases containing volatile organic compounds |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ2014-803A CZ2014803A3 (en) | 2014-11-19 | 2014-11-19 | Apparatus for purification of gases containing volatile organic compounds |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CZ305690B6 true CZ305690B6 (en) | 2016-02-03 |
| CZ2014803A3 CZ2014803A3 (en) | 2016-02-03 |
Family
ID=55311004
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CZ2014-803A CZ2014803A3 (en) | 2014-11-19 | 2014-11-19 | Apparatus for purification of gases containing volatile organic compounds |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CZ (1) | CZ2014803A3 (en) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0360941A2 (en) * | 1988-09-30 | 1990-04-04 | Ultrox International | Decompostion of volatile organic halogenated compounds contained in gases and aqueous solutions |
| US5707595A (en) * | 1995-09-29 | 1998-01-13 | Process Technologies, Inc. | Method and apparatus for use in photochemically oxidizing gaseous volatile or semi-volatile organic compounds |
| WO1998046335A1 (en) * | 1997-04-15 | 1998-10-22 | The University Of Western Ontario | Photocatalytic reactor and method for destruction of organic air-borne pollutants |
| CZ27854U1 (en) * | 2014-11-26 | 2015-02-23 | Vysoká škola chemicko- technologická v Praze | Apparatus for purification of gases containing volatile organic compounds |
-
2014
- 2014-11-19 CZ CZ2014-803A patent/CZ2014803A3/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0360941A2 (en) * | 1988-09-30 | 1990-04-04 | Ultrox International | Decompostion of volatile organic halogenated compounds contained in gases and aqueous solutions |
| US5707595A (en) * | 1995-09-29 | 1998-01-13 | Process Technologies, Inc. | Method and apparatus for use in photochemically oxidizing gaseous volatile or semi-volatile organic compounds |
| WO1998046335A1 (en) * | 1997-04-15 | 1998-10-22 | The University Of Western Ontario | Photocatalytic reactor and method for destruction of organic air-borne pollutants |
| CZ27854U1 (en) * | 2014-11-26 | 2015-02-23 | Vysoká škola chemicko- technologická v Praze | Apparatus for purification of gases containing volatile organic compounds |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CZ2014803A3 (en) | 2016-02-03 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR100843986B1 (en) | Advanced air deodorizer | |
| KR101317355B1 (en) | Apparatus for purifying air pollutant from livestock farming | |
| KR100470747B1 (en) | Method and apparatus for eliminating the stench and volatile organic compounds in the polluted air | |
| KR101044810B1 (en) | Volatile organic compounds treatment apparatus and odor treatment apparatus using the same | |
| EP1986703B1 (en) | System for removal of airborne contaminants | |
| KR100803949B1 (en) | Apparatus and method of high efficiency deodorization and air sterilization using advanced oxidation process | |
| KR101946320B1 (en) | Purification apparatus for VOC using photo catalysis | |
| CN205650079U (en) | Advanced oxidation modularization equipment is united in peculiar smell waste gas ozone - photocatalysis | |
| KR101066709B1 (en) | High concentration odor gas or industrial waste disposal method and apparatus | |
| KR100392413B1 (en) | Gas and liquid purification method and apparatus | |
| CN204582928U (en) | Waste water, refuse depot foul gas cleaning equipment | |
| KR100485756B1 (en) | Apparatus for eliminating the stench and volatile organic compounds in the polluted air | |
| CA2417346C (en) | Odor control through air-facilitated injection of hydroxyl radicals | |
| CZ27854U1 (en) | Apparatus for purification of gases containing volatile organic compounds | |
| CN106422767A (en) | Intelligent waste gas photolysis, deodorization and purification method and system | |
| CZ305690B6 (en) | Apparatus for purification of gases containing volatile organic compounds | |
| CN107854984B (en) | Ozone catalytic deodorization device and deodorization method | |
| EP3787698A1 (en) | Method and system for cleaning and disinfection | |
| KR100348413B1 (en) | Uv and ozone producing aop chamber and water-cleaning apparatus using same | |
| KR100606503B1 (en) | Photocatalytic Aeration Apparatus | |
| KR102584115B1 (en) | Gaseous Pollutants Purifying Apparatus | |
| KR20200080938A (en) | Ultraviolet purifying device using ozone gas | |
| KR20110050127A (en) | Purifying apparatus using cylindrical net | |
| RU2742273C1 (en) | Method and device for cleaning air of harmful and odorous substances, uv-lamp and unit of sorption-catalytic backfill for implementation thereof | |
| KR100766272B1 (en) | hybrid system composed of UVor VIS-/photo-catalytic reactor, mixing chamber and biofilter |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | Patent lapsed due to non-payment of fee |
Effective date: 20221119 |