RU2054310C1

RU2054310C1 - Method for purification of gas-air flow from organic impurities

Info

Publication number: RU2054310C1
Authority: RU
Inventors: Лев Самуилович Левин; Сергей Александрович Ершов; Николай Ильич Джус
Original assignee: Лев Самуилович Левин; Сергей Александрович Ершов; Николай Ильич Джус
Priority date: 1992-10-12
Filing date: 1992-10-12
Publication date: 1996-02-20

Abstract

FIELD: chemical industry. SUBSTANCE: gas-air flow with organic impurities is passed through a zone of a volumetric pulse corona discharge of positive polarity. Specific supply power of a reactor with electric discharge is not under 20 kW per 1 cu.m of the reactor volume. The gas-air flow stays in said reactor for at least 0.1 s. Moisture content of the flow before the discharge zone is raised to not less than 20 g/cu.m. EFFECT: higher efficiency. 3 dwg

Description

Изобретение относится к методам и устройствам для их реализации, используемым при очистке воздушных и газовоздушных потоков от паров органических веществ в химической, электротехнической, машиностроительной и других отраслях промышленности в случаях, когда в процессах окраски, пропитки, сушки деталей используются лакокрасочные материалы, приготовленные на основе органических растворителей ацетона, бензола, бутанола, бутилацетата и т.д. The invention relates to methods and devices for their implementation, used in the purification of air and gas-air flows from vapors of organic substances in the chemical, electrical, engineering and other industries in cases where the processes of painting, impregnation, drying of parts use paints prepared on the basis of organic solvents of acetone, benzene, butanol, butyl acetate, etc.

Известен способ очистки отходящих газов от органических веществ [1] при котором осуществляют окисление этих веществ озоном на марганцевокислом катализаторе, причем предварительно очищаемые газы пропускают через зону барьерного электрического разряда. При высокой эффективности способа (около 100% ) срок службы катализатора составляет 350 ч. A known method of purification of exhaust gases from organic substances [1] in which they carry out the oxidation of these substances by ozone on a manganese-acid catalyst, and the pre-treated gases are passed through a zone of electric barrier. With high efficiency of the method (about 100%), the catalyst service life is 350 hours

Недостаток данного способа состоит в необходимости двух ступеней очистки (первая ступень зона электрического разряда, вторая ступень катализатор) и использовании во второй ступени, предназначенной, помимо сказанного, для устранений излишков озона после очистки, довольно дорогого и требующего частой замены катализатора, являющегося, кроме того, токсичным материалом, что усложняет и удорожает очистку. The disadvantage of this method is the need for two stages of purification (the first stage is an electric discharge zone, the second stage is a catalyst) and use in the second stage, which, in addition to the above, is designed to eliminate excess ozone after cleaning, is quite expensive and requires frequent replacement of the catalyst, which is, in addition , toxic material, which complicates and increases the cost of cleaning.

Известен способ очистки газовоздушного потока от примесей органических веществ пропусканием его через зону импульсного коронного разряда. Дополнительно указанный поток обрабатывают в зонах постоянного электрического поля и вихревого электромагнитного поля, что делает его сложным [2]
Целью изобретения является удешевление и упрощение очистки при сохранении ее высокой эффективности.A known method of purifying a gas stream from impurities of organic substances by passing it through a zone of pulsed corona discharge. Additionally, the specified stream is processed in areas of constant electric field and vortex electromagnetic field, which makes it difficult [2]
The aim of the invention is to reduce the cost and simplify cleaning while maintaining its high efficiency.

Цель достигается тем, что газовоздушный поток пропускают через зону самостоятельного электрического разряда, где с помощью образующихся активных частиц происходит полное окисление органических примесей. The goal is achieved by the fact that the gas-air flow is passed through an independent electric discharge zone, where the complete oxidation of organic impurities occurs with the help of the formed active particles.

Существенные отличия предлагаемого способа от прототипа заключаются в следующем. После пропускания потока через зону электрического разряда сразу обеспечивается конечная высокая (близкая к 100%) степень очистки его от органических примесей и при этом в потоке не остается озона и соответственно не требуется принимать мер по его устранению из потока за счет использования катализатора. Significant differences of the proposed method from the prototype are as follows. After passing the stream through the electric discharge zone, the final high (close to 100%) degree of its purification from organic impurities is immediately ensured and no ozone remains in the stream, and accordingly, no measures are required to eliminate it from the stream through the use of a catalyst.

Получение высокой эффективности очистки в зоне электрического разряда достигают за счет использования особого вида разряда, а именно объемного импульсного коронного разряда положительной полярности, причем для устранения возможности образования в зоне разряда озона перед этой зоной в поток вводят дополнительную влагу в капельном или парообразном виде так, что влагосодержание потока увеличивается до величины не менее 20 г/м³, а сам процесс очистки в зоне электрического разряда (в активной зоне реактора) ведут при значениях подводимой удельной мощности не менее 20 кВт на м³ объема реактора и времени пребывания в нем очищаемого потока не менее 0,1 с.Obtaining high cleaning efficiency in the electric discharge zone is achieved through the use of a special type of discharge, namely, volume pulsed corona discharge of positive polarity, and to eliminate the possibility of formation of ozone in the discharge zone in front of this zone, additional moisture is introduced into the stream in a drop or vapor form so that the moisture content of the flow increases to a value of at least 20 g / m ³ , and the cleaning process itself in the electric discharge zone (in the reactor core) is carried out at unit power of at least 20 kW per m ³ of reactor volume and residence time of the cleaned stream in it for at least 0.1 s.

На фиг.1 показан график зависимости эффективности очистки потока от удельнойобъемной мощности реактора; на фиг. 2 то же, от времени пребывания очищаемого потока в реакторе; на фиг. 3 схема осуществления способа. Figure 1 shows a graph of the dependence of the efficiency of the cleaning stream from the specific volumetric power of the reactor; in FIG. 2 the same, from the residence time of the cleaned stream in the reactor; in FIG. 3 diagram of the implementation of the method.

При значениях удельной объемной мощности менее 20 кВт/м³ даже при времени пребывания более 0,1с эффективность очистки падает вследствие недостатка энергии, передаваемое от электрического поля очищаемому потоку (фиг.1).When the values of the specific volumetric power are less than 20 kW / m ^3, even with a residence time of more than 0.1 s, the cleaning efficiency decreases due to a lack of energy transmitted from the electric field to the stream being cleaned (Fig. 1).

При значениях времени пребывания менее 0,1 с даже при требуемой удельной мощности (более 20 кВт/м³) эффективность очистки снижается вследствие недостатка времени для полного окисления молекул органических примесей активными частицами (фиг.2).When the residence time is less than 0.1 s, even at the required specific power (more than 20 kW / m ³ ), the cleaning efficiency is reduced due to the lack of time for the complete oxidation of the molecules of organic impurities by active particles (figure 2).

Повышение влагосодержания очищаемого потока до величины не менее 20 г/м³ гарантирует отсутствие образования в зоне разряда и соответственно на ее выходе озона, что объясняется проявлением кинетических закономерностей процесса диссоциации молекул составляющих газовоздушного потока в разряде и последующих реакций образовавшихся активных частиц с примесями (концентрация озона на выходе из реактора при указанном влагосодержании ниже предела обнаружения по стандартной методике).An increase in the moisture content of the stream to be cleaned to a value of at least 20 g / m ³ ensures that ozone is not formed in the discharge zone and, accordingly, at its outlet, which is explained by the manifestation of kinetic laws of the process of dissociation of molecules of the gas-air stream components in the discharge and subsequent reactions of the formed active particles with impurities (ozone concentration at the outlet of the reactor at the indicated moisture content below the detection limit by standard methods).

Предлагаемый способ реализуется следующим образом (фиг.3). The proposed method is implemented as follows (figure 3).

Очищаемый газовоздушный поток от источника 1 выбросов подают в увлажнитель 2, где он увлажняется путем распыления влаги через пневматические форсунки. Далее увлажненный газовоздушный поток подают в реактор, где производится полное окисление органических примесей до безвредных СО₂ и Н₂О.The cleaned air stream from the source of emissions 1 is fed into the humidifier 2, where it is humidified by spraying moisture through pneumatic nozzles. Next, the humidified gas-air stream is fed into the reactor, where the complete oxidation of organic impurities to harmless CO ₂ and H ₂ O is performed.

П р и м е р. Воздушный поток с содержанием 200 мг/м³ бутилацетата с объемным расходом 5 тыс.м³/ч при температуре 20^оС, отсасываемый от участка покрытия деталей лаком, подается по воздуховоду диаметром 500 мм в реактор, представляющий собой короб прямоугольного сечения 0,5 х 1 м, длиной 1 м, в котором размещены электроды, соединенные через высоковольтные изоляторы с электрическим блоком (источником). Перед реактором в поток вводят распыляемую через форсунку воду в количестве 150 кг/ч, что с учетом естественной влажности 60 отн. повышает влагосодержание очищаемого потока до 25 г/м³. Мощность источника электрического питания составляет 12 кВт, что обеспечивает удельную объемную мощность в активной зоне реактора 24 кВт/м³. Время пребывания очищаемого потока в активной зоне реактора 0,36 с.PRI me R. The air stream with a content of 200 mg / m ³ of butyl acetate at a flow rate of 5 thousand m ³ / h at a temperature of ²⁰ ° C, aspirated from the site varnish parts, is fed via a duct diameter of 500 mm in the reactor, which is a rectangular box 0.5 x 1 m, 1 m long, in which electrodes are placed, connected through high-voltage insulators to an electrical unit (source). Before the reactor, water is sprayed through the nozzle in the amount of 150 kg / h, which, taking into account the natural humidity of 60 rel. increases the moisture content of the cleaned stream to 25 g / m ³ . The power of the electric power source is 12 kW, which provides a specific volumetric power in the reactor core of 24 kW / m ³ . The residence time of the cleaned stream in the reactor core is 0.36 s.

Содержание бутилацетата на выходе из реактора менее 0,5 мг/м³ (ниже предела обнаружения анализатора), эффективность очистки выше 99,75% Озона на выходе реактора не обнаружено.The content of butyl acetate at the outlet of the reactor is less than 0.5 mg / m ³ (below the detection limit of the analyzer), the cleaning efficiency is higher than 99.75% of ozone at the outlet of the reactor was not detected.

Claims

METHOD FOR CLEANING GAS-AIR FLOW FROM IMPURITY OF ORGANIC MATTERS by passing it through the zone of pulsed corona discharge, characterized in that they use volume pulsed corona discharge of positive polarity, before the zone of electric discharge the moisture content of the cleaned gas-air stream is increased to a value of at least 20 g / m ³ , the cleaning process is carried out in the reactor where the electric discharge occurs, with the values of the supplied specific power not less than 20 kW per 1 m ³ of the reactor volume and the residence time of the cleaned outflow of at least 0.1 s.