RU2160625C1 - Gas separating apparatus - Google Patents
Gas separating apparatus Download PDFInfo
- Publication number
- RU2160625C1 RU2160625C1 RU99124235A RU99124235A RU2160625C1 RU 2160625 C1 RU2160625 C1 RU 2160625C1 RU 99124235 A RU99124235 A RU 99124235A RU 99124235 A RU99124235 A RU 99124235A RU 2160625 C1 RU2160625 C1 RU 2160625C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- corona
- housing
- gas
- separation
- forming electrode
- Prior art date
Links
Landscapes
- Exhaust Gas After Treatment (AREA)
Abstract
Description
Предлагаемое техническое решение относится к аппаратам для разделения и очистки газов, санитарных и вентиляционных воздушных выбросов, дымовых газов, паровоздушных смесей от гомогенных примесей и может найти применение в химической, нефтехимической, металлургической, машиностроительной, автомобильной, лакокрасочной, топливной и других отраслях промышленности, а также в экологических процессах газоочистки. The proposed technical solution relates to devices for the separation and purification of gases, sanitary and ventilation air emissions, flue gases, vapor-air mixtures from homogeneous impurities and can be used in chemical, petrochemical, metallurgical, engineering, automotive, paint and varnish, fuel and other industries, and also in environmental gas cleaning processes.
Известна конструкция электрофильтра, содержащая корпус с осадительным электродом и крышку с коронирующим электродом, снабженную направляющим патрубком с размещенными на наружной поверхности в спиральных пазах электродами бегущего поля (Авт. св. СССР N 886944, B 01 D 35/06, 1981)
К причинам, препятствующим достижению заданного технического результата, относится недостаточная селективность, степень очистки и скорость разделения газов, вентиляционных выбросов, дымовых газов, паровоздушных смесей из-за ионизации в коронирующем разделе молекул всех газов, входящих в смесь.A known design of an electrostatic precipitator, comprising a housing with a precipitation electrode and a cover with a corona electrode, equipped with a guide pipe with traveling field electrodes placed on the outer surface in spiral grooves (Aut. St. USSR N 886944, B 01 D 35/06, 1981)
The reasons that impede the achievement of a given technical result include insufficient selectivity, degree of purification and rate of separation of gases, ventilation emissions, flue gases, vapor-air mixtures due to ionization in the corona section of the molecules of all gases included in the mixture.
Известен аппарат, в котором реализуется способ электрической обработки потока воздуха, включающий разделение его на два потока и обработку их электрическими разрядами, причем сначала весь поток воздуха обрабатывают коронным разрядом, а затем после разделения один из потоков обрабатывают искровым разрядом (Ав. св. СССР N 952340, B 03 C 3/38, 1982). A device is known in which a method for electrically treating an air stream is implemented, including dividing it into two streams and treating them with electric discharges, first, the entire air stream is treated with a corona discharge, and then after separation one of the streams is treated with a spark discharge (St. USSR N 952340, B 03 C 3/38, 1982).
К причинам, препятствующим достижению заданного технического результата, относится малая селективность, степень очистки и скорость разделения газов из-за ионизации в коронирующем и искровом разрядах молекул всех газов, входящих в газовую смесь. The reasons that impede the achievement of a given technical result include low selectivity, degree of purification, and gas separation rate due to ionization in the corona and spark discharges of the molecules of all gases included in the gas mixture.
Наиболее близким техническим решением, выбранным за прототип, является аппарат для разделения газа, содержащий корпус с патрубками входа исходного газа и выхода продуктов разделения, отделенных друг от друга перегородкой, снабженной отверстиями и установленной вдоль стенки корпуса, коронирующий электрод, расположенный по оси корпуса и подключенный к высоковольтному выводу источника постоянного напряжения, а второй вывод источника постоянного напряжения подключен к корпусу аппарата, при этом перегородка выполнена из диэлектрического материала с удельным сопротивлением, подбираемым по специальной формуле, и учитывающей геометрические размеры, напряженность электрополя, а также диэлектрическую проницаемость и подвижность ионов разделяемого газа (Авт. св. СССР N 1662646, B 01 D 53/32, 1991). The closest technical solution selected for the prototype is a gas separation apparatus comprising a housing with nozzles for the input of the source gas and the output of the separation products separated from each other by a partition provided with holes and installed along the wall of the housing, a corona electrode located along the axis of the housing and connected to a high-voltage output of a constant voltage source, and the second output of a constant voltage source is connected to the apparatus body, while the partition is made of dielectric material with resistivity, selects a special formula, and takes into account the geometrical dimensions, electric field of strength as well as dielectric constant and ion mobility shared gas (Ed. St. USSR N 1662646, B 01 D 53/32, 1991).
К причинам, препятствующим достижению заданного технического результата, относится недостаточная селективность разделения, степень и скорость очистки, так как ионизации в коронном разряде подвергаются как молекулы примесей, так и молекулы основного потока газа. The reasons that impede the achievement of a given technical result include insufficient separation selectivity, degree and speed of purification, since both impurity molecules and molecules of the main gas stream undergo ionization in the corona discharge.
Задачей предлагаемого технического решения является создание аппарата, позволяющего в коронном разряде селективно ионизировать молекулы одного из компонентов газовой смеси, используя лазерное монохроматическое излучение с частотой, равной частоте колебаний молекул извлекаемого компонента в газовой смеси. The objective of the proposed technical solution is to create an apparatus that selectively ionizes the molecules of one of the components of the gas mixture in the corona discharge using laser monochromatic radiation with a frequency equal to the vibration frequency of the molecules of the extracted component in the gas mixture.
Техническим результатом является увеличение селективности разделения, степени очистки и скорости разделения смеси газов или паровоздушных смесей на составляющие компоненты и очистка воздуха или дымовых газов от вредных примесей за счет резонансных колебаний молекул одного из компонентов газовой смеси в монохроматическом лазерном луче. The technical result is to increase the separation selectivity, the degree of purification and the speed of separation of a mixture of gases or vapor-air mixtures into constituent components and the purification of air or flue gases from harmful impurities due to resonant vibrations of the molecules of one of the components of the gas mixture in a monochromatic laser beam.
Поставленный технический результат достигается тем, что в аппарате для очистки газа, содержащем цилиндрический корпус с патрубками входа исходного газа и выхода продуктов разделения, отделенными друг от друга цилиндрической перфорированной перегородкой, выполненной из диэлектрического материала, коронирующий электрод, расположенный по оси корпуса и подключенный к высоковольтному выводу источника постоянного напряжения, а второй вывод источника подключен к корпусу аппарата или заземлен, аппарат дополнительно снабжен резонатором, включающим лазерный излучатель и зеркальный отражатель, причем коронирующий электрод выполнен в виде пористой трубки, нижняя часть которой соединена с патрубком входа исходного газа, а на верхней закреплен зеркальный отражатель, при этом лазерный излучатель, обеспечивающий подачу монохроматического кольцевого луча вдоль коронирующего электрода, установлен в нижней части корпуса осесимметрично с коронирующим электродом. The technical result is achieved by the fact that in the apparatus for gas purification, containing a cylindrical body with nozzles of the inlet of the source gas and the output of the separation products separated from each other by a cylindrical perforated partition made of dielectric material, a corona electrode located along the axis of the housing and connected to a high-voltage the output of the constant voltage source, and the second output of the source is connected to the body of the device or is grounded, the device is additionally equipped with a resonator, in a laser emitter and a specular reflector, wherein the corona electrode is made in the form of a porous tube, the lower part of which is connected to the inlet of the source gas, and a mirror reflector is fixed to the top, while a laser emitter providing a monochromatic ring beam along the corona electrode is installed in the bottom parts of the housing axisymmetrically with the corona electrode.
Выполнение коронирующего электрода в виде пористой трубки, соединенной в нижней части с патрубком входа исходного газа, позволяет равномерно подавать исходный газ через зону короны, а установка лазерного излучателя в нижней части корпуса осесимметрично с коронирующим электродом позволяет при подаче монохроматического кольцевого луча с частотой, равной резонансной частоте колебаний разделяемого компонента газовой смеси, селективно ионизировать в зоне короны молекулы этого компонента, которые под действием электрического поля проходят через поры в перфорированной цилиндрической перегородке, разряжаются на корпусе аппарата и выходят через патрубок выхода продуктов разделения, а основной поток газа, отделенный от этого компонента газовой смеси перфорированной цилиндрической перегородкой, выходит через другой патрубок выхода продуктов разделения. Установка зеркального отражателя в верхней части пористой трубки коронирующего электрода позволяет возвращать ионы резонирующего компонента газовой смеси и энергетический поток лазерного излучения в зону коронирующего разряда, образующегося вокруг пористой трубки коронирующего электрода. The implementation of the corona electrode in the form of a porous tube connected in the lower part to the source gas inlet pipe allows you to evenly supply the source gas through the corona zone, and the installation of a laser emitter in the lower part of the housing axisymmetrically with the corona electrode allows for the supply of a monochromatic ring beam with a frequency equal to the resonant the vibration frequency of the separated component of the gas mixture, selectively ionize in the corona zone the molecules of this component, which under the influence of an electric field pass ny through the pores in the perforated cylindrical wall, are discharged on the unit and out through the nozzle exit separation products, and the main gas stream is separated from the gas mixture of the component a perforated cylindrical wall, exits through another exit nozzle separation products. The installation of a mirror reflector in the upper part of the porous tube of the corona electrode allows the ions of the resonating component of the gas mixture and the energy flux of the laser radiation to be returned to the zone of the corona discharge formed around the porous tube of the corona electrode.
Это позволяет увеличить селективность разделения и скорость разделения газовой смеси на два основных потока: основной газовый поток, обедненным одним из компонентов, и второй газовый поток, содержащий преимущественно молекулы этого компонента. Кроме того, уменьшается расход энергии, так как ионизации в коронном разряде подвергаются преимущественно только молекулы одного из компонентов газовой смеси, частота колебаний которых резонирует с частотой монохроматического лазерного излучения. This allows you to increase the separation selectivity and the rate of separation of the gas mixture into two main streams: the main gas stream depleted in one of the components, and a second gas stream containing mainly molecules of this component. In addition, energy consumption is reduced, since only molecules of one of the components of the gas mixture, the vibration frequency of which resonates with the frequency of monochromatic laser radiation, undergo ionization in the corona discharge.
Таким образом, лазерный излучатель в совокупности с зеркальным отражателем образуют резонатор, обеспечивающий селективную ионизацию молекул разделяемого газа, собственная частота колебаний которых совпадает с частотой вынужденных колебаний резонатора. Thus, the laser emitter in combination with a mirror reflector form a resonator that provides selective ionization of the molecules of the shared gas, the natural frequency of which coincides with the frequency of the forced oscillations of the resonator.
Проведенный заявителем анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам информации, и выявление источников, содержащих сведения об аналогах заявленного изобретения, позволил установить, что заявителем не обнаружен аналог, характеризующийся признаками, идентичными всем существенным признакам заявленного изобретения, а определение из перечня аналогов прототипа, как наиболее близкого по совокупности признаков аналога, позволил выявить совокупность существенных по отношению к усматриваемому заявителем техническому результату отличительных признаков в заявленном объекте, изложенных в формуле изобретения. The analysis of the prior art by the applicant, including a search by patent and scientific and technical sources of information, and the identification of sources containing information about analogues of the claimed invention, allowed to establish that the applicant did not find an analogue characterized by features identical to all the essential features of the claimed invention, and the definition of the list of analogues of the prototype, as the closest in the totality of the features of the analogue, allowed to identify the totality of essential in relation to the alleged Lemma technical result in the distinguishing features of the claimed subject set out in the claims.
Следовательно, заявленное изобретение соответствует требованию "новизна" по действующему законодательству. Для проверки соответствия заявленного изобретения требованию изобретательского уровня заявитель провел дополнительный поиск известных решений с целью выявления признаков, совпадающих с отличительными от прототипа признаками заявленного изобретения, результаты которого показывают, что заявленное изобретение не следует для специалистов явным образом из известного уровня техники, поскольку из уровня техники, определенного заявителем, не выявлено влияние предусматриваемых существенными признаками заявляемого изобретения преобразований на достижение технического результата. Therefore, the claimed invention meets the requirement of "novelty" under applicable law. To verify the compliance of the claimed invention with the requirements of the inventive step, the applicant conducted an additional search for known solutions in order to identify features that match the distinctive features of the claimed invention from the prototype, the results of which show that the claimed invention does not follow explicitly from the prior art, since the prior art , defined by the applicant, the influence of the essential features of the claimed invention is not revealed transformed tion to achieve a technical result.
Следовательно, заявленное изобретение соответствует требованию "изобретательский уровень" по действующему законодательству. Therefore, the claimed invention meets the requirement of "inventive step" under applicable law.
На чертеже изображен аппарат для разделения газа. Аппарат содержит цилиндрический корпус 1 с патрубками входа исходного газа 2 и выхода 3 продуктов разделения, цилиндрическую перфорированную перегородку 4 из диэлектрического материала, коронирующий электрод 5, выполненный в виде пористой трубки, которая в нижней части соединена с патрубком входа исходного газа 2, а на верхней закреплен зеркальный отражатель 6. В нижней части корпуса 1 осесимметрично с коронирующим электродом 5 установлен лазерный излучатель 7 для подачи монохроматического кольцевого луча вдоль коронирующего электрода 5 с резонансной частотой колебаний, равной частоте колебаний молекул извлекаемого компонента из газовой смеси. Таким образом, лазерный излучатель 7 в совокупности с зеркальным отражателем 6 образуют резонатор, позволяющий селективно ионизировать только те молекулы газовой смеси, подаваемой в аппарат на разделения, собственная частота колебаний которых равна вынужденной частоте колебаний резонатора. The drawing shows a gas separation apparatus. The apparatus comprises a cylindrical body 1 with nozzles for the input of the source gas 2 and the outlet 3 of the separation products, a cylindrical perforated partition 4 of dielectric material, a corona electrode 5 made in the form of a porous tube, which is connected in the lower part to the source gas inlet 2, and on the upper a mirror reflector is mounted 6. A laser emitter 7 is mounted axisymmetrically with the corona electrode 5 in the lower part of the housing 1 to supply a monochromatic ring beam along the corona electrode 5 s resonant vibrational frequency equal to the vibrational frequency of the molecules of the extracted component from the gas mixture. Thus, the laser emitter 7 in conjunction with the mirror reflector 6 form a resonator that allows you to selectively ionize only those molecules of the gas mixture supplied to the apparatus for separation, the natural vibration frequency of which is equal to the forced oscillation frequency of the resonator.
Коронирующий электрод 5 и патрубок входа газа 2 отделен от корпуса 1 диэлектрической пробкой 8. The corona electrode 5 and the gas inlet pipe 2 are separated from the housing 1 by a dielectric plug 8.
Патрубок 2 соединен с одним полюсом 9 источника высокого напряжения, а корпус 1 соединен с другим полюсом или заземлен 10. The pipe 2 is connected to one pole 9 of the high voltage source, and the housing 1 is connected to the other pole or grounded 10.
Аппарат для разделения газа работает следующим образом. По потрубку 2 в пористую трубку коронирующего электрода 5 подают исходный газ. На полюс 9 подают высокое напряжение, под действием которого вокруг поверхности пористой трубки коронирующего электрода 5 образуется корона за счет ионизации молекул газа, выходящих через боковую поверхность пористой трубки. Так как кольцевая зона вблизи поверхности коронирующего электрода 5 пронизывается монохроматическим кольцевым лучом от лазерного излучателя 7 с частотой колебаний, равной резонансной частоте колебаний извлекаемого компонента из газовой смеси, то ионизироваться в коронном разряде будут преимущественно молекулы извлекаемого компонента, которые под действием электрического поля будут проходить в поперечном направлении к противоположно заряженной осадительной поверхности корпуса 1 через отверстия в перфорированной перегородке 4 из диэлектрического материала. Apparatus for separating gas works as follows. A source gas is supplied through a tube 2 to a porous tube of a corona electrode 5. A high voltage is applied to the pole 9, under the influence of which a corona is formed around the surface of the porous tube of the corona electrode 5 due to the ionization of gas molecules exiting through the side surface of the porous tube. Since the annular zone near the surface of the corona electrode 5 is pierced by a monochromatic ring beam from the laser emitter 7 with an oscillation frequency equal to the resonant oscillation frequency of the extracted component from the gas mixture, the molecules of the extracted component will be ionized in the corona discharge, which will pass under the influence of an electric field in transverse to the oppositely charged precipitation surface of the housing 1 through holes in the perforated partition 4 of di electrical material.
Зеркальный отражатель 6 препятствует свободному выходу ионов и лазерного луча, возвращая их в рабочую зону между коронирующим электродом 5 и перфорированной перегородкой 4. The mirror reflector 6 prevents the free exit of ions and the laser beam, returning them to the working area between the corona electrode 5 and the perforated partition 4.
Ионы извлекаемого компонента на поверхности корпуса 1 нейтрализуются, и их отводят из корпуса через патрубок 3. Таким образом, через патрубок 3 выводят поток газа, обогащенный молекулами извлекаемого компонента, а через центральный патрубок 3 - основной поток газа, очищенный от молекул извлекаемого компонента. The ions of the extracted component on the surface of the housing 1 are neutralized, and they are removed from the housing through the nozzle 3. Thus, through the nozzle 3 a gas stream enriched in the molecules of the extracted component is withdrawn, and through the central nozzle 3 the main gas stream is purified from the molecules of the extracted component.
Предлагаемая конструкция аппарата для разделения газа позволяет в основной технологии увеличить селективность разделения и скорость разделения газа, так как применение монохроматического лазерного излучения с резонансной частотой, равной частоте колебаний молекул извлекаемого компонента, обеспечивает ионизацию в коронирующем разряде преимущественно именно этих молекул. В экологии при очистке газов и воздуха от вредных примесей ионизация последних в монохроматическом лазерном луче с частотой излучения, равной частоте колебаний вредных примесей в зоне коронирующего разряда, позволяет увеличить степень очистки основного потока газа или очищаемого воздуха, уменьшить расход энергии, габариты аппарата и время разделения. The proposed design of a gas separation apparatus makes it possible in the main technology to increase the separation selectivity and gas separation rate, since the use of monochromatic laser radiation with a resonant frequency equal to the vibration frequency of the molecules of the extracted component ensures ionization of these molecules mainly in the corona discharge. In ecology, when gases and air are cleaned of harmful impurities, ionization of the latter in a monochromatic laser beam with a radiation frequency equal to the frequency of vibrations of harmful impurities in the corona discharge zone allows to increase the degree of purification of the main gas or air stream to be cleaned, to reduce energy consumption, apparatus dimensions and separation time .
Таким образом, вышеизложенные сведения свидетельствуют о выполнении и использовании в заявленном изобретении следующей совокупности условий:
- аппарат, воплощающий заявленное изобретение при осуществлении, предназначен для селективного разделения и очистки газов, паровоздушных смесей, санитарных и вентиляционных воздушных выбросов от молекул примесей и может найти применение в химической, нефтехимической, металлургической, машиностроительной, лакокрасочной, топливной и других отраслях промышленности;
- для заявленного изобретения в том виде, как оно охарактеризовано в формуле изобретения, подтверждена возможность его осуществления с помощью описанных в заявке и известных до даты приоритета средств и методов;
- средство, воплощающее заявленное изобретение при его осуществлении, способно обеспечить достижение технического результата.Thus, the above information indicates the fulfillment and use in the claimed invention of the following combination of conditions:
- the apparatus embodying the claimed invention in the implementation is intended for the selective separation and purification of gases, vapor-air mixtures, sanitary and ventilation air emissions from impurity molecules and can be used in chemical, petrochemical, metallurgical, machine-building, paint and varnish, fuel and other industries;
- for the claimed invention in the form described in the claims, the possibility of its implementation using the means and methods described in the application and known prior to the priority date is confirmed;
- a tool embodying the claimed invention in its implementation, is able to ensure the achievement of a technical result.
Следовательно, заявленное изобретение соответствуют требованию "промышленная применимость". Therefore, the claimed invention meets the requirement of "industrial applicability".
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU99124235A RU2160625C1 (en) | 1999-11-16 | 1999-11-16 | Gas separating apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU99124235A RU2160625C1 (en) | 1999-11-16 | 1999-11-16 | Gas separating apparatus |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2160625C1 true RU2160625C1 (en) | 2000-12-20 |
Family
ID=20227084
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU99124235A RU2160625C1 (en) | 1999-11-16 | 1999-11-16 | Gas separating apparatus |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2160625C1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2665583C1 (en) * | 2017-03-17 | 2018-08-31 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кузбасский государственный технический университет имени Т.Ф. Горбачева" (КузГТУ) | Laser installation dust control method |
| CN110966690A (en) * | 2018-09-27 | 2020-04-07 | 亿轶智能科技(上海)有限公司 | A light ion module for air sterilization purifies |
-
1999
- 1999-11-16 RU RU99124235A patent/RU2160625C1/en active
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2665583C1 (en) * | 2017-03-17 | 2018-08-31 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кузбасский государственный технический университет имени Т.Ф. Горбачева" (КузГТУ) | Laser installation dust control method |
| CN110966690A (en) * | 2018-09-27 | 2020-04-07 | 亿轶智能科技(上海)有限公司 | A light ion module for air sterilization purifies |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| AU581554B2 (en) | Method of removing so2, nox and particles from gas mixtures using streamer corona | |
| US5003774A (en) | Apparatus for soot removal from exhaust gas | |
| JP2004534651A (en) | Apparatus for electrostatic purification of gas and method for operation of the apparatus | |
| DE69523488D1 (en) | Method and device for igniting plasmas in a process module | |
| KR20010040279A (en) | Modular dielectric barrier discharge device for pollution abatement | |
| KR101993636B1 (en) | Air cleaning and deodorizing device | |
| KR102014892B1 (en) | Plasma generating device used for water treatment apparatus or the like | |
| RU2160625C1 (en) | Gas separating apparatus | |
| CN207996746U (en) | Charge device | |
| EP0083845A1 (en) | Process and apparatus for reducing the environment pollution effect of exhaust and other gases | |
| JP2008006371A (en) | Dust collector | |
| RU2357931C2 (en) | Device for cold desalination, activation and treatment of water from any natural source | |
| Gasparik et al. | Effect of CO2 and water vapors on NOx removal efficiency under conditions of DC corona discharge in cylindrical discharge reactor | |
| RU2161284C1 (en) | Gas cleaning unit | |
| WO2003080234A1 (en) | Method for abatement of voc in exhaust gases by wet pulse corona discharge | |
| RU2283185C1 (en) | Device for cleaning gas | |
| RU2164175C1 (en) | Gas cleaning unit | |
| RU2792874C1 (en) | Air cleaner | |
| US20230347008A1 (en) | Air cleaning device | |
| Nomura et al. | A study of NO removal by packed-beads discharge reactor | |
| RU2135295C1 (en) | Device for gas cleaning | |
| JPH03267113A (en) | Method and device for treating gas by using high-frequency creeping discharge | |
| SU1483205A1 (en) | Device for treating damp air | |
| RU2159665C1 (en) | Device for cleaning air from toxic admixtures | |
| EP4257242A1 (en) | Air purification device |