RU2584997C1

RU2584997C1 - Device for degassing air media, containing fine solid fraction

Info

Publication number: RU2584997C1
Application number: RU2014147258/05A
Authority: RU
Inventors: Георгий Владимирович Дегтярев; Дмитрий Александрович Нормов; Артем Эдуардович Сулейманов; Владимир Федорович Сторчевой; Владимир Георгиевич Дегтярев
Priority date: 2014-12-30
Filing date: 2014-12-30
Publication date: 2016-05-27

Abstract

FIELD: instrument making.

SUBSTANCE: invention relates to devices for continuous treatment and separation of substances according to specific weights containing in industrial, household and other exhaust gases, and can be used in chemical, food and other industries, as well as in municipal services when processing air media of treatment facilities. Device for degassing air environments containing small solid fractions comprises a tapered cylinder housing with tangential feed, drain and sand pipes. In feed pipe, drain pipe, as well as along central axis of housing there are discharge units electrical ozonising devices, wherein cross-sectional areas of tapered cylinder housing, feed, and drain pipes and discharge units are in ratio of 1/(0.5÷0.7), which creates resistance to air flow, which at corresponding air supply pressure, enables creation of stable turbulence.

EFFECT: high quality, as well as more intense processing due to application of high-efficiency continuous technology, allowing to let air flow in device at a rate of 1 5/10 to 3 5/10 m/s depending on structural-technological features.

1 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к устройствам для непрерывной обработки и разделения по удельным весам веществ, находящихся в промышленных, бытовых и других отходящих газах, и может найти применение в химической, энергетической, пищевой и других отраслях промышленности, а также в коммунальном хозяйстве при обработке воздушных сред очистных сооружений.The invention relates to devices for continuous processing and separation by specific gravity of substances in industrial, domestic and other exhaust gases, and can find application in chemical, energy, food and other industries, as well as in public utilities in the treatment of air of treatment facilities .

Известен гидроциклон, содержащий цилиндроконический корпус с тангенциальным входным, сливным и песковым патрубками, у которого в конической части, одно над другим, по высоте, установлены эжектирующие сопла по касательной к поверхности конуса и под углом к его образующей (авт. св. СССР №1132985, МКИ В04С 5/16, БИ №1, 1985).A hydrocyclone is known, comprising a cylindrical conical housing with a tangential inlet, drain and sand nozzles, in which in the conical part, one above the other, in height, ejector nozzles are installed tangentially to the surface of the cone and at an angle to its generatrix (ed. St. USSR No. 1132985 , MKI V04C 5/16, BI No. 1, 1985).

Недостатком данного гидроциклона является то, что в нем не предусмотрено никакого воздействия на бактерии, содержащиеся в обрабатываемой среде, и отсутствия возможности устранения запахов.The disadvantage of this hydrocyclone is that it does not provide any effect on the bacteria contained in the treated medium, and the lack of the ability to eliminate odors.

Известен гидроциклон, включающий цилиндроконический корпус с тангенциальным входным, сливными песковым патрубками, по его центральной оси во внутреннем потоке установлена бактерицидная лампа в герметичном защитном чехле для дезинфицирующего воздействия на обрабатываемою среду (патент РФ №2215591 7 В04С 11/00 Бюл. №31, 10.11.2003).A hydrocyclone is known, including a cylindrical conical housing with a tangential inlet, drain sand nozzles, a bactericidal lamp in a sealed protective cover for disinfecting effects on the medium to be treated is installed along its central axis in the internal stream (RF patent No. 2215591 7 B04C 11/00 Bull. No. 31, 10.11 .2003).

Недостатком данного гидроциклона является то, что в случае применения данного устройства в целях обработки воздушных сред наблюдается недостаточность бактерицидного эффекта из-за короткого промежутка времени обработки, кроме того, отсутствие возможности устранения запахов.The disadvantage of this hydrocyclone is that in the case of using this device for the treatment of air, there is a lack of bactericidal effect due to the short period of processing time, in addition, the inability to eliminate odors.

Техническим результатом является повышение качества, а также интенсификация процесса обработки больших объемов воздуха за малый промежуток времени.The technical result is to improve the quality, as well as the intensification of the process of processing large volumes of air in a short period of time.

Технический результат достигается тем, что в устройстве для дегазации воздушных сред, включающем цилиндроконический корпус, с тангенциальным питающим, сливным и песковым патрубками, согласно изобретению в питающем патрубке, в сливном патрубке, а также по центральной оси корпуса, установлены разрядные блоки электроозонирующих устройств, при этом площади поперечного сечения цилиндроконического корпуса, питающего, сливного патрубков и разрядных блоков выполнены в соотношении 1-(0,5÷0,7), создающем сопротивление воздушному потоку, позволяющее при соответствующем давлении подачи воздуха обеспечить возможность создания устойчивой турбулентности.The technical result is achieved by the fact that in the device for degassing air, including a cylindrical conical housing, with a tangential supply, drain and sand nozzles, according to the invention, discharge blocks of electro-zoning devices are installed in the supply pipe, in the drain pipe, and also along the central axis of the housing, this cross-sectional area of the cylinder-conical housing, supply, drain pipes and discharge blocks are made in the ratio 1- (0.5 ÷ 0.7), creating resistance to air flow, allowing it at the appropriate air supply pressure to provide the ability to create stable turbulence.

Новизна заявляемого устройства заключается в том, что за счет наличия разрядных блоков озонирующих устройств и конструктивных особенностей обеспечивается скорость воздушного потока от 1,5 до 3,5 м/с, создающая устойчивую турбулентность движения воздуха, что влияет на качество обработки, а также из-за того, что при указанных скоростях течения воздушной среды в аппарате образуется устойчивый турбулентный режим в квадратичной зоне сопротивления и естественно произойдет "сработка" озона даже при повышенной концентрации (до 2 мг/м³) в полном объеме и он будет безопасен на выходе из аппарата для окружающих, а эффект обеззараживания максимальным.The novelty of the claimed device lies in the fact that due to the presence of discharge blocks of ozonizing devices and design features, an air flow rate of from 1.5 to 3.5 m / s is provided, which creates stable turbulence of air movement, which affects the quality of processing, as well as the fact that when said ambient air flow velocities in the device is formed in the turbulent regime steady quadratic resistance zone and occur naturally "drawdown" ozone even at high concentrations (up to 2 mg / m ³⁾ in a total of eme, and he will be safe at the exit of the machine to others, and maximum disinfection effect.

Сопоставительный анализ заявляемого устройства с прототипом показывает, что установка разрядных блоков электроозонирующих устройств будет обеспечивать бактерицидную обработку и дегазацию воздушных сред, в то время как одновременно осуществляется отделение любых включений, удельный вес которых больше воздуха. При этом использование О₃ для устранения запахов, например:A comparative analysis of the claimed device with the prototype shows that the installation of the discharge blocks of electrozooning devices will provide bactericidal treatment and degassing of air, while at the same time separation of any inclusions with a specific gravity greater than air is carried out. Moreover, the use of O ₃ to eliminate odors, for example:

1. Ацетон1. Acetone

С₃Н₆О+8O₃→3СO2+3Н₂O+8O₂ C ₃ H ₆ O + 8O ₃ → 3CO ₂ + 3H ₂ O + 8O ₂

2. Бензол2. Benzene

С₆Н₆+10O₃→6СО₂+3Н₂O+11O₃ C ₆ H ₆ + 10O ₃ → 6CO ₂ + 3H ₂ O + 11O ₃

3. Аммиак3. Ammonia

2NH₃+3О₃→N₂+3H₂O+3O₂ даст возможность эффективно устранять химические элементы со специфическим неприятным запахом. Кроме того, все эти процессы будут осуществляться непрерывно, а циркулирующий с высокими скоростями воздух будет одновременно обрабатываться озоном и охлаждать разрядные устройства. Использование именно такого принципа действия устройства обеспечивает возможность повышения удельной нагрузки по озону на единицу объема обрабатываемой воздушной массы из-за того, что в аппарате время пребывания обрабатываемой массы значительно, так как поток движется непрерывно, циркулируя вначале в одном направлении, а затем в противоположном, то есть турбулентном. При скорости потока воздуха в пределах от 1,5 до 3,5 м/с озон будет успевать воздействовать на обрабатываемый воздух в необходимом объеме для получения максимального обеззараживающего эффекта и по возможности снижает концентрацию до 0,1 мг/м и будет безопасен на выходе из аппарата. Таким образом, в соответствии с вышеизложенным, предложенное техническое решение соответствуют критерию «изобретательский уровень».2NH ₃ + 3O ₃ → N ₂ + 3H ₂ O + 3O ₂ will make it possible to effectively eliminate chemical elements with a specific unpleasant odor. In addition, all these processes will be carried out continuously, and the air circulating at high speeds will be simultaneously treated with ozone and cool the discharge devices. The use of just such a principle of the device’s operation makes it possible to increase the specific ozone load per unit volume of the treated air mass due to the fact that the residence time of the processed mass in the apparatus is significant, since the flow moves continuously, circulating first in one direction and then in the opposite direction. that is turbulent. At an air flow rate in the range from 1.5 to 3.5 m / s, ozone will have time to act on the treated air in the required volume to obtain the maximum disinfecting effect and, if possible, reduce the concentration to 0.1 mg / m and will be safe at the exit apparatus. Thus, in accordance with the foregoing, the proposed technical solution meets the criterion of "inventive step".

Сущность изобретения поясняется чертежами, на фиг. 1 изображен общий вид устройства для дегазации для воздушных сред, содержащих мелкую твердую фракцию.The invention is illustrated by drawings, in FIG. 1 shows a general view of a degassing device for air media containing a fine solid fraction.

Устройство для дегазации для воздушных сред, содержащих мелкую твердую фракцию, включает корпус цилиндроконический 1, который тангенциально соединен с питающим патрубком 2, на центральной оси аппарата расположены с одной стороны сливной патрубок 3, а с противоположной - песковый патрубок 4. В корпусе в сливном патрубке 3 установлен разрядный блок озонатора 5 (см. фиг. 1). Площади поперечного сечения цилиндроконического корпуса, питающего, сливного патрубков и разрядного блока выполнены в следующем порядке: площадь поперечного сечения цилиндрического корпуса относительно поперечного сечения входа сливного патрубка находится в соотношении 1:(0,5-0,7), в данном случае за единицу берется площадь поперечного сечения цилиндрического корпуса, а поперечное сечение входа сливного патрубка к поперечному сечению разрядного блока взяты в соотношении 1:(0,5-0,7), в этом случае за единицу берется поперечное сечение входа сливного патрубка, при таком соотношении площадей поперечных сечений создается сопротивление воздушному потоку и потери давления на местное сопротивление порядка 20-40 Па, при скорости воздушного потока 1,5-3,5 м/с, позволяющее при соответствующем давлении подачи воздуха обеспечить возможность создания устойчивой турбулентности, т.к. при различных давлениях на входе и сопротивлении воздушному потоку будет изменять его скорость внутри устройства от 1,5 до 3,5 м/с.The device for degassing for air containing a fine solid fraction includes a cylindrical housing 1, which is tangentially connected to the supply pipe 2, on the central axis of the apparatus there is a drain pipe 3 on one side, and a sand pipe 4 on the opposite side. In the case in a drain pipe 3, the discharge unit of the ozonizer 5 is installed (see Fig. 1). The cross-sectional area of the cylinder-conical housing, the supply, drain pipes and discharge block is made in the following order: the cross-sectional area of the cylindrical housing relative to the cross section of the inlet of the drain pipe is in the ratio 1: (0.5-0.7), in this case, the unit the cross-sectional area of the cylindrical body, and the cross section of the inlet of the drain pipe to the cross section of the discharge block is taken in the ratio 1: (0.5-0.7), in this case, the cross section of the inlet is taken drain pipe, with this ratio of cross-sectional areas creates resistance to air flow and pressure loss on the local resistance of the order of 20-40 Pa, at an air flow rate of 1.5-3.5 m / s, which allows for the creation of a stable turbulence, as at various inlet pressures and resistance to air flow, its speed inside the device will change from 1.5 to 3.5 m / s.

Устройство для дегазации для воздушных сред, содержащих мелкую твердую фракцию, работает следующим образом: обрабатываемая воздушная среда подается под напором, полученным за счет механического привода (вентилятора), либо за счет вакуума в корпус цилиндроконического циклона 1, через тангенциально расположенный питающий патрубок 2. Вследствие такого подвода воздуха он приобретает в корпусе устройства 1 турбулентное движение. Центробежные силы, возникающие при этом, выделят из воздуха все включения, удельный вес которых больше веса воздуха, и отожмут эту часть потока к стенке корпуса устройства 1 и под действием того же напора эта часть будет выведена наружу через песковый патрубок 4. Основная же часть потока воздушной среды, уже без крупных твердых фракций включений, поворачивает на 180°, образует внутренний, также вращающийся, поток, но направляющийся к сливному патрубку 3, где поступает на разрядный блок озонатора 5. Вследствие того, что в корпусе 1 поток движется, вращаясь вначале во внешнем потоке, а затем, очистившись от различных включений, более осветленный, поворачивает на 180° и опять вращается при скоростях потока от 1.5 до 3,5 м/с, обеспечивается устойчивая турбулентность потока в квадратичной зоне сопротивления, где происходит интенсивное обеззараживание и дегазация воздушной среды, чему способствует активное насыщение воздуха озоном, полученным в результате ионизации кислорода воздуха, прошедшего через разрядный блок электроозонирующего устройства 5, расположенного на входе сливного бака 3. Интенсивное вращательное движение воздушного потока с достаточно большой скоростью потока от 1.5 до 3,5 м/с, входящего в разрядное устройство электроозонатора, способствует равномерной обработке воздушной среды и охлаждению разрядных блоков электроозонирующих устройств.The device for degassing for air containing a fine solid fraction works as follows: the processed air is supplied under pressure obtained by a mechanical drive (fan), or by vacuum into the housing of the cylindrical cyclone 1, through a tangentially located supply pipe 2. As a result Such an air supply, he gets in the body of the device 1 turbulent movement. The centrifugal forces arising from this will separate all inclusions from the air, the specific gravity of which is greater than the weight of air, and wring out this part of the flow to the wall of the housing of the device 1 and under the influence of the same pressure this part will be brought out through the sand pipe 4. The main part of the flow air, already without large solid fractions of inclusions, rotates 180 °, forms an internal, also rotating, stream, but heading to the drain pipe 3, where it enters the discharge block of ozonizer 5. Due to the fact that the stream moves in case 1, rotating first in the external flow, and then cleansed of various inclusions, more clarified, rotates 180 ° and again rotates at flow velocities from 1.5 to 3.5 m / s, stable flow turbulence is ensured in the quadratic resistance zone, where intensive disinfection occurs and degassing of the air, which is facilitated by the active saturation of air with ozone, obtained as a result of ionization of oxygen in the air passed through the discharge unit of the electrozoning device 5 located at the inlet of the drain tank 3. Intensive rotational movement of the air flow with a sufficiently high flow velocity from 1.5 to 3.5 m / s, included in the discharge device of the electric shielding device, promotes uniform processing of the air and cooling the discharge blocks of the electric shielding device.

Повышение эффективности обеззараживания и дегазации воздушных сред заключается в комплексности ее обработки, то есть очистка от различных включений менее 0,1 мм и активное насыщение воздуха озоном, что способствует более качественной обработке воздушных сред, а именно обеззараживанию и дегазации.Improving the effectiveness of disinfection and degassing of air is the complexity of its processing, that is, cleaning from various inclusions less than 0.1 mm and the active saturation of air with ozone, which contributes to a better treatment of air, namely disinfection and degassing.

Claims

A device for the degassing of air containing fine solid fractions, including a cylindrical housing with a tangential feed, drain and sand nozzles, characterized in that in the feed nozzle, in the drain nozzle, as well as along the central axis of the housing, discharge blocks of electric zoning devices are installed, while the area the cross section of the cylindrical-conical housing, supply, drain pipes and discharge blocks are made in the ratio 1 / (0.5 ÷ 0.7), which creates resistance to air flow, allowing at appropriate air pressure to provide the ability to create stable turbulence.