RU2639786C1

RU2639786C1 - Catcher

Info

Publication number: RU2639786C1
Application number: RU2016137707A
Authority: RU
Inventors: Юрий Юрьевич Трушков; Алексей Павлович Каменских; Луиза Евгеньевна Макарова; Александр Федорович Шевченко; Алексей Юрьевич Трушков
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "ВЕНТМОНТАЖ" (ООО "ВЕНТМОНТАЖ")
Priority date: 2016-09-21
Filing date: 2016-09-21
Publication date: 2017-12-22

Abstract

FIELD: ventilation.SUBSTANCE: device for wet cleaning of polluted air from toxic gases can be used to purify air from harmful emissions during production, manufacture and processing of bulk materials, in particular for air purification from phenol during production, packaging and processing of phenol-containing polymers. The catcher contains a body of a contact tank of a cylindrical shape with a lower part of a cone shape, partially filled with liquid to form an air gap between the ceiling of the tank and a liquid surface, an inlet nozzle for introducing polluted air, a separator with an outlet nozzle for clean air, and a drain nozzle at the bottom of the contact tank. A grating is placed in the horizontal plane between the cylindrical and cone shaped parts of the contact tank body. Above the contact tank there is a spray chamber with rows of injectors fed through the collector with liquid from the contact tank by means of a circulation pump. Above the injectors there is the separator with the outlet nozzle for clean air. On the upper part of the contact tank between the inlet nozzle and the body of the spray chamber there is a hollow rotating body with blades installed vertically eccentrically with immersion in the upper part of the liquid. A heating element is placed in the cavity of the rotating body, and in the area of the air gap the rotating body is made with an air-insulated covering. As a liquid, either an aqueous solution of slaked lime or an oily aqueous solution of caustic potassium or sodium is used.EFFECT: simplifying the design, increasing the efficiency of air purification from the premises, ensuring the prompt collection of phenol and its further use in the form of phenolates.4 dwg

Description

Изобретение относится к устройствам мокрой очистки загрязненного воздуха от токсичных газов. Оно может быть использовано для очистки воздуха от вредных выбросов при производстве, изготовлении и переработке сыпучих материалов, в частности для очистки от фенола воздуха при производстве, упаковке и переработке фенолсодержащих полимеров.The invention relates to a device for wet cleaning of polluted air from toxic gases. It can be used for purification of air from harmful emissions in the production, manufacture and processing of bulk materials, in particular for purification of phenol from air in the production, packaging and processing of phenol-containing polymers.

Известно устройство-пылеуловитель для мокрой очистки воздуха (а.с. №1386252, МПК B01D 47/06, от 14.04.86 г.), содержащий корпус с патрубками ввода и вывода воздуха, патрубками слива жидкости. При этом внутри корпуса размешена перегородка, разделяющая его на камеру запыленного воздуха, в которой размещены форсунки для распыла жидкости, и камеру очищенного воздуха, в которой также размещены форсунки и каплеуловитель. Форсунки установлены с перекрытием факелом распыла жидкости всего сечения камер над контактными элементами и ориентированы к ним, в качестве контактных элементов использованы жалюзи первой и второй системы очистки.A known device is a dust collector for wet air purification (a.s. No. 1386252, IPC B01D 47/06, 04/14/86), comprising a housing with air inlet and outlet nozzles, liquid discharge nozzles. At the same time, a partition is placed inside the housing, dividing it into a dusty air chamber, in which nozzles for spraying liquid are placed, and a purified air chamber, in which nozzles and a droplet eliminator are also placed. Nozzles are installed with the spray torch blocking the entire section of the chambers above the contact elements and oriented towards them; the blinds of the first and second cleaning systems are used as contact elements.

Устройство не обеспечивает в полной мере улавливания газовой составляющей - фенола, т.к. фенол только 5% растворяется в воде при комнатной температуре. Поэтому, несмотря на двухкамерную систему очистки, его функция ограничена сбором волокнистых частиц, легкой пыли из загрязненного воздуха. К тому же устройство не рассчитано на рециркуляцию воды в системе и, следовательно, расходуется большой объем воды в процессе очистки загрязненного воздуха, делая всю воду токсичной.The device does not fully capture the gas component - phenol, because phenol is only 5% soluble in water at room temperature. Therefore, despite the two-chamber cleaning system, its function is limited to the collection of fibrous particles, light dust from polluted air. In addition, the device is not designed to recirculate water in the system and, therefore, consumes a large amount of water in the process of purifying polluted air, making all water toxic.

Известно устройство для очистки воздуха (пат. №241780, МПК B01D 47/06, от 21.08.2008 г.), состоящее из двух корпусов камер орошения, в которых размещены форсунки на коллекторе, сепаратора, контактной емкости, заполненной частично жидкостью, с образованием зазора между потолком контактной емкости и зеркалом жидкости в ней, питательного, циркуляционного и дренажного штуцеров. При этом форсунки подсоединены к контактной емкости патрубками ввода и вывода воздуха. Одна из камер орошения, размещенная над контактной емкостью, имеет вид замкнутого купола. Заполнена контактная емкость раствором уксусной кислоты в первой части под первой камерой орошения. Вторая камера орошения имеет ряды форсунок, с помощью циркуляционного насоса подпитываемые жидкостью через коллектор, соединяющий форсунки с контактной емкостью заполненной масляной щелочной эмульсией. Контактная емкость разделена на части съемной перегородкой. Первая оросительная камера выполнена с аэродинамическим профилем. Вторая оросительная камера над форсунками имеет сепаратор и отводной канал для очищенного воздуха. К обеим оросительным камерам подведена ультрафиолетовая установка. Устройство эффективно улавливает ядовитые загрязнения в воздухе в газообразном состоянии типа диоксин, но очень усложнено конструктивно и функционально и обладает невысокой степенью очистки воздуха от фенола газообразного. В результате реакции с кислотой фенол образует не менее токсичное соединение, чем фенол. Двухэтапное воздействие на фенол кислоты, а затем щелочи приводит к реакции, сопровождающейся большим выделением тепла и ускорению испарения фенола из загрязненного воздуха.A device for air purification (US Pat. No. 241780, IPC B01D 47/06, dated 08.21.2008), consisting of two cases of irrigation chambers in which nozzles are placed on a manifold, a separator, a contact container partially filled with liquid, is known to form the gap between the ceiling of the contact tank and the liquid mirror in it, nutrient, circulation and drainage fittings. In this case, the nozzles are connected to the contact capacitance by air inlet and outlet nozzles. One of the irrigation chambers, located above the contact capacity, has the form of a closed dome. The contact container is filled with an acetic acid solution in the first part under the first irrigation chamber. The second irrigation chamber has rows of nozzles, using a circulation pump fed with liquid through a collector connecting the nozzles to a contact tank filled with an oil alkaline emulsion. The contact capacitance is divided into parts by a removable partition. The first irrigation chamber is made with an aerodynamic profile. The second irrigation chamber above the nozzles has a separator and a discharge channel for purified air. An ultraviolet installation is connected to both irrigation chambers. The device effectively captures toxic contaminants in the air in a gaseous state such as dioxin, but it is very complicated structurally and functionally and has a low degree of purification of air from phenol gaseous. As a result of the reaction with acid, phenol forms no less toxic compound than phenol. A two-stage effect on the phenol of the acid, and then the alkali, leads to a reaction accompanied by a large release of heat and accelerated evaporation of phenol from polluted air.

В качестве наиболее близкого аналога, имеющего назначение, совпадающее с назначением заявляемого изобретения, т.е. прототипа, выбрано известное устройство (а.с. 1787498, МПК B01D 47/02 от 04.01.1991 г.), содержащее корпус контактной емкости цилиндрической формы с нижней частью конусообразной формы, частью заполненный жидкостью с образованием зазора воздушного между потолком емкости и зеркалом жидкости, патрубок ввода загрязненного воздуха, сепаратор с патрубком вывода чистого воздуха, сливной патрубок в нижней части контактной емкости. В корпусе установлены полые подвижные и неподвижные изогнутые перегородки, образующие канал для прохода газа. Подвижные перегородки установлены с возможностью их перемещения по вертикали и снабжены трубопроводом подачи теплоносителя. Устройство снабжено пневмоприводами подачи озона и изогнутыми пластинами, установленными в канале для прохода газа с зазором относительно неподвижных перегородок и параллельно соответствующими плоским частям неподвижных перегородок, которые выполнены с перфорацией со стороны изогнутых пластин и соединены с пневмоприводами подачи озона.As the closest analogue having a purpose that matches the purpose of the claimed invention, i.e. of the prototype, a well-known device was selected (AS 1787498, IPC B01D 47/02 of 04/01/1991), comprising a cylindrical-shaped contact housing with a lower conical shape, partially filled with liquid to form an air gap between the ceiling of the tank and the liquid mirror , polluted air inlet pipe, separator with clean air outlet pipe, drain pipe in the lower part of the contact tank. Hollow movable and fixed curved partitions are installed in the housing, forming a channel for the passage of gas. Movable partitions are installed with the possibility of moving them vertically and equipped with a coolant supply pipe. The device is equipped with ozone supply pneumatic actuators and curved plates installed in the gas passage channel with a gap relative to the fixed partitions and parallel to the corresponding flat parts of the stationary partitions, which are perforated on the side of the curved plates and connected to the ozone supply pneumatic actuators.

Известное устройство усложнено конструктивно и функционально. Использование же озона и воды в качестве жидкости в этом устройстве не позволяет надежно и качественно повысить степень очистки (нейтрализации) от фенола загрязненного им воздуха, т.к. фенол обладает кислыми свойствами, как и озон (см. М.К. Стругацкий, Общая химия. М., 1962 г., с. 377-378 и с. 305-306 - соответственно). К тому же озон плохо растворяется в воде (см. Справочник «Пожарная опасность веществ и материалов, применяемых в химической промышленности» под редакцией И.В. Рябова, изд-во «Химия», 1970 г., с. 185) и, следовательно, сразу из воды попадает в воздушный зазор между изогнутыми перегородками и вместе с фенолом устремляется к сепаратору (каплеуловителям) на выход через капли воды, сконцентрированные на поверхности сепаратора. Для эффективного воздействия озона на газ необходимо длительное время, которого в этом устройстве не будет. К тому же в зоне размещения сепаратора нет противодействия выходу фенола и озона. К тому же озон ядовит и его постоянный выброс в атмосферу не менее вреден (его действие сильнее, чем воздействие синильной кислоты), чем фенол, который необходимо нейтрализовать. В этом устройстве нейтрализуются запахи и т.д. - это озон может, но при более длительном контакте с загрязнениями.The known device is complicated structurally and functionally. The use of ozone and water as a liquid in this device does not allow to reliably and qualitatively increase the degree of purification (neutralization) of phenol from air polluted by it, because phenol has acidic properties, like ozone (see MK Strugatsky, General Chemistry. M., 1962, pp. 377-378 and pp. 305-306, respectively). In addition, ozone is poorly soluble in water (see the Handbook "Fire Hazard of Substances and Materials Used in the Chemical Industry" edited by IV Ryabov, publishing house "Chemistry", 1970, p. 185) and, therefore , immediately from the water it enters the air gap between the curved partitions and, together with phenol, rushes to the separator (droplet eliminators) to exit through water droplets concentrated on the surface of the separator. For the effective effect of ozone on gas, a long time is needed, which will not be in this device. In addition, in the separation zone of the separator there is no counteraction to the release of phenol and ozone. In addition, ozone is toxic and its constant release into the atmosphere is no less harmful (its effect is stronger than exposure to hydrocyanic acid) than phenol, which must be neutralized. This device counteracts odors, etc. - This ozone can, but with longer contact with contaminants.

Поэтому устройство, усложненное конструктивно и упрощенное функционально, не обосновано. В связи с этим повышение степени очистки воздуха от фенола проблематично.Therefore, a device that is structurally complicated and functionally simplified is not justified. In this regard, increasing the degree of purification of air from phenol is problematic.

Задача изобретения - повышение эффективности очистки воздуха из помещений от газообразного фенола при непрерывном процессе улавливания и с рециркуляцией жидкости в улавливателе, упрощение устройства.The objective of the invention is to increase the efficiency of cleaning air from rooms from gaseous phenol during the continuous capture process and with recirculation of liquid in the trap, simplifying the device.

Техническое решение достигается тем, что в улавливателе фенола из воздуха, как и в известном, содержащем корпус контактной емкости цилиндрической формы с нижней частью конусообразной формы, частично заполненный жидкостью с образованием воздушного зазора между потолком емкости и зеркалом жидкости, патрубок ввода загрязненного воздуха, сепаратор с патрубком вывода чистого воздуха, сливной патрубок в нижней части контактной емкости, согласно изобретению между цилиндрической и конусообразной частями корпуса контактной емкости в горизонтальной плоскости размещена решетка, над контактной емкостью размещена оросительная камера с рядами форсунок, подпитываемых через коллектор жидкостью из контактной емкости с помощью циркуляционного насоса, над форсунками размещен сепаратор с патрубком вывода чистого воздуха, на верхней части контактной емкости между патрубком ввода и корпусом оросительной камеры установлено полое вращающееся тело с лопастями, установленное вертикально эксцентрично с погружением в верхнюю часть жидкости, в полости вращающегося тела размещен нагревательный элемент, а в области воздушного зазора вращающееся тело выполнено с теплоизолирующим воздушное пространство покрытием, при этом в качестве жидкости используется либо водный раствор гашеной извести, либо масляный водный раствор едкого калия или натрия.The technical solution is achieved by the fact that in a phenol trap from air, as well as in the known one, containing a cylindrical-shaped contact container body with a lower conical shape, partially filled with liquid to form an air gap between the tank ceiling and the liquid mirror, a polluted air inlet pipe, a separator with clean air outlet pipe, a drain pipe in the lower part of the contact container, according to the invention, between the cylindrical and conical parts of the contact container housing in the horizontal a grill is placed on the surface of the plane, an irrigation chamber with rows of nozzles, fed through the collector with liquid from the contact reservoir by means of a circulation pump, is placed above the contact reservoir, a separator with a clean air outlet pipe is placed above the nozzles, and a nozzle is installed on the top of the contact reservoir between the inlet nozzle and the housing a hollow rotating body with blades mounted vertically eccentrically with immersion in the upper part of the liquid, heating is placed in the cavity of the rotating body to the elements and in the region of the air gap rotating body configured to cover the heat insulating air space, wherein liquid is used as either an aqueous solution of slaked lime or oil aqueous solution of potassium hydroxide or sodium hydroxide.

На фиг. 1 представлено устройство, разрез (вариант 1).In FIG. 1 shows a device, a section (option 1).

На фиг. 2 представлено устройство, разрез (вариант 2)In FIG. 2 shows a device, section (option 2)

На фиг. 3 показан момент улавливания фенола по варианту 1, разрез.In FIG. 3 shows the moment of phenol capture according to option 1, section.

На фиг. 4 показан момент улавливания фенола по варианту 2, разрез.In FIG. 4 shows the moment of phenol capture according to option 2, section.

Сопоставительный анализ заявляемого устройства с прототипом показал, что заявляемое техническое решение отличается новизной элементов конструкции, их связей с известными элементами и между собой более простым устройством, не в ущерб качеству и количеству улавливания фенола газообразного.A comparative analysis of the claimed device with the prototype showed that the claimed technical solution is distinguished by the novelty of structural elements, their connections with known elements and with each other a simpler device, without prejudice to the quality and quantity of capture of phenol gaseous.

Отличительные признаки:Features:

Улавливатель очищает воздух помещений от фенола - токсичного газообразного продукта из фенолсодержащих полимеров.The trap purifies the air of the premises from phenol - a toxic gaseous product from phenol-containing polymers.

Для этого используют одну, а не две оросительные камеры, что значительно упрощает и конструкцию и технологический процесс улавливания;To do this, use one rather than two irrigation chambers, which greatly simplifies both the design and the process of collecting;

В контактную емкость помещают одну жидкость, контактирующую с фенолом: щелочной раствор - водный раствор гашеной извести или масляный водный раствор едкого калия или натрия (достигающих один результат - получение нетоксичного продукта реакции - фенолята кальция или фенолята натрия или калия и использования этих соединений по их прямому назначению), что значительно упрощает технологический процесс улавливания, повышает эффект очистки от фенола воздуха помещения, обеспечивает близкое к 100% очищение загрязненного воздуха, улучшает условия улавливания за счет возможности проведения процесса непрерывно и длительно накопившегося продукта в осадке без слива. Водный раствор гашеной извести и водно-масляный раствор натрия или калия - это составы, содержащие дисперсные частицы во взвешенном состоянии, а нагрев жидкости способствует ускорению реакции взаимодействия фенола (плохо растворимого в воде) с жидкостью. В результате получается продукт - осадок нерастворимый фенолят кальция (с гашенной известью) или растворимый в воде - феноляты калия или натрия, которые не создают проблем при рециркуляции продукта реакции через коллектор в форсунке из-за малого размера частиц, отсутствия конгломератов, что и позволяет упростить конструкцию, технологический процесс высокоэффективного улавливания фенола и организовать непрерывность процесса, его долговременность эксплуатации.One liquid in contact with phenol is placed in the contact container: an alkaline solution - an aqueous solution of hydrated lime or an oily aqueous solution of potassium or sodium (achieving one result - obtaining a non-toxic reaction product - calcium phenolate or sodium or potassium phenolate and using these compounds in their direct destination), which greatly simplifies the capture process, increases the effect of cleaning phenol from indoor air, provides close to 100% purification of polluted air, improves conditions capture due to the possibility of carrying out the process of continuously and long-accumulated product in the sediment without discharge. An aqueous solution of hydrated lime and a water-oil solution of sodium or potassium are compounds containing dispersed particles in suspension, and heating the liquid accelerates the reaction of the interaction of phenol (poorly soluble in water) with the liquid. The result is a product - a precipitate of insoluble calcium phenolate (with hydrated lime) or soluble in water - potassium or sodium phenolates, which do not cause problems when recirculating the reaction product through the collector in the nozzle due to the small particle size, the absence of conglomerates, which simplifies design, the process of highly efficient phenol capture and organize the continuity of the process, its long-term operation.

В то же время отсутствие нагрева воздушного пространства в зазоре между потолком контактной емкости и зеркалом заявляемой щелочной жидкости реализуется за счет наличия теплоизолирующего покрытия в верхней части поверхности полого вращающегося тела, что позволяет избежать ускорения прохождения потока загрязненного фенолом воздуха в оросительной камере из помещения через патрубок ввода его в устройство (более низкая температура в воздушном зазоре снижает скорость перемещения), ускоряя его вхождение в нагретые верхние слои водной или водно-масляной жидкости в контактной емкости, полностью растворяется в ней и таким образом до форсунок доходит оставшаяся часть фенола.At the same time, the absence of heating of the air space in the gap between the ceiling of the contact tank and the mirror of the inventive alkaline liquid is realized due to the presence of a heat-insulating coating in the upper part of the surface of the hollow rotating body, which avoids accelerating the flow of phenol-contaminated air in the irrigation chamber from the room through the inlet pipe it into the device (lower temperature in the air gap reduces the speed of movement), accelerating its entry into the heated upper layers of water or water-oil liquid in the contact tank is completely dissolved in it and thus the remainder of the phenol reaches the nozzles.

В оросительной камере, за счет рециркуляции жидкости по коллектору в форсунках, завеса жидкости перехватывает остальную часть фенола и направляет в контактную емкость, где в результате реакции образуется нетоксичный осадок, а сепаратор над форсунками, концентрируя влагу на его поверхности, сбрасывает ее вниз. Чистый воздух выходит из патрубка вывода, тем самым подтвердив, что заявляемое устройство способно улавливать близко к 100% фенола при наличии одной камеры орошения. Заявленное устройство состоит из одной камеры орошения, что значительно упростило как само устройство конструктивно, так и технологию, процесс улавливания токсичного газа - фенола из воздуха, рециркуляцию жидкости, нейтрализующей фенол. В качестве контактной жидкости с фенолом используется или водный раствор гашеной извести как альтернатива - масляный водный раствор едкого калия или натрия, заполняющий частично контактную емкость с образованием зазора в емкости между потолком емкости и зеркалом жидкости, что упрощает устройство и процесс улавливания токсичного фенола.In the irrigation chamber, due to liquid recirculation through the collector in the nozzles, the liquid curtain intercepts the rest of the phenol and sends it to the contact tank, where a non-toxic precipitate forms as a result of the reaction, and the separator above the nozzles, concentrating moisture on its surface, drops it down. Clean air leaves the outlet pipe, thereby confirming that the inventive device is able to capture close to 100% phenol in the presence of one irrigation chamber. The claimed device consists of one irrigation chamber, which greatly simplified both the device itself constructively and the technology, the process of trapping toxic gas - phenol from the air, recirculation of a liquid that neutralizes phenol. An aqueous solution of hydrated lime is used as a contact liquid with phenol as an alternative - an aqueous oil solution of caustic potassium or sodium, partially filling the contact tank with the formation of a gap in the tank between the tank ceiling and the liquid mirror, which simplifies the device and the process of collecting toxic phenol.

Использование названных жидкостей, совмещено с нагревом их верхних слоев и с одновременным перемешиванием массы полым вращающимся телом с лопастями внизу, что гарантирует ускорение реакции взаимодействия компонентов и нейтрализующее действие токсичного фенола за счет полного перевода его в соединение солеобразное нетоксичное и выпадения осадка - фенолята кальция или перевода в растворимое соединение - фенолята калия или натрия в масляной оболочке, как альтернативный вариант.The use of these liquids is combined with heating of their upper layers and simultaneous mixing of the mass with a hollow rotating body with blades below, which guarantees accelerated reaction of the interaction of components and the neutralizing effect of toxic phenol due to its complete conversion to a salt-like non-toxic compound and precipitation - calcium phenolate or transfer in a soluble compound - potassium or sodium phenolate in an oil coating, as an alternative.

При этом достаточно нагреть до температур 60-70°C, используя нижнюю часть полого вращающегося тела с лопастями, погруженную в верхние слои водной или масляной щелочной эмульсий. Это позволяет ускорить процесс улавливания в верхних слоях жидкости контактной емкости фенола полностью, т.к. при комнатной температуре процесс проходит значительно медленнее и значительно менее эффективно. Ускорение процесса взаимодействия фенола с заявляемой жидкостью позволяет ускорить образование соли в результате реакции, которая затем поступает через решетку, размещенную в горизонтальной плоскости в корпусе на границе перехода цилиндрической в конусообразную часть контактной емкости. При этом осадок сосредотачивается в конусообразной части, отсекается этой решеткой от активной верхней жидкой составляющей над решеткой. Следовательно, конусообразная часть используется, как отстойник для осадка, полученного реакцией фенола с гашеной известью (в первом варианте) или как концентратор-сгуститель (во втором варианте). Вращающееся тело с лопастями в нижней части выполнено с таким расчетом, чтобы оно перемешивало только верхние слои при температуре, обеспечивающей быструю и полную реакцию солеобразования, а верхняя часть тела, размещенная в воздушном зазоре в контактной емкости, не нагревалась и максимально замедляла выход воздуха через корпус камеры орошения, потому что наличие теплоизолирующего покрытия на части полого вращающегося тела обеспечивает более низкую температуру, близкую к комнатной в зазоре. Благодаря перепаду температур в воздушном пространстве зазора по отношению к верхней части жидкости, заполняющей контактную емкость, фенол стремится весь раствориться в жидкости. Поэтому до камеры орошения доходит малая концентрация газообразного фенола в воздухе. За счет рециркуляции жидкости (водного раствора гашеной извести, а впоследствии и дисперсной части образовавшегося фенолята) в ряды форсунок через коллектор, соединяющий контактную емкость в верхней части с системой форсунок в оросительной камере, оставшийся в зазоре фенол перехватывается смешанным составом жидкости в виде плотной завесы, в камере орошения "вбивают" загрязненный фенолом воздух в нагретую жидкость контактной емкости, что приводит к быстрому взаимодействию фенола с водным раствором гашенной извести с образованием осадка в виде фенолята кальция с последующим осаждением и прохождением осадка через решетку, размещенную в горизонтальной плоскости, в контактной емкости, в конусообразную часть - отстойник в этой контактной емкости. Взаимодействие фенола с масляно-щелочным раствором приводит к получению концентрированного растворимого в воде осадка - фенолята калия или натрия, также сосредотачивающегося под решеткой в конусообразной части контактной емкости. Эксцентричное размещение полого вращающегося тела позволяет сохранить нагретой жидкость, проходящую по коллектору и избежать кристаллизации осадка в ней, что позволяет в свою очередь обеспечить непрерывность процесса улавливания фенола в заявленном устройстве.It is enough to heat to temperatures of 60-70 ° C, using the lower part of the hollow rotating body with blades, immersed in the upper layers of water or oil alkaline emulsions. This allows you to accelerate the capture process in the upper layers of the liquid of the contact capacity of phenol completely, because at room temperature, the process is much slower and much less efficient. The acceleration of the process of interaction of phenol with the inventive liquid allows you to accelerate the formation of salt as a result of the reaction, which then enters through a lattice placed in a horizontal plane in the housing at the interface between the cylindrical and the conical part of the contact container. In this case, the sediment is concentrated in a cone-shaped part and is cut off by this lattice from the active upper liquid component above the lattice. Therefore, the cone-shaped part is used as a sedimentation tank for the precipitate obtained by the reaction of phenol with hydrated lime (in the first embodiment) or as a concentrator-thickener (in the second embodiment). The rotating body with the blades in the lower part is designed so that it mixes only the upper layers at a temperature that provides a quick and complete salt formation reaction, and the upper part of the body, placed in the air gap in the contact tank, does not heat up and slows down the air outlet through the housing irrigation chambers, because the presence of a heat-insulating coating on a part of a hollow rotating body provides a lower temperature close to room temperature in the gap. Due to the temperature difference in the airspace of the gap with respect to the upper part of the liquid filling the contact capacitance, phenol tends to completely dissolve in the liquid. Therefore, a small concentration of gaseous phenol in the air reaches the irrigation chamber. Due to the recirculation of the liquid (aqueous solution of hydrated lime, and subsequently the dispersed part of the phenolate formed) into the rows of nozzles through a collector connecting the contact tank in the upper part to the nozzle system in the irrigation chamber, the phenol remaining in the gap is intercepted by the mixed liquid composition in the form of a dense curtain, the air contaminated with phenol is driven into the heated liquid of the contact vessel in the irrigation chamber, which leads to the rapid interaction of phenol with an aqueous solution of hydrated lime with the formation of sediments and in the form of calcium phenolate, followed by sedimentation and passage of sediment through a grid placed in a horizontal plane, in the contact tank, into the cone-shaped part - the sump in this contact tank. The interaction of phenol with an oil-alkaline solution results in a concentrated water-soluble precipitate - potassium or sodium phenolate, which also concentrates under the lattice in the cone-shaped part of the contact container. The eccentric placement of a hollow rotating body allows you to keep heated the fluid passing through the collector and to avoid crystallization of the sediment in it, which in turn ensures the continuity of the phenol recovery process in the claimed device.

Улавливатель включает:Catcher includes:

Патрубок ввода загрязненного воздуха 1, корпус контактной емкости цилиндрической 2 и конусообразной формы 3; контактная емкость частично заполнена Ca(ОН)₂ - водным раствором гашеной извести 4а (фиг. 1) или масляно-водным раствором (водный раствор KOH или NaOH в не высыхающем масле 4б (фиг. 2). При этом образуется воздушный зазор 5 между потолком 6 контактной емкости 2, 3 и зеркалом жидкости (водным раствором гашенной извести 4а - или масляно-водным раствором 4б - (NaOH или KOH-водный раствор в масле). В нижней части конусообразной формы 3 корпуса контактной емкости выполнен слив 7 отстаивающейся массы фенолята. Между цилиндрической частью контактной емкости 2 и конусообразной частью 3 вставлена в горизонтальной плоскости решетка 8. Над контактной емкостью на корпусе 2 закреплен корпус 9 камеры орошения, в котором размещены ряды форсунок 11 на коллекторе 12, подпитываемые через циркуляционный насос 10 жидкостью из верхней части контактной емкости 3; сепаратор 13, размещенный над рядами форсунок 11, конденсирующий жидкость на поверхности; патрубок вывода чистого воздуха 14. В контактной емкости 2 вертикально эксцентрично размещено полое вращающееся тело 15 с лопастями 16, погруженное в верхнюю часть жидкости 4а или 4б, свободное от теплоизоляционного покрытия 17, защищающего пространство воздушного зазора 5 в контактной емкости от нагрева нагревателя 18, размещенного внутри полого вращающегося тела 15.The inlet pipe for contaminated air 1, the housing of the contact tank is cylindrical 2 and conical shape 3; the contact container is partially filled with Ca (OH) ₂ — an aqueous solution of hydrated lime 4a (Fig. 1) or an oil-water solution (an aqueous solution of KOH or NaOH in a non-drying oil 4b (Fig. 2). This creates an air gap 5 between the ceiling 6 contact vessel 2, 3 and a liquid mirror (aqueous solution of slaked lime 4a - or oil-water solution 4b - (NaOH or KOH-aqueous solution in oil). In the lower part of the conical shape 3 of the body of the contact vessel discharge 7 settled mass of phenol. Between the cylindrical part of the contact capacitance 2 and the cone a grating 8 is inserted in the horizontal plane in the horizontal portion 3. A housing 9 of the irrigation chamber is mounted on the housing 2 and mounted on the housing 2, in which rows of nozzles 11 on the manifold 12 are placed, fed through the circulation pump 10 with liquid from the upper part of the contact tank 3; a separator 13 located above in rows of nozzles 11, a condensing liquid on the surface; a clean air outlet pipe 14. A hollow rotating body 15 with blades 16, immersed in the upper part of the liquid 4a, is vertically eccentrically placed in the contact container 2 4b and free from heat-insulating coating 17, which protects the space of the air gap 5 in contact heating capacity of the heater 18 disposed within the hollow rotating body 15.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

Вариант 1.Option 1.

Скомпонованное устройство 1-18 (фиг. 1-2) запускают в работу. Для этого включают приточно-вытяжную вентиляцию улавливателя. При этом загрязненный газообразным фенолом воздух из помещения в результате, например, механической обработки изделий фенолсодержащих, попадает в патрубок ввода 1 (фиг. 3) загрязненного воздуха, из которого большая часть попадает в контактную емкость 2 и частично проходит по воздушному зазору 5 емкости 2 между потолком 6 и жидкостью 4а в емкости, частично заполнившей ее. В емкости в качестве жидкости используют водный раствор гашеной извести Ca(ОН)₂. На период улавливания фенола в устройстве из воздуха помещений в верхней части контактной емкости 4а включено полое вращающееся тело 15 с лопатками 16, выполненное с теплоизоляционным покрытием 17, не позволяющим нагреваться воздуху в зазоре 5 в емкости, а разогревающим только водный раствор гашенной извести в контактной емкости за счет наличия нагревательного элемента 18, размещенного во вращающемся теле 15, который обеспечивает температуру, позволяющую полностью растворить газообразный фенол в воде и тем ускорить реакцию взаимодействия между Ca(ОН)₂ и фенолом (С₆Н₅ОН). В результате реакции получают нерастворимый солеобразный продукт по схеме 2С₆Н₅ОН+Са(ОН)₂=(С₆Н₅О)2Са+2Н₂О, с образованием фенолята кальция, который сосредоточено осаждается, проходя через решетку 8 на дне емкости 3, выполненной конусообразной формы. Поскольку контактная емкость 2, 3 разделена решеткой 8 в горизонтальной плоскости на 2 части - активную 2 сверху и отстойник 3 - внизу, то после полного растворения фенола и непрерывного осаждения солеобразный нелетучий продукт - фенолят, выводится за пределы устройства через сливной патрубок 7 уже в нетоксичной форме. При этом часть фенола проходит через зазор 5 между потолком 6 контактной емкости и зеркалом водного раствора гашенной извести 4а и попадает без нагрева в нижнюю часть корпуса камеры орошения 9. Поскольку воздух в воздушном зазоре 5 не нагревается (теплоизоляционное покрытие не пропускает тепло в этой части полого вращающегося тела 14, а сосредотачивается нагрев жидкости через элемент 18, размещенный в полом вращательном теле только верхней части жидкости 4 в контактной емкости), то фенол не получает возможность пройти через корпус 9 беспрепятственно, т.к. завеса, образованная многократным распылом из форсунок 11 поступающей через коллектор 12 жидкости 4 от циркуляционного насоса 10, позволяет перехватить газообразный фенол и погрузить в верхнюю нагретую часть жидкости в цилиндрической части контактной емкости 2. Таким образом, фенол практически полностью - 100% реагирует с водным раствором гашеной извести. В результате образуется нерастворимый солеобразный осадок - не токсичный, не летучий, фенолят кальция. Дополняет эффект очистки загрязненного воздуха от газообразного токсичного фенола наличие сепаратора 13, т.к. при контакте с поверхностью сепаратора жидкость конденсирует и поступает вниз в контактную емкость за счет сил гравитации. В выходной патрубок 14 воздух проходит чистым от фенола по схеме 2С₆Н₅ОН+Са(ОН)₂=(С₆Н₅О)2Са+2Н₂О (фиг. 3).The arranged device 1-18 (Figs. 1-2) is put into operation. For this, the supply and exhaust ventilation of the trap is included. In this case, the air contaminated by gaseous phenol from the room as a result of, for example, machining phenol-containing products, enters the inlet 1 (Fig. 3) of the contaminated air, from which most of it enters the contact container 2 and partially passes through the air gap 5 of the container 2 between ceiling 6 and liquid 4a in a container that partially filled it. An aqueous solution of slaked lime Ca (OH) ₂ is used as a liquid in the tank. For the period of capturing phenol in the device from the indoor air in the upper part of the contact tank 4a, a hollow rotating body 15 with blades 16 is included, made with a heat-insulating coating 17 that does not allow air to heat in the gap 5 in the tank, and only heats an aqueous solution of hydrated lime in the contact tank due to the presence of a heating element 18 located in the rotating body 15, which provides a temperature that allows completely dissolving gaseous phenol in water and thereby accelerate the reaction of interaction m waiting Ca (OH) _2, and phenol (C ₆ H ₅ OH). As a result of the reaction, an insoluble salt-like product is obtained according to the scheme 2C ₆ H ₅ OH + Ca (OH) ₂ = (C ₆ H ₅ O) 2Ca + 2H ₂ O, with the formation of calcium phenolate, which is concentrated by precipitation passing through grating 8 at the bottom of the tank 3, made conical shape. Since the contact tank 2, 3 is divided by a lattice 8 in a horizontal plane into 2 parts — active 2 from above and sedimentation tank 3 — below, then, after complete dissolution of phenol and continuous deposition, the salt-like non-volatile product - phenolate, is discharged outside the device through the drain pipe 7 in a non-toxic form. In this case, part of the phenol passes through the gap 5 between the ceiling 6 of the contact tank and the mirror of the aqueous solution of slaked lime 4a and enters the lower part of the housing of the irrigation chamber 9 without heating. Since the air in the air gap 5 does not heat up (the heat-insulating coating does not allow heat in this part of the hollow of the rotating body 14, and the heating of the fluid through the element 18, located in the hollow rotational body of only the upper part of the fluid 4 in the contact container, is concentrated), then phenol does not get the opportunity to pass through the housing 9 Twain, because the curtain formed by repeated spraying from the nozzles 11 of the liquid 4 passing through the collector 12 from the circulation pump 10 allows you to intercept gaseous phenol and immerse it in the upper heated part of the liquid in the cylindrical part of the contact container 2. Thus, phenol almost completely - 100% reacts with an aqueous solution slaked lime. As a result, an insoluble salt-like precipitate is formed - non-toxic, non-volatile, calcium phenolate. The effect of purifying contaminated air from gaseous toxic phenol is supplemented by the presence of a separator 13, because upon contact with the surface of the separator, the liquid condenses and flows down into the contact capacitance due to gravitational forces. In the outlet pipe 14, the air passes clean of phenol according to the scheme 2C ₆ H ₅ OH + Ca (OH) ₂ = (C ₆ H ₅ O) 2Ca + 2H ₂ O (Fig. 3).

Поскольку осадок мелкодисперсный, то он не создает большого сопротивления движению жидкости ни в форсунках, ни из форсунок, ни в коллекторе, что обеспечивает непрерывность процесса улавливания и увеличивает долговечность работы заявляемого устройства улавливателя.Since the precipitate is finely dispersed, it does not create much resistance to the movement of the liquid either in the nozzles, or from the nozzles, or in the collector, which ensures the continuity of the capture process and increases the durability of the inventive catcher device.

Вариант 2.Option 2

Устройство работает по той же схеме взаимодействия элементов, но вместо водного щелочного раствора, дающего с фенолом осадок (пример 1), в контактной емкости эффективно оседающий, проходя через решетку 8 и накапливаясь в конусообразной части 3 контактной емкости длительное время, а потом сливающийся через сливной патрубок 7), предложено как альтернативный вариант - использование масляного водно-щелочного раствора едкого калия или натрия в качестве жидкости (фиг. 2), в которой гидрат окиси натрия или калия (водный раствор едкого калия или натрия) в жидком масле находится в состоянии эмульсии. При этом фенол также контактирует ускоренно (также в нагретом состоянии) за счет передачи тепла от полого вращающегося тела 15 в верхнюю часть контактной емкости 2, но с образованием растворимого в воде фенолята. Образующийся фенолят натрия или калия находится постоянно в связанном состоянии с маслом, которое обволакивает эмульсию фенолята в воде и обеспечивает непрерывность процесса высокоэффективного улавливания газообразного фенола и перевода его из токсичного соединения, загрязняющего воздух, в соединение нетоксичное и в агрегатном состоянии позволяющее свободно циркулировать по системе устройства и рециркулировать вновь образовавшемуся соединению, не засоряя форсунки в оросительной камере и фильтры перед коллектором (не показано), контактирующему с контактной емкостью (фиг. 4).The device operates according to the same scheme of interaction of elements, but instead of an aqueous alkaline solution that gives a precipitate with phenol (example 1), it settles effectively in the contact tank, passing through the grating 8 and accumulating in the cone-shaped part 3 of the contact tank for a long time, and then merging through the drain pipe 7), it is proposed as an alternative option - the use of an oil-water-alkaline solution of caustic potassium or sodium as a liquid (Fig. 2), in which sodium hydroxide or potassium hydrate (aqueous solution of caustic potassium or sodium ii) in liquid oil is in an emulsion state. In this case, phenol also contacts acceleratedly (also in the heated state) due to heat transfer from the hollow rotating body 15 to the upper part of the contact tank 2, but with the formation of water-soluble phenolate. The resulting sodium or potassium phenolate is constantly in a bound state with oil, which envelops the phenolate emulsion in water and ensures the continuity of the process of highly efficient capture of gaseous phenol and its transfer from a toxic compound polluting the air into a non-toxic compound and in the state of aggregation allowing free circulation through the device system and recycle the newly formed compound without clogging the nozzles in the irrigation chamber and the filters in front of the collector (not shown), to contact with the timing capacitance (FIG. 4).

По сравнению с прототипом заявляемое изобретение имеет преимущества:Compared with the prototype of the claimed invention has advantages:

- устройство значительно проще за счет оптимизации связи элементов конструкции и эффективности улавливания;- the device is much simpler by optimizing the connection of structural elements and the efficiency of capture;

- устройство позволило обеспечить технологический процесс высокоэффективного улавливания токсичного газа - фенола, плохо растворимого в воде, за счет обнаруженного сочетания: наличия устройства, жидкой среды, нагретого полого вращающегося тела и схемы, обеспечивающей непрерывность процесса улавливания фенола любой степени загрязненности воздуха, в том числе пылевые фракции;- the device made it possible to provide a process for the highly efficient capture of toxic gas - phenol, poorly soluble in water, due to the combination found: the presence of a device, a liquid medium, a heated hollow rotating body, and a circuit that ensures the phenol capture process of any degree of air pollution, including dust fractions;

- устройство позволяет обеспечить возможность оперативного сбора фенола и дальнейшего его использования, но уже в виде фенолятов, нетоксичных соединений, применяемых как сырье в производстве ароматических оксикислот (реакция Кольбе-Шмитта), как катализатор полимеризации, как щелочной агент в лабораторных синтезах и т.д.- the device allows for the rapid collection of phenol and its further use, but already in the form of phenolates, non-toxic compounds used as raw materials in the production of aromatic hydroxy acids (Kolbe-Schmitt reaction), as a polymerization catalyst, as an alkaline agent in laboratory syntheses, etc. .

Claims

A phenol trap from the air, comprising a cylindrical-shaped contact container body with a conical lower part, partially filled with liquid to form an air gap between the tank ceiling and the liquid mirror, a contaminated air inlet pipe, a separator with a clean air outlet pipe, and a drain pipe in the lower part of the contact tank characterized in that between the cylindrical and cone-shaped parts of the housing of the contact capacitance in the horizontal plane there is a lattice above the contact capacitance there is an irrigation chamber with rows of nozzles fed through the collector with liquid from the contact tank using a circulation pump, a separator with a clean air outlet pipe is placed above the nozzles, a hollow rotating body with blades mounted vertically on the top of the contact tank between the inlet pipe and the housing of the irrigation chamber eccentrically with immersion in the upper part of the liquid, a heating element is placed in the cavity of the rotating body, and rotating t in the region of the air gap It is barely made with a heat-insulating airspace coating, while either hydrated lime or an oily aqueous solution of caustic potassium or sodium is used as the liquid.