RU2747863C1 - Способ очистки от газообразных загрязнителей приточного воздуха помещений - Google Patents
Способ очистки от газообразных загрязнителей приточного воздуха помещений Download PDFInfo
- Publication number
- RU2747863C1 RU2747863C1 RU2020136575A RU2020136575A RU2747863C1 RU 2747863 C1 RU2747863 C1 RU 2747863C1 RU 2020136575 A RU2020136575 A RU 2020136575A RU 2020136575 A RU2020136575 A RU 2020136575A RU 2747863 C1 RU2747863 C1 RU 2747863C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- air
- layer
- sorbent
- fractions
- bulk density
- Prior art date
Links
- 239000003344 environmental pollutant Substances 0.000 title claims abstract description 29
- 231100000719 pollutant Toxicity 0.000 title claims abstract description 29
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 24
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 title abstract description 25
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 47
- 239000002594 sorbent Substances 0.000 claims abstract description 46
- NUJOXMJBOLGQSY-UHFFFAOYSA-N manganese dioxide Chemical compound O=[Mn]=O NUJOXMJBOLGQSY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 43
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 26
- 239000000741 silica gel Substances 0.000 claims abstract description 26
- 229910002027 silica gel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 26
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 claims abstract description 23
- 229910021536 Zeolite Inorganic materials 0.000 claims abstract description 22
- 239000010457 zeolite Substances 0.000 claims abstract description 22
- HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 21
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 18
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims abstract description 3
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 6
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 26
- WSFSSNUMVMOOMR-UHFFFAOYSA-N Formaldehyde Chemical compound O=C WSFSSNUMVMOOMR-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 24
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 abstract description 21
- 150000001338 aliphatic hydrocarbons Chemical class 0.000 abstract description 12
- 238000000746 purification Methods 0.000 abstract description 11
- ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N Phenol Chemical compound OC1=CC=CC=C1 ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 10
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 4
- 238000009423 ventilation Methods 0.000 abstract description 4
- 238000003915 air pollution Methods 0.000 abstract description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 239000003570 air Substances 0.000 description 49
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 19
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 238000004887 air purification Methods 0.000 description 8
- 239000003463 adsorbent Substances 0.000 description 7
- 229910052631 glauconite Inorganic materials 0.000 description 7
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 description 7
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 description 7
- MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N nitrogen oxide Inorganic materials O=[N] MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L Carbonate Chemical compound [O-]C([O-])=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 4
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 4
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 4
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 4
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000000809 air pollutant Substances 0.000 description 3
- 231100001243 air pollutant Toxicity 0.000 description 3
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 3
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000011572 manganese Substances 0.000 description 3
- 230000033116 oxidation-reduction process Effects 0.000 description 3
- 108091008716 AR-B Proteins 0.000 description 2
- QPLDLSVMHZLSFG-UHFFFAOYSA-N Copper oxide Chemical class [Cu]=O QPLDLSVMHZLSFG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- RAHZWNYVWXNFOC-UHFFFAOYSA-N Sulphur dioxide Chemical compound O=S=O RAHZWNYVWXNFOC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000443 aerosol Substances 0.000 description 2
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 2
- SLGWESQGEUXWJQ-UHFFFAOYSA-N formaldehyde;phenol Chemical compound O=C.OC1=CC=CC=C1 SLGWESQGEUXWJQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 2
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 2
- WSFSSNUMVMOOMR-NJFSPNSNSA-N methanone Chemical compound O=[14CH2] WSFSSNUMVMOOMR-NJFSPNSNSA-N 0.000 description 2
- 150000002894 organic compounds Chemical class 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- 239000002957 persistent organic pollutant Substances 0.000 description 2
- 229920001568 phenolic resin Polymers 0.000 description 2
- 239000011435 rock Substances 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 2
- MGWGWNFMUOTEHG-UHFFFAOYSA-N 4-(3,5-dimethylphenyl)-1,3-thiazol-2-amine Chemical compound CC1=CC(C)=CC(C=2N=C(N)SC=2)=C1 MGWGWNFMUOTEHG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N Orthosilicate Chemical compound [O-][Si]([O-])([O-])[O-] BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012080 ambient air Substances 0.000 description 1
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000000571 coke Substances 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 1
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 229910001385 heavy metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910003439 heavy metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 1
- JCXJVPUVTGWSNB-UHFFFAOYSA-N nitrogen dioxide Inorganic materials O=[N]=O JCXJVPUVTGWSNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 1
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 1
- 239000004071 soot Substances 0.000 description 1
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 1
- WJCNZQLZVWNLKY-UHFFFAOYSA-N thiabendazole Chemical compound S1C=NC(C=2NC3=CC=CC=C3N=2)=C1 WJCNZQLZVWNLKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D35/00—Filtering devices having features not specifically covered by groups B01D24/00 - B01D33/00, or for applications not specifically covered by groups B01D24/00 - B01D33/00; Auxiliary devices for filtration; Filter housing constructions
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
- B01D53/02—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by adsorption, e.g. preparative gas chromatography
- B01D53/04—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by adsorption, e.g. preparative gas chromatography with stationary adsorbents
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
- B01J20/02—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material
- B01J20/06—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material comprising oxides or hydroxides of metals not provided for in group B01J20/04
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
- B01J20/02—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material
- B01J20/10—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material comprising silica or silicate
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)
- Disinfection, Sterilisation Or Deodorisation Of Air (AREA)
- Treating Waste Gases (AREA)
Abstract
Изобретение относится к способам очистки от газообразных загрязнителей приточного воздуха помещений зданий, в частности очистки воздуха помещений жилых и административных зданий в различных приточных системах вентиляции зданий, в приточных клапанах зданий, находящихся вблизи с автомагистралями с высокой интенсивностью движения автотранспорта, а также в районах с повышенным загрязнением атмосферного воздуха от внешних источников выброса. Заявлен эффективный способ очистки от газообразных загрязнителей приточного воздуха помещений, который выражается в снижении в приточном воздухе концентраций газообразных загрязнителей: оксида углерода (II), углеводородов алифатических (С1-С5), фенола, формальдегида до уровня ПДК в помещении за счет последовательного пропускания воздуха через слой сорбента шунгита, слой сорбента силикагеля, слой катализатора на основе диоксида марганца, слой сорбента цеолита в соотношении масс 0,5:0,6:1:0,8 соответственно, определенного фракционного состава. Первый сорбент - шунгит Зажогинского месторождения с фракциями 1 мм, насыпной плотностью 1800 кг/м3 и толщиной слоя 20,45 мм. Второй сорбент - силикагель технический КСКГ с фракциями 2,8 мм, насыпной плотностью 760 кг/м3 и толщиной слоя 21,55 мм. Третий слой катализатора на основе диоксида марганца с фракциями 0,7-1 мм, насыпной плотностью 1400 кг/м3 и толщиной слоя 20 мм. Четвертый сорбент - цеолит Холинского месторождения с фракциями 1-3 мм, насыпной плотностью 1020 кг/м3 и толщиной слоя 20,45 мм. При этом скорость пропускания воздуха 2,6-2,7 м/с. Изобретение обеспечивает очистку приточного воздуха от газообразных загрязнителей с получением очищенного внутреннего воздуха помещений, снижение концентраций оксида углерода (II), углеводородов алифатических (С1-С5), фенола, формальдегида до концентраций ПДК в воздухе помещений. 2 табл.
Description
Изобретение относится к способам очистки от газообразных загрязнителей приточного воздуха помещений зданий, в частности очистки воздуха помещений жилых и административных зданий в различных приточных системах (установках) вентиляции зданий, в приточных клапанах зданий, находящихся вблизи с автомагистралями высокой интенсивности движения автотранспорта, а также в районах с повышенным загрязнением атмосферного воздуха от внешних источников выброса.
Известен способ очистки воздуха от оксида углерода (патент на изобретение № RU (11) 2 274 485(13) C2 МПК B01D 53/86 (2006.01), B01D 53/04 (2006.01), опубл. 2006.04.20, авторы: Ерохин Сергей Николаевич, Симаненков Станислав Ильич, Симаненков Эдуард Ильич, Путин Сергей Борисович, Гладышев Николай Федорович), включающий его пропускание через слой адсорбента, а затем через слой катализатора окисления оксида углерода на основе окислов марганца и меди, отличающийся тем, что адсорбент, через который пропускают очищаемый воздух, охлаждают, после катализатора воздух пропускают через подогреваемый адсорбент, после чего изменяют направление воздушного потока на противоположное, с одновременным охлаждением адсорбента на входе потока и подогревом адсорбента на выходе, при этом адсорбент охлаждают и подогревают с помощью термоэлектрических элементов, в которых осуществляют переключение направления электрического тока синхронно с изменением направления потока воздуха. Изобретение относится к сорбционно-каталитической очистке воздуха от загрязняющих веществ и может быть использовано для очистки приточной вентиляции помещений в случае забора воздуха в местах его высокого загрязнения выхлопными газами двигателей внутреннего сгорания, а также салонов и кабин наземного транспорта от оксида углерода.
Недостатком данного способа является то, что адсорбент необходимо подогревать с помощью термоэлектрических элементов. Данный способ не является эффективным для очистки приточного воздуха помещений от газообразных органических загрязнителей.
Известен способ очистки газовых выбросов и устройство для его осуществления (патент на изобретения RU 2323769 C1 МПК B01D 53/00(2006.01), опубл. 2008.05.10, авторы: Золотушкин Андрей Аронович, Сержантов Виктор Геннадиевич). Изобретение относится к охране окружающей среды и может быть использовано для нейтрализации токсичных вредных продуктов при очистке выхлопных газов бензиновых и дизельных двигателей. Изобретение позволяет расширить температурный режим при очистке газовых выбросов в атмосферу и увеличить скорость реакции разложения вредных веществ. Способ очистки газовых выбросов, заключающийся в сорбции и совместном одновременном окислении-восстановлении газов путем последовательного пропускания их через по меньшей мере два слоя сорбента, отличающийся тем, что перед процессом окисления-восстановления газов осуществляют предварительную подготовку сорбента, в качестве которого используют смесь глауконита и шунгита, путем сорбирования ими из отходов гальванического производства окислов тяжелых металлов в течение не менее 3 ч, насыщенные сорбенты промывают водой от несорбированных окислов металлов, при этом в качестве первого слоя сорбента используют смесь природных глауконита и шунгита, а в качестве второго слоя используют смесь предварительно подготовленных глауконита и шунгита. Способ, отличающийся тем, что толщина первого и второго слоев сорбента одинаковая; тем, что применяют смесь глауконита и шунгита различного фракционного состава; тем, что смесь предварительно подготовленных глауконита и шунгита содержит в своем составе сорбированные окислы тяжелых металлов, являющиеся катализаторами, в том числе и смесевые, окисления-восстановления токсичных и вредных продуктов; тем, что используют смесь природных глауконита и шунгита и соответственно смесь предварительно подготовленных глауконита и шунгита в пропорции 1:1.
Недостатком данного способа является то, что необходимо предварительно подготовить сорбент, способ не является достаточно эффективным для очистки воздуха от газообразных органических загрязнителей от автотранспорта.
Известен способ очистки воздуха от токсичных компонентов и фильтрующий модуль для очистки воздуха от газообразных токсичных компонентов (патент на изобретение RU 2172641 (13) C1 МПК D 53/02, 53/04, 53/86, 35/01, опубл. 2001.08.27, авторы: Кумпаненко И.В., D Лосев В.В., Шеляпин И.П., Васильев Н.П., Романчук Э.В., Замараев Б.К., Дейкун М.М., Ермаков А.И., Довидчук А.Н.). Изобретение относится к сорбционно-каталитической очистке воздуха от загрязняющих веществ и может быть использовано для систем очистки от токсичных компонентов выхлопных газов. Предложены способ очистки воздуха от токсичных компонентов, включающий пропускание очищаемого воздуха через фильтр, улавливающий твердые частицы и аэрозоли, и через слой сорбента в фильтрующем модуле, через слой окислительно-восстановительного катализатора на основе окислов марганца и меди, при этом очищаемый воздух перед подачей в фильтрующий модуль нагревают до температуры, превышающей температуру окружающего воздуха на величину ΔT = 5-30°, и фильтрующий модуль для очистки воздуха от газообразных токсичных компонентов, включающий цилиндрический корпус и расположенный в нем слой сорбента (активированного угля) и слой окислительно-восстановительного катализатора на основе окислов марганца и меди, при этом слой катализатора выполнен в виде полого цилиндра, а слой сорбента, поглощающего углеводороды и другие органические соединения, размещен внутри цилиндрического каталитического слоя, и оба слоя установлены коаксиально с корпусом. Изобретение относится к сорбционно-каталитической очистке воздуха от загрязняющих веществ и может быть использовано для очистки приточной вентиляции помещений в случае забора воздуха в местах его высокого загрязнения выхлопными газами бензиновых и дизельных двигателей внутреннего сгорания. Главными загрязнителями воздуха для рассматриваемых объектов с концентрациями, существенно превышающими ПДК, являются окись углерода СО, оксиды азота NO и NO2, углеводороды и другие органические соединения, двуокись серы SO2, а также аэрозоли и частицы сажи и пыли.
Недостатком данного способа является то, что данный способ очистки требует экономических и энергетических затрат, так как фильтрующий модуль нагревают до температуры, превышающей температуру окружающего воздуха на величину ΔT = 5-30° , также данный способ не достаточно эффективен по органическим газообразным загрязнителям.
Наиболее близким к предлагаемому способу очистки воздуха от газообразных веществ является способ очистки воздуха, описанный в исследовании в г. Алмате (Казахстан) по очистке выхлопных газов автотранспорта с помощью коксуской шунгитистой породы (Мусина У.Ш., Оразова Д.Т., Бижанова Г.З, Нурдилданова Б.Е. Очистка выхлопных газов автотранспорта с помощью коксуской шунгитистой породы // Вестник КазНТУ (ҚазҰТУ ХАБАРШЫСЫ). 2012. №3 (91). С. 62-66. Алмата. - Режим доступа: https://official.satbayev.university/download/.../ВЕСТНИК-2012%20№3.pdf ҚазҰТУ ХАБАРШЫСЫ. ВЕСТНИК КазНТУ. №3 (91). АЛМАТЫ. 2012), заключающийся в пропускании загрязненного воздуха через шунгит. Объектом исследования являлись коксуские шунгиты двух видов: карбонатный (ТК) и сланцевый (ТС) разного фракционного состава (1-2,5 мм и 3,5-5,0 мм)), представляющие собой твердый сырьевой материал черного цвета без специфического запаха, добываемые на территории Казахстана и вырабатываемые ТОО «ГР «Коксу». Исследования выполнены на немодифицированных образцах шунгита различной степени дисперсности, обладающие незначимой сорбционной способностью, но обладающими особенными физико-химическими свойствами, позволяющими эффективно очищать газовые выбросы. Установка состояла из насоса-пробоотборника, индикатора, подсоединённого к адсорберу, наполненного шунгитом и тонким слоем колец Рашига, с помощью резинового шланга малого диаметра. Для экспериментальных исследований были отобраны пробы выхлопных газов автомобилей: ToyotaV6 (1997 года выпуска) и «Меrsedes» (1990 г. выпуска), заправленных бензином марки Ecoforce А-92 АЗС«Helios». Для изучения способности шунгита удалять газы, при каждом опыте засыпались свежие партии образцов шунгитов в различной последовательности. Выявлены соотношения материалов и последовательность их засыпки, оптимальные для достижения максимальной степени очистки. Измерение процентного содержания газов (CO, CO2, H2S, SO2, NO+NO2) в составе выхлопного газа, проводилось с помощью аспиратора и индикаторных трубок. Из выхлопной трубы производился отсос выброса с помощью аспиратора (не менее 10 откачиваний). Результаты исследований показали, что активнее проявляет себя к анализируемым газам (оксиду углерода (II), диоксиду углерода (IY), диоксиду азота (IY), оксиду азота (II)) карбонатный шунгит. При использовании смеси карбонатный + силикатный шунгит более активна фракция 3,5-5 мм. Эффект очистки, например, от диоксида углерода колеблется в пределах 20,0-100 %. Причем последовательность засыпки слоев, при которых получены наилучшие результаты - карбонатный, затем сланцевый.
Недостатком данного способа является то, что эффективность сорбента от органических газообразных веществ не установлена. Возникает необходимость поиска более эффективного способа снижения концентраций газообразных загрязнителей (оксида углерода (II), углеводородов алифатических (С1-С5), фенола, формальдегида) в очищаемом приточном воздухе, поступающего в помещения.
Задачей заявляемого изобретения является эффективный способ очистки от газообразных загрязнителей приточного воздуха помещений, который выражается в следующем техническом решении:
снижение в приточном воздухе концентраций газообразных загрязнителей: оксида углерода (II), углеводородов алифатических (С1-С5), фенола, формальдегида до уровня ПДК в помещении за счет последовательного пропускания воздуха через слой сорбента шунгита, слой сорбента силикагеля, слой катализатора на основе диоксида марганца, слой сорбента цеолита в соотношении масс 0,5:0,6:1:0,8 соответственно, определенного фракционного состава, где за единицу взята масса диоксида марганца, без перемешивания их масс.
Технический результат - очистка приточного воздуха от газообразных загрязнителей с получением очищенного внутреннего воздуха помещений, снижение концентраций оксида углерода (II), углеводородов алифатических (С1-С5), фенола, формальдегида до концентраций ПДК в воздухе помещений и эффективностью, представленной в табл. 1, 2, пример 1.
Указанный технический результат достигается тем, что загрязненный воздух последовательно пропускают сначала через слой сорбента шунгита, слой сорбента силикагеля, затем через слой катализатора на основе диоксида марганца, далее через слой сорбента - цеолита в соотношении масс 0,5:0,6:1:0,8 соответственно, определенного фракционного состава, где за единицу взята масса диоксида марганца, без перемешивания их масс: первый сорбент - шунгит Зажогинского месторождения, фракциями 1 мм, насыпной плотностью 1800 кг/м3, толщиной слоя 20,45 мм; второй сорбент - силикагель технический КСКГ, фракциями 2,8 мм, насыпной плотностью 760 кг/м3, толщиной слоя 21,55 мм, третий слой катализатора на основе диоксида марганца, фракциями 0,7-1 мм, насыпной плотностью 1400 кг/м3, толщиной слоя 20 мм; четвертый сорбент - цеолит Холинского месторождения, фракциями 1-3 мм, насыпной плотностью 1020 кг/м3, толщиной слоя 20,45 мм, при этом скорость пропускания воздуха 2,6-2,7 м/с.
Очистка газообразных загрязнителей приточного воздуха в помещении производилась следующим образом.
Поступающий приточный загрязненный воздух пропускали со скоростью 2,6-2,7 м/с последовательно через слои сорбента шунгита, сорбента силикагеля, далее через слой катализатора на основе диоксида марганца, затем через слой сорбента цеолита массой в соотношении 0,5:0,6:1:0,8 соответственно, с определенным фракционным составом, где за единицу взята масса диоксида марганца, без перемешивания их масс. Сорбенты позволяют очищать поступающий приточный воздух от газообразных загрязнителей: оксид углерода (II), углеводородов алифатических (С1-С5), фенола, формальдегида, катализатор на основе диоксида марганца позволяет окислять оставшийся в приточном воздухе оксид углерода (II) до углекислого газа.
Сначала газообразные загрязнители приточного воздуха поступают на сорбент шунгит Зажогинского месторождения, фракции шунгита 1 мм, насыпная плотность шунгита 1800 кг/м3, толщина слоя шунгита 20,45 мм.
Затем газообразные загрязнители воздуха поступают на сорбент - силикагель технический КСКГ, фракции силикагеля 2,8 мм, насыпная плотность 760 кг/м3, толщина слоя силикагеля технического 21,55 мм.
Далее очищаемый приточный воздух поступает на катализатор на основе диоксида марганца, с фракциями 0,7-1 мм, насыпной плотностью 1400 кг/м3, толщиной слоя 20 мм. Здесь воздух дополнительно очищается от оксида углерода (II) за счет окисления его до диоксида углерода.
Затем очищаемый воздух поступает на сорбент цеолит Холинского месторождения, фракции цеолита 1-3 мм, насыпная плотность 1020 кг/м3, толщина слоя цеолита составляет 20,45 мм.
Пример 1.
Экспериментальную установку разметили в наружной стене в герметичном помещении объемом 32,4 м3 индивидуального жилого здания. Экспериментальная установка представляла собой воздуховод, диаметром 100 мм, в которую помещались фильтры с различными слоями сорбентов и катализатором (диоксидом марганца MnO2).
Приточный воздух пропускали со скоростью 2,6-2,7 м/с.
В качестве загрязнителя воздушной среды выбрали двигатель внутреннего сгорания легкового автомобиля объемом 190 л/с, загрязненный приточный воздух подавали в экспериментальную установку по герметичному металлическому трубопроводу диаметром 900 мм от выхлопной трубы легкового автомобиля на холостом ходу.
Использовали воздух, загрязненный от выхлопной трубы двигателя внутреннего сгорания следующего состава: среднесуточные концентрации оксида углерода (II) 55 мг/м3, углеводородов алифатических (С1-С5) 9,5 мг/м3, фенола 0,014 мг/м3, формальдегида 0,011 мг/м3.
Для изучения способности шунгита, силикагеля, диоксида марганца, цеолита удалять газообразные загрязнители, при каждом варианте исследований засыпались свежие партии образцов сорбентов и катализатора в определенной последовательности. В процессе эксперимента снаружи и внутри помещения измерялась концентрация газообразных загрязнителей: оксида углерода (II), углеводородов алифатических (С1-С5), фенола, формальдегида, с помощью сертифицированных газоанализаторов ГАНК 4 и testo 341, фиксировались значения скорости воздушного потока, температура и влажность воздушной среды.
В экспериментальном исследовании оценивались шесть вариантов очистки приточного воздуха с определенным последовательным расположением фильтров со слоями сорбентов и катализатора, с определенным фракционным составом и массой, без перемешивания их масс:
1 - фильтр со слоем активированным углем марки АР-В: фракции 2,8 мм, насыпная плотность 600 кг/м3, масса 20,55 г, толщина слоя 22,69 мм;
2 - фильтр со слоем шунгита Зажогинского месторождения: фракции 1 мм, насыпная плотность шунгита 1800 кг/м3, масса шунгита 9,45 г, толщина слоя 20,45 мм;
3 - фильтр со слоем цеолита Холинского месторождения: фракции 1-3 мм, насыпная плотность 1020 кг/м3, масса 16,38 г, толщина слоя 20,45 мм;
4 - два последовательно расположенных фильтра: первый - со слоем катализатора (диоксидом марганца - MnO2): фракции 0,7-1 мм, насыпная плотность 1400 кг/м3, масса 20 г, толщина слоя 20 мм, второй - со слоем сорбента силикагелем техническим (марки КСКГ): фракции 2,8 мм, насыпная плотность силикагеля 760 кг/м3, масса 12,18 г, толщина слоя 21,55 мм.
5 - четыре фильтра в следующем порядке: первый - со слоем шунгита Зажогинского месторождения: фракции 1 мм, насыпная плотность шунгита 1800 кг/м3, масса 9,45 г, толщина слоя 20,45 мм; второй - со слоем силикагеля технического (марки КСКГ): фракции 2,8 мм, насыпная плотность силикагеля 760 кг/м3, масса 12,8 г, толщина слоя 21,55 мм, затем третий - со слоем катализатора диоксидом марганца: фракции 0,7-1 мм, насыпная плотность 1400 кг/м3, масса 20 г, толщина слоя 20 мм; четвертый - со слоем цеолита Холинского месторождения: фракции 1-3 мм, насыпная плотность 1020 кг/м3, масса 16,38 г, толщина слоя 20,45 мм.
6 - четыре фильтра: первый - со слоем активированным углем АР-В: фракции 2,8 мм, насыпная плотность 600 кг/м3, масса 20,55 г, толщина слоя 22,69 мм; второй - со слоем силикагелем техническим (марки КСКГ): фракции 2,8 мм, насыпная плотность силикагеля 760 кг/м3, масса 12, 8 г, толщина слоя 21,55 мм; третий - со слоем катализатора диоксидом марганца: фракции 0,7-1 мм, насыпная плотность 1400 кг/м3, масса 20 г, толщина слоя 20 мм; четвертый - со слоем цеолитом Холинского месторождения: фракции 1-3 мм, насыпная плотность 1020 кг/м3, масса 16,38 г, толщина слоя 20,45 мм.
Результаты расчета эффективности очистки газообразных загрязнителей при различных вариантах исследования и выбор наилучшего варианта очистки приточного воздуха в летний и зимний период года представлены в таблице 1,2.
Таблица № 1
Расчет эффективности очистки от газообразных загрязнителей при различных вариантах исследования и выбор наилучшего варианта очистки приточного воздуха в летний период
| № варианта исследований | Эффективность очистки воздуха внутри помещения, % | |||
| по оксиду углерода (II) | по углеводородам алифатическим (С1-С5) | по фенолу | по формальдегиду | |
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
| 1 активирован-ный уголь |
76,92 | 29,82 | 25,27 | 19,44 |
| 77,33 | 27,64 | 24,89 | 28,57 | |
| 76,36 | 25 | 25,26 | 28,13 | |
| 2 шунгит |
88,92 | 9,36 | 8,49 | 11,11 |
| 87,69 | 5,88 | 12,66 | 14,29 | |
| 86,15 | 6,47 | 15,79 | 3,13 | |
| 3 цеолит |
56,36 | 58,48 | 50 | 41,67 |
| 54,67 | 58,82 | 55,04 | 37,14 | |
| 51,43 | 51,25 | 43,53 | 28,13 | |
| 4 МО2+силика-гель |
83,75 | 40,07 | 41,18 | 40 |
| 90,59 | 50 | 42,14 | 38 | |
| 85 | 48,13 | 43,16 | 31,88 | |
| 5 шунгит + +силикагель+ МО2 +цеолит |
93,75 | 77,41 | 60,08 | 69,56 |
| 88 | 80,59 | 70,12 | 70,71 | |
| 87,5 | 78,50 | 79,84 | 71,88 | |
| 6 уголь +силикагель+МО2+цеолит |
74,74 | 60 | 39,65 | 45 |
| 72,5 | 59,41 | 39,30 | 43,43 | |
| 54,67 | 56,25 | 41,26 | 38,13 | |
Таблица № 2
Расчет эффективности очистки от газообразных загрязнителей при различных вариантах исследования и выбор наилучшего варианта очистки приточного воздуха в зимний период
| № варианта исследований | Эффективность очистки воздуха внутри помещения, % | |||
| по оксиду углерода (II) | по углеводородам алифатическим (С1-С5) | по фенолу | по формальдегиду | |
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
| 1 активирован-ный уголь |
77,23 | 30,41 | 27,45 | 33,33 |
| 77,73 | 30,59 | 27,07 | 34,29 | |
| 76,37 | 26,25 | 29,47 | 34,38 | |
| 2 шунгит |
93,23 | 15,20 | 10,68 | 13,89 |
| 87,85 | 8,82 | 14,85 | 17,14 | |
| 86,92 | 6,25 | 20 | 12,50 | |
| 3 цеолит |
58,18 | 59,06 | 50,87 | 69,44 |
| 57,33 | 56,47 | 55,81 | 65,71 | |
| 54,29 | 52,5 | 44,47 | 59,38 | |
| 4 МО2+силика-гель |
85 | 40,78 | 45,53 | 38,89 |
| 91,76 | 50,59 | 43,23 | 48,57 | |
| 86,25 | 48,75 | 49,47 | 40,63 | |
| 5 шунгит + +силикагель+ МО2 +цеолит |
95 | 79,46 | 64,34 | 70,50 |
| 89,33 | 84,78 | 75,52 | 73,73 | |
| 91,25 | 81,51 | 80,84 | 75,89 | |
| 6 уголь +силикагель+МО2+цеолит |
75,79 | 61,75 | 41,83 | 47,78 |
| 73,75 | 61,76 | 41,49 | 46,29 | |
| 57,33 | 56,88 | 43,37 | 41,25 | |
По результатам шести вариантов исследований в летний и зимний периоды года самую высокую эффективность очистки приточного воздуха помещения от газообразных загрязнителей имел пятый вариант исследований: последовательно расположенные слои сорбентов шунгита, силикагеля, слоя катализатора на основе диоксида марганца, слой сорбента цеолит массой в соотношении 0,5:0,6:1:0,8 соответственно, с определенным фракционным составом, где за единицу взята масса диоксида марганца, без перемешивания их масс:
- в летний период года - эффективность очистки приточного воздуха от газообразных загрязнителей пятого варианта исследования следующая: по оксиду углерода (II) - 93,75 %; по углеводородам алифатическим (С1-С5) - 80,59%, по фенолу - 79,84%, по формальдегиду - 71,88%. В зимний период года эффективность очистки 5 варианта несколько увеличивается за счет того, что газообразные загрязнители дольше находятся на поверхностях исследуемых сорбентов: по оксиду углерода (II) - 95%, по углеводородам алифатическим (С1-С5) - 84,78%; по фенолу - 80,84 %, по формальдегиду - 75,89 %. Полученная эффективность очистки приточного воздуха обеспечивает его очистку до ПДК газообразных загрязнителей в помещении.
Следовательно, способ очистки от газообразных загрязнителей приточного воздуха помещений заявляемого изобретения является эффективным и может быть использован для очистки приточного воздуха от газообразных загрязнителей помещений зданий, расположенных в районах с повышенным загрязнением атмосферного воздуха городской среды от внешних источников выброса.
Claims (1)
- Способ очистки от газообразных загрязнителей приточного воздуха помещений, включающий в себя его пропускание через сорбент шунгит, отличающийся тем, что осуществляют последовательное пропускание воздуха через слой сорбента шунгита, слой сорбента силикагеля, слой катализатора на основе диоксида марганца, слой сорбента цеолита массой в соотношении 0,5:0,6:1:0,8 соответственно, с определенным фракционным составом, где за единицу взята масса диоксида марганца, без перемешивания их масс: первый сорбент – шунгит Зажогинского месторождения, фракциями 1 мм, насыпной плотностью 1800 кг/м3, толщиной слоя 20,45 мм; второй сорбент – силикагель технический КСКГ, фракциями 2,8 мм, насыпной плотностью 760 кг/м3, толщиной слоя 21,55 мм, третий слой - катализатор на основе диоксида марганца, фракциями 0,7-1 мм, насыпной плотностью 1400 кг/м3, толщиной слоя 20 мм; четвертый сорбент – цеолит Холинского месторождения, фракциями 1-3 мм, насыпной плотностью 1020 кг/м3, толщиной слоя 20,45 мм, при этом скорость пропускания воздуха 2,6-2,7 м/с.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2020136575A RU2747863C1 (ru) | 2020-11-06 | 2020-11-06 | Способ очистки от газообразных загрязнителей приточного воздуха помещений |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2020136575A RU2747863C1 (ru) | 2020-11-06 | 2020-11-06 | Способ очистки от газообразных загрязнителей приточного воздуха помещений |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2747863C1 true RU2747863C1 (ru) | 2021-05-17 |
Family
ID=75919964
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2020136575A RU2747863C1 (ru) | 2020-11-06 | 2020-11-06 | Способ очистки от газообразных загрязнителей приточного воздуха помещений |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2747863C1 (ru) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US11648329B1 (en) | 2021-11-24 | 2023-05-16 | Rht Limited | Air purifiers |
| WO2023093655A1 (en) * | 2021-11-24 | 2023-06-01 | Rht Limited | Catalyst compositions and methods for decomposing formaldehyde thereof |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2323769C1 (ru) * | 2006-08-04 | 2008-05-10 | Андрей Аронович Золотушкин | Способ очистки газовых выбросов и устройство для его осуществления |
| WO2008093137A1 (en) * | 2007-01-29 | 2008-08-07 | The University Of Nottingham | A sorbent composition |
| RU2473383C2 (ru) * | 2011-01-11 | 2013-01-27 | Елена Михайловна Евсина | Сорбент для очистки воздуха от паров воды, кислых газов и микроорганизмов в салонах (кабинах) транспортных средств и в помещениях |
| EA017644B1 (ru) * | 2007-05-18 | 2013-02-28 | Эксонмобил Рисерч Энд Инджиниринг Компани | Удаление тяжелых углеводородов из газовых смесей, содержащих тяжелые углеводороды и метан |
| RU2676642C1 (ru) * | 2018-02-05 | 2019-01-09 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Газпром Трансгаз Краснодар" | Способ комплексной очистки дымовых газов |
-
2020
- 2020-11-06 RU RU2020136575A patent/RU2747863C1/ru active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2323769C1 (ru) * | 2006-08-04 | 2008-05-10 | Андрей Аронович Золотушкин | Способ очистки газовых выбросов и устройство для его осуществления |
| WO2008093137A1 (en) * | 2007-01-29 | 2008-08-07 | The University Of Nottingham | A sorbent composition |
| EA017644B1 (ru) * | 2007-05-18 | 2013-02-28 | Эксонмобил Рисерч Энд Инджиниринг Компани | Удаление тяжелых углеводородов из газовых смесей, содержащих тяжелые углеводороды и метан |
| RU2473383C2 (ru) * | 2011-01-11 | 2013-01-27 | Елена Михайловна Евсина | Сорбент для очистки воздуха от паров воды, кислых газов и микроорганизмов в салонах (кабинах) транспортных средств и в помещениях |
| RU2676642C1 (ru) * | 2018-02-05 | 2019-01-09 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Газпром Трансгаз Краснодар" | Способ комплексной очистки дымовых газов |
Non-Patent Citations (4)
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US11648329B1 (en) | 2021-11-24 | 2023-05-16 | Rht Limited | Air purifiers |
| WO2023093655A1 (en) * | 2021-11-24 | 2023-06-01 | Rht Limited | Catalyst compositions and methods for decomposing formaldehyde thereof |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2747863C1 (ru) | Способ очистки от газообразных загрязнителей приточного воздуха помещений | |
| US7494632B1 (en) | Mercury sorbent delivery system for flue gas | |
| AU708652B2 (en) | Multiple filter unit | |
| CN101530828A (zh) | 一种道路隧道空气污染物净化方法 | |
| CN102434253A (zh) | 一种汽车尾气三级处理装置及其分离方法 | |
| EP3520880A1 (en) | A multi purpose composite gas filter | |
| CN103432901B (zh) | 基于低温等离子技术的隧道空气净化装置及方法 | |
| Mačala et al. | Zeolite as a prospective material for the purification of automobile exhaust gases | |
| CN207420680U (zh) | 一种汽车尾气检测排气净化装置 | |
| US4875910A (en) | Filter for removing cancer causing compounds from exhaust fumes | |
| RU2676642C1 (ru) | Способ комплексной очистки дымовых газов | |
| Saikin et al. | Air quality within vehicles | |
| RU2161567C1 (ru) | Способ очистки воздуха от вредных примесей и устройство для его реализации | |
| Yang et al. | Mechanism of Pd and K co-doping to enhance the simultaneous removal of NO x and soot over LaMnO 3 | |
| RU2172641C1 (ru) | Способ очистки воздуха от токсичных компонентов и фильтрующий модуль для очистки воздуха от газообразных токсичных компонентов | |
| Munoz-Boado et al. | Gypsum-reinforced zeolite composite for particulate matter reduction from vehicular emissions | |
| RU2336929C2 (ru) | Фильтрующий блок экосистемы очистки воздуха | |
| RU2202402C1 (ru) | Способ очистки воздуха от токсичных компонентов выхлопных и отходящих газов | |
| Hinners et al. | Facilities for diesel exhaust studies | |
| EP3694626A1 (en) | Method for reducing the nitrogen oxide(s) and/or co content in a combustion and/or exhaust gas | |
| RU2679238C1 (ru) | Способ улавливания выхлопных газов | |
| RU2319622C2 (ru) | Способ и устройство очистки воздуха | |
| EP2062764A1 (en) | Photocatalytic filtration system for vehicles | |
| CN1256354A (zh) | 一种机动车消烟消声防火除尘净化器 | |
| Litvinova et al. | An effective way to clean the supply air along the height of buildings with the help of a ventilation system valve |