RU33035U1

RU33035U1 - Адсорбционно-фотокаталитическое устройство для очистки воздуха от летучих загрязнителей

Info

Publication number: RU33035U1
Application number: RU2003109845/20U
Authority: RU
Inventors: А.А. Першин; М.В. Старков
Original assignee: Першин Антон Алексеевич; Старков Михаил Васильевич
Priority date: 2003-04-16
Filing date: 2003-04-16
Publication date: 2003-10-10

Description

20031.Р9845 .ЩЦК и r s--o- 3 1 о . б В01 J 019/09, 19/12 Р21 Р1/02, F21 К700 G09 FB/00

Адсорбционно - фотокаталитическое устройство для очистки воздуха от летучих загрязнителей

Полезная модель относится к области очистки воздуха от органических и некоторых неорганических летучих загрязнений и может найти применение в быту, лечебных учреждениях, в производственных помещениях, ресторанах, казино и т.д., то есть везде, Где в воздух выделяются органические соединения и присутствуют запахи.

Известен процесс фотокаталитической очистки воздуха от органических примесей путем их глубокого окисления. Процесс заключается в том. Что органические молекулы, адсорбированные на поверхности фотокатализатора под действием света, окисляются кислородом воздуха до СОг . Н20 и НХ, где X - атом галоида, если X входит в состав органической молекулы. Фотокатализатором может служить диоксид титана и диоксид титана с -нанесенной мелкодисперсной платиной или палладием. Известно, что в фотокаталитическом процессе могут быть минерализованы любые органические молекулы, а также некоторые неорганические: СО, НзЗ и NHs (Photocatalytic Purification and Treatment of Water and Air, Eds. D. Follis, H/ Al-Ekabi, Elsevier, 1993; Gas-Solid Photocatalytic Oxidation of Pollutants, Raupp; Gregory В.,

Dibble; Lynette A., USA Patent, 5045288, 1991).

Известна конструкция фотокаталитического очистителя воздуха, состоящего из ультрафиолетовой лампы, угольного носителя типа пчелиные соты с нанесенным TiOa и вентилятора (К.I/ Suzuki. Photocatalytic Air Purification on Tio2 Coated Honeycomb Support. In: (Photocatalytic Purification and Treatment of Water and Air, Eds, D. Follis, H. Al-Ekabi, Elsevier, 1993, p. 421-434). Недостатком конструкции является отсутствие пылевого фильтра и малая производительность, что не позволяет использовать ее в бытовых и промышленных помещениях.

Известен очиститель воздуха, разработанный 000 «Информационно-технологический институт Россия, свидетельство на полезную модель №8634, состоящий из корпуса, вентилятора и катализатора на носителе. В этом устройстве в качестве носителя применяется полимерный, либо неорганический пористый материал, пропускающий свет в диапазоне длин волн с X, 320 нм и установлен дополнительный пылевой фильтр, разделенный с носителем катализатора.

Недостатками известного устройства являются:

- возможность проскока загрязнителей при выбросе загрязнителей с концентрацией С 20 ррт

возможность образования вредных полупродуктов при фотокаталитическом окислении загрязнителей с общей концентрацией С 20 ррт ( см. пример 3).

,

2 устройствах к относительно низким удельным скоростям разложения

органических загрязнений (К 1мг/мин Вт).

Задачей предлагаемой полезной модели было создание адсорбционно-каталитического очистителя воздуха, способного эффективно уничтожать периодические выбросы летучих загрязнений за один проход, без образования промежуточных соединений на выходе.

Поставленные задачи решаются конструкцией предлагаемого устройства и применением в качестве адсорбентов органических или неорганических материалов, нанесенных на пылевой фильтр. Общий вид устройства представлен на фиг. 1.

Устройство состоит из корпуса 1, фотокаталитического блока цилиндрической формы с УФ - лампой 2, вентилятора 3, пылевого фильтра с нанесенным адсорбентом 4, расположенного вокруг фотокаталитического блока.

В качестве адсорбента применяется вещество, для которого теплота адсорбции органических соединений с молекулярным весом до 100 а.е. находится в диапазоне от 4 ккал/моль до 12 ккал/моль.

В приведенных ниже примерах в качестве адсорбента использовался синтетический цеолит ZSM.

Воздух, содержащий частицы аэрозолей и летучие загрязнители, засасывается через пылевой адсорбционный фильтр 4 в фотокаталитический блок 2 и вентилятором 3 выбрасывается наружу.

,

3

загрязнителя, как показано на фиг. 2. Таким образом, на фотокаталитический блок загрязнитель попадает разбавленным более чем в 20 раз и промежуточных продуктов при окислении органических молекул на выходе фотокаталитического блока не наблюдается.

Сущность изобретения иллюстрируется следующим примером.

Пример 1. В замкнутый объем помещен фотокатилитический очиститель воздуха без адсорбционно-пылевого фильтра и добавлен ацетон до концентрации 550 ррга. В момент t О очиститель включается и начинается реакция окисления ацнтона. Как видно из фиг. 3 (кривая 1) ацетон окисляется полностью за 70 мин.

Пример2. Тот же эксперимент проводиося с

фотокаталитическим очистителем, содержащим адсорбционно-пылевой фильтр. Результаты представлены на фиг. 3 (кривая 2). Ацетон исчезает из объема реактора за 20 мин. Скорость выделения С02 такая же как в примере 2.

Пример 3. В замкнутый объем 190 л помещен фотокаталитический очиститель воздуха без адсорбционно-пылевого фильтра (фиг. 4) и добавлен этиловый спирт до концентрации 200 ррт. В момент t О очиститель включается и начинается реакция окисления этилового спирта. Как видно из фиг. 4 на первой стадии образуется до 50 ррт ацетальдегида и лишь через 70 мин. все органические загрязнители исчезают (кривая). Пример 4. В тот же объем помещен фотокаталитический

очиститель воздуха с адсорбционно-пылевым блоком, описанным выше . Добавлен этанол до концентрации 200 ррт и включен очиститель. Из фиг. 4 видно, что в первые 10 мин, работы очистителя концентрация этанола падает до неизмеримых значений и в газовой фазе наблюдается лишь рост концентрации С02. Рост концентрации С02 заканчивается после 70 мин. работы очистителя, причем конечная концентрация СОз в объеме реактора такая же как и в первом примере (кривая 2).

Пример 5. В замкнутом объеме 3 м проводится курение 1 сигареты раз в 50 мин. Испытывается фотокаталитический очиститель без адсорбционно-пылевого фильтра и снабженный этим фильтром. Результаты на фиг. 2. Без адсорбционного фильтра суммарная концентрация загрязнителей не успевает достичь фонового уровня за промежуток времени между курением сигарет. С адсорбционным фильтром концентрация падает до фоновой за 20 мин.

Из этих примеров видно, что адсорбционный блок ограничивает выход промежуточных продуктов в газовую фазу. Скорость окисления органических молекул при этом не изменяется.

Таким образом, предлагаемый фотокаталитический очиститель воздуха с адсорбционно-пылевым блоком быстро устраняет залповые загрязнения и снижает вероятность выхода промежуточных продуктов в реакциях глубокого фотокаталитического окисления органических соединений.

5

Claims

Адсорбционно-фотокаталитическое устройство для очистки воздуха, содержащее корпус, вентилятор, фотокаталитический блок, пылевой фильтр, отличающийся тем, что в состав пылевого фильтра включен органический или неорганический адсорбент с теплотой адсорбции органических загрязнителей от 5 до 12 ккал/моль.