UA50662A

UA50662A - Method for removal of impurities from water and gas

Info

Publication number: UA50662A
Application number: UA2002042934A
Authority: UA
Inventors: Юрій Павлович Павленко; Юрий Павлович Павленко; Борис Михайлович Рибісайло; Борис Михайлович Рыбисайло; Аліна Василівна Бордукова; Алина Васильевна Бордукова
Original assignee: Запорізька Державна Інженерна Академія; Запорожская Государственная Инженерная Академия
Priority date: 2002-04-11
Filing date: 2002-04-11
Publication date: 2002-10-15

Abstract

The invention relates to purification of water and gas from harmful impurity and can be used for protection of water and air basin against industrial pollution. Method for purification of water and gas from impurity includes treatment of gas by streamer discharge between discharge electrode and auxiliary electrode located on dielectric capacity filled by water. For increase of efficiency of purification cleared gas is passed through water which fills in the space between discharge electrode and auxiliary electrode located on external wall of dielectric capacity.

Description

Опис винаходуDescription of the invention

Винахід відноситься до очищення води і газу від шкідливих домішок і може бути використаний для захисту 2 водною повітряного басейну від промислових забруднень.The invention relates to the purification of water and gas from harmful impurities and can be used to protect 2 water-air pools from industrial pollution.

Відомий спосіб очищення газу, що включає електроліз води в електролизері з напівпроникною перегородкою і промивання газів, що очищаються, лужним розчином із прикатодного простору (патент ША Мо7534, МКИВ 010 57/00, 1995). Недоліком є те, що для електролізу води потрібні великі витрати енергії.There is a known method of gas purification, which includes the electrolysis of water in an electrolyzer with a semi-permeable partition and washing of the purified gases with an alkaline solution from the near-cathode space (SHA patent Mo7534, MKIV 010 57/00, 1995). The disadvantage is that water electrolysis requires large amounts of energy.

Найбільш близьким за сукупністю ознак до способу, що заявляється є спосіб очищення води від домішок (Пискарев И.М. Вьібор условий злектрического разряда при генерирований химически активньїх частиц для разложения примесей в воде. ЖТФ, 1999, том. 69, вьіп.1, с.58-63), заснований на тому, що використовується електричний розряд постійного струму при високій напруженості електричного поля і малої щільності струму.The method of purifying water from impurities that is closest in terms of features to the proposed method (I.M. Piskarev, Vybor conditions of electric discharge when generated chemically active particles for the decomposition of impurities in water. ZhTP, 1999, vol. 69, issue 1, p. .58-63), based on the fact that a direct current electric discharge is used at high electric field intensity and low current density.

При цьому створюються умови, коли в самій рідині є електричне поле. Електричний розряд створюється між поверхнею рідини та електродом, розташованим над нею. Другий електрод, що підводить живлення від 79 високовольтного джерела, розташований у рідині. Недоліком є те, що використовується висока постійна напруга, що збільшує енерговитрати. Також товщина шару рідини повинна бути визначеної величини для перемішування її в міру витрати активних часток у поверхневому шарі, що створює додаткові труднощі у реалізації способу.At the same time, conditions are created when there is an electric field in the liquid itself. An electric discharge is created between the surface of the liquid and the electrode located above it. The second electrode, supplying power from the 79 high-voltage source, is located in the liquid. The disadvantage is that a high constant voltage is used, which increases energy consumption. Also, the thickness of the liquid layer must be of a certain value to mix it as the active particles are consumed in the surface layer, which creates additional difficulties in the implementation of the method.

Недоліком також є те, що забруднений газ пропускається над рідиною, тобто для очищення використовуються радикали, що утворюються тільки в газовій фазі.Another disadvantage is that the polluted gas is passed over the liquid, i.e. radicals formed only in the gas phase are used for purification.

В основу винаходу поставлено завдання створення способу очищення води і газу від домішок, у якому за рахунок використання стримерного розряду і додаткової постійної напруги забезпечується підвищення ефективності очищення.The basis of the invention is the task of creating a method of cleaning water and gas from impurities, in which, due to the use of a streamer discharge and additional constant voltage, an increase in the efficiency of cleaning is ensured.

Для рішення поставленої задачі в способі очищення води і газу від домішок, що включає обробку газу стримерним розрядом між розрядним електродом і допоміжним елекіродом, розташованим на діелектричній 22 ємкості, заповненій водою, відповідно до винаходу, газ, що очищається пропускають через воду, яка заповнює « простір між розрядним електродом і допоміжним електродом, розташованим на зовнішній стінці діелектричної ємкості. Також у воду можуть бути поміщені елекіроди, на які подають постійну напругу при щільності струму не менш 0,25мМА/см2.To solve the problem in the method of cleaning water and gas from impurities, which includes gas treatment with a streamer discharge between a discharge electrode and an auxiliary electrode located on a dielectric 22 container filled with water, according to the invention, the gas being cleaned is passed through water that fills " the space between the discharge electrode and the auxiliary electrode located on the outer wall of the dielectric capacity. Electrodes can also be placed in the water, to which a constant voltage is applied with a current density of at least 0.25 mA/cm2.

Спосіб може бути реалізований за допомогою установки, що представлений на малюнку. Установка включає см ємкість з діелектричного матеріалу 1, закриту кришкою 2 і заповнену водою, у яку поміщено розрядний електрод.й «(0The method can be implemented using the installation shown in the figure. The installation includes a cm container made of dielectric material 1, closed with a lid 2 and filled with water, in which a discharge electrode is placed "(0

З від імпульсного джерела живлення, трубки для підведення і відводу газу 4 і електроди 5 від джерела постійної напруга. Зовні ємкості в контакті з нею у вигляді металевого кільця розташований другий допоміжний ї-о електрод 6 від імпульсного джерела. І авFrom the pulsed power source, the gas inlet and outlet tube 4 and the electrode 5 from the constant voltage source. Outside the container, in contact with it in the form of a metal ring, there is a second auxiliary electrode 6 from the pulse source. And Av

Сутність винаходу полягає в тому, що під час дії імпульсу молекули води поляризуються і на стінках судини виникають умови з високою напруженістю електричних полів і спостерігаються світні канали струму, які о світяться. Подальша обробка води імпульсними розрядами приводить до утворення хімічно активних часток - іонів, збуджених молекул, вільних радикалів, тобто відбувається розрив зв'язку між атомами і молекули здобувають вільні валентні зв'язки. Активні частки взаємодіють з домішками, що знаходяться у воді, наприклад, « й при пропущенні через оброблену воду газу, що містить сірчистий ангідрид, утвориться сірчана кислота. При -о обробці води, що містить різні органічні речовини (нафтопродукти, бензол, толуол і ін.), вони здобувають с заряд, і при накладенні постійного електричного поля, збираються на електродах. Активні частки також можуть з витрачатися при взаємодіях між собою, утворюючи неактивні продукти. Для того, щоб цього уникнути, у ємкість поміщені електроди, на які подається постійна напруга, що змушує рухатися заряджені частки в протилежних напрямках, перешкоджаючи їхньому об'єднанню. При цьому щільність струму повинна бути не менш сл 0,25мМА/см2. При щільності струму менш 0,25мА/см2 знижується ефективність очищення, тому що енергії, яка підводиться виявляється недостатньо. Спосіб дозволяє очищати воду і газ від органічних і неорганічних домішок. («в Спосіб був випробуваний у лабораторних умовах. У ємкість, заповнену дистильованою водою, подавалося б повітря, що містить 75Омг/м? сірчистого ангідриду. Вода оброблялася стримерним розрядом. Напруга в імпульсі складала 70-80кВ, частота імпульсів 800Гц, потужність імпульсів 300...400кВт, а тривалість імпульсу 200...300The essence of the invention is that during the action of the pulse, water molecules are polarized and conditions with high intensity of electric fields arise on the walls of the vessel and luminous current channels are observed, which glow. Further treatment of water with pulsed discharges leads to the formation of chemically active particles - ions, excited molecules, free radicals, that is, the bond between atoms is broken and molecules acquire free valence bonds. Active particles interact with impurities in the water, for example, "and when gas containing sulfur dioxide is passed through the treated water, sulfuric acid will be formed. During the treatment of water containing various organic substances (petroleum products, benzene, toluene, etc.), they acquire a charge, and when a constant electric field is applied, they are collected on the electrodes. Active particles can also be consumed during interactions with each other, forming inactive products. In order to avoid this, electrodes are placed in the container to which a constant voltage is applied, which forces the charged particles to move in opposite directions, preventing their union. At the same time, the current density should be at least 0.25 mA/cm2. When the current density is less than 0.25mA/cm2, the cleaning efficiency decreases, because the supplied energy is insufficient. The method allows to purify water and gas from organic and inorganic impurities. ("c The method was tested in laboratory conditions. Air containing 75 Ω/m? of sulfuric anhydride would be supplied to a container filled with distilled water. The water was treated with a streamer discharge. The voltage in the pulse was 70-80 kV, the frequency of pulses was 800 Hz, the power of pulses was 300 ...400 kW, and the pulse duration is 200...300

Ме, нс. Про перетворення, що відбуваються в процесі обробки рідини стримерним розрядом, судили по величиніMe, ns. The transformations occurring in the process of treating the liquid with a streamer discharge were judged by their magnitude

ГІ струму, що протікає по ланцюгу, у який включені електроди 5. Початковий струм у дистильованій воді складав 0,22мА. Після продувки через воду сірчистого ангідриду, струм, при якому відбувалося насичення їм води, досягав 2,9МА. У процесі подальшої обробки спостерігалося зростання струму, отже, збільшувалася 5Б концентрація сірчаної кислоти. Результати досвідів приведені в таблиці. » во 2777 вв0111086000111110000ввиGI of the current flowing through the circuit, which includes electrodes 5. The initial current in distilled water was 0.22 mA. After blowing through the water with sulfuric anhydride, the current at which it saturated the water reached 2.9 MA. In the process of further processing, an increase in current was observed, therefore, the 5B concentration of sulfuric acid increased. The results of the experiments are given in the table. » in 2777 vv0111086000111110000vvy

При очищенні води від нафтопродуктів з початковою концентрацією бОООмг/л на електроди 5 подавалася постійна напруга 108, щільність струму складала 0,25мА/см?, ефективність очищення склала 7295. Коли 65 підключили імпульсне джерело з напругою в імпульсі 7ОкВ, частотою імпульсів 800Гц, потужністю імпульсівWhen purifying water from petroleum products with an initial concentration of bOOOmg/l, a constant voltage of 108 was applied to electrodes 5, the current density was 0.25mA/cm?, the purification efficiency was 7295. When 65 was connected to a pulse source with a pulse voltage of 7OkV, a pulse frequency of 800Hz, a power pulses

ЗООкВт, тривалістю імпульсу 200 нс, ефективність зросла до 96905.ZOOkW, with a pulse duration of 200 ns, the efficiency increased to 96905.

У порівнянні з відомими, спосіб, що заявляється дозволяє при низьких енерговитратах обробляти газ з низькими концентраціями токсичних речовин при високій ефективності очищення, а також очищати воду від шкідливих домішок.In comparison with known methods, the proposed method allows processing gas with low concentrations of toxic substances with high cleaning efficiency at low energy consumption, as well as purifying water from harmful impurities.

Claims

The formula of the invention

1. A method of purifying water and gas from impurities, which includes gas treatment with a streamer discharge between the discharge electrode 70 and an auxiliary electrode located on a dielectric container filled with water, which is characterized by the fact that the purified gas is passed through water, which fills the space between the discharge electrode and auxiliary electrode located on the outer wall of the dielectric container.

2. The cleaning method according to claim 1, which differs in that electrodes are placed in the water, which are supplied with a constant voltage at a current density of at least 0.25 mA/cm7. « with Zo Te) (Se) « in) Io) -

with . and? 1 («c) (o) (o) Ko) bo b5