Вихровий турбулентний промивач з пристроєм, що генерує імпульсні коронні розряди

Вихровий турбулентний промивач з пристроєм, здатним генерувати імпульсні коронні розряди (ІКР), що містить бункер з рідиною, робочу камеру, сепараційну камеру, диск зі штоком, патрубки для підведення очищуваного і вилучення очищеного газу, підведення чистої рідини і виведення шламу, завихрювач, конусний краплевідділювач, який відрізняється тим, що в бункері вище шару рідини C2 2 94541 1 3 боти такий апарат є найближчим аналогом (прототипом) ВТП з ІКР, який є предметом цієї заявки. Недоліком прототипу є те, що рідина, яка призначена для очищення газу, не забезпечує очищення від домішок рослинного та мікробіологічного походження. Нами поставлена задача підвищення ефективності очищення газів від домішок різного складу та підвищення економічності очищення за рахунок оброблення рідини спеціальними засобами для вторинного її використання. Для вирішення поставленої задачі у вихровому турбулентному промивачі розміщуємо плоский кільцевий пристрій, що генерує імпульсні коронні розряди [3] (у бункері та у сепараційній камері), який має розширену зону дії на мікроорганізми та інші домішки, що забезпечує високоефективне очищення води і газів від них. Пристроєм, який генерує імпульсні коронні розряди (ІКР), є металевий стрижень діаметром 10-20 мм (один або декілька), зігнутий кільцем, на якому закріплено тонкі металеві диски на відстані один від одного не менше 1 см. Внутрішній діаметр пристрою, який розташовано у бункері, менше діаметра робочої камери принаймні на 150 мм, що забезпечує вільне надходження частини газу і рідини із робочої камери в бункер, а зовнішній діаметр пристрою менше діаметра бункера на відстань l, мм, що задовольняє співвідношенню l>k×d, де k - коефіцієнт запасу від небажаних пробоїв іскровими розрядами (k>1), d - відстань від кромки високовольтного коронуючого електрода пристрою, що генерує ІКР, до низьковольтного електрода цього пристрою. Пристрій, розташований у сепараційній камері, має внутрішній діаметр кільця більше діаметра нижньої частини краплевідділювача принаймні на відстань l, мм, а зовнішній діаметр пристрою менше діаметра корпуса апарату на відстань l, мм, відстань від пристрою, що генерує ІКР, до корпусу апарату ВТП з ІКР не може бути меншою, ніж відстань l, мм. Корпус ВТП з ІКР заземлюють. При цьому, напруга електричного розряду в пристрої, який генерує ІКР, повинна забезпечувати оброблення шару рідини, яка знаходиться над диском, на глибину до 100 мм, що досягається за рахунок дії цілого ряду факторів [3]: плазми і широкосмугового випромінювання імпульсного коронного розряду, потужного імпульсного електричного і магнітного поля та активних частинок. Робоча середня напруженість, яка створюється пристроєм, що генерує ІКР, може бути визначена за формулою: Е=U/d, де U - напруга, при якій утворюються ІКР; d - відстань від кромки високовольтного коронуючого електрода пристрою, що генерує ІКР, до низьковольтного електрода цього пристрою. Вихровий турбулентний промивач з пристроєм, що генерує ІКР, складається з бункера 1, зверху якого співвісно кріпиться робоча камера 2, коаксіально з робочою камерою розміщується сепараційна камера 3, в нижній частині робочої камери закріплений нерухомий завихрювач 4. По осі апарату закріплений шток 5, до якого знизу прикріплений металевий диск 6. У бункері вище шару рідини розташований плоский кільцевий пристрій 7 (електродна система з імпульсним ко 94541 4 ронним розрядом), що генерує ІКР, для обробки шару рідини, яка знаходиться над диском 6, внутрішній діаметр пристрою менше діаметра робочої камери принаймні на 150 мм, а зовнішній діаметр пристрою менше діаметра бункера на відстань l, мм. По осі сепараційної камери 3 закріплений нерухомий конусний краплевідділювач 8. У сепараційній камері 3, на відстані 100 мм від робочої камери, розташована провідна заземлена сітка 9, прикріплена нерухомо до нижньої частини краплевідділювача 8, вище сітки 9 на відстані l, мм, розташовано плоский кільцевий пристрій 10, призначений для обробки крапель рідини та газу, які прямують до краплевідділювача 8. Над краплевідділювачем розміщено патрубок для виходу очищеного газу 11. У нижній частині бункера 1 розташований патрубок для вилучення шламу 12, а по рівню рідини у бункері 1 (вище диска на 100 мм) розташований патрубок для підведення чистої води 13. По периметру завихрювача кріпиться розподільна камера 14 з патрубком 15 для входу газу, який очищується. До пристрою 10, що генерує ІКР і розташований у сепараційній камері 3, електрична напруга підводиться за допомогою прохідних ізоляторів 16 з осьовим металевим провідником 17, а до такого ж пристрою 7, розташованого у бункері 1, електрична напруга підводиться за допомогою прохідних ізоляторів 18 з осьовим металевим провідником 19. Для компенсації втрати рідини через випаровування, подається додаткова рідина в сепараційну камеру 3 тангенціально до стінок, за допомогою патрубків 20, це забезпечує змивання шламу зі стінок сепараційної камери. Принцип дії вихрового турбулентного промивача з пристроєм, що генерує ІКР, такий: газ на очищення надходить з патрубка 15 в розподільну камеру 14, де за рахунок руху криволінійним каналом відбувається сепарація завислих домішок і часткове їх укрупнення через коагуляцію. З розподільної камери 14 газ рівномірно розподіляється каналами завихрювача 4, за рахунок нерівномірного перерізу розподільної камери 14. Звідти в робочу камеру 2 надходить закручений потік. Бункер 1 заповнюється рідиною за допомогою патрубка для підведення чистої води 13. Диск 6 за допомогою штока 5 занурюється у рідину. При обертанні газу над нерухомою поверхнею рідини виникають доцентрові сили. Доцентровими силами верхній шар рідини стягується до центра диска 6 і надходить з потоком газу в робочу камеру 2. Під дією відцентрових сил рідина в робочій камері 2 буде диспергуватися на краплі, при цьому розмір крапель залежить від колової швидкості потоку. При коловій швидкості потоку 50 м/с розмір частинок буде досягати 40-60 мкм. Краплі рідини під дією відцентрових сил будуть дрейфувати від центра до завихрювача 4, однак торкнутися лопаток завихрювача 4 вони не зможуть, тому що будуть відтискатися вхідним потоком очищуваного газу. У результаті в робочій камері 2 утворюється обертовий циліндричний краплинно-зернистий шар рідини. У цьому шарі краплі можуть зливатися, і тут же розриватися, оновлюючи поверхню контакту, таким чином утворюється рідинний фільтр. Закручений потік очищуваного газу, що виходить з міжлопаткових 5 каналів завихрювача 4, обертає краплиннозернистий шар рідини і одночасно фільтрується через нього, що забезпечує високу ефективність очищення газу та інтенсивний тепломасообмін між очищуваним газом і краплями рідини. А за рахунок розташування у нижній частині сепараційної камери 3, над сіткою 9 пристрою 10, що генерує ІКР, краплі рідини та газ, що виходять з робочої камери 2, обробляється ІКР і стягується у бункер 1, чим підвищується ефективність очищення газу від різних домішок. При накопиченні в робочій камері 2 рідини більше граничної кількості частина її разом з газом віяловим потоком скидається в бункер 1, там газ і рідина обробляються імпульсним коронним розрядом за допомогою введеного пристрою 7, що генерує ІКР. Мікроорганізми, які містяться у шарі рідини над диском 6, під дією факторів ІКР інактивуються, а інші домішки активно вступають в хімічні реакції, за рахунок чого утворюються завислі частинки, які випадають в осад на дно бункера 1. 94541 6 Обертання рідини над нерухомою основою бункера 1 сприяє концентрації домішок у центральній частині, за рахунок доцентрових сил, тому вилучення шламу з бункера здійснюється повністю без налипання уловлених домішок на дно або стінки бункера. Для компенсації витрати рідини через випаровування, рідина подається в сепараційну камеру 3 тангенціально до стінок патрубками 20, що забезпечує змивання шламу зі стінок сепараційної камери. Список використаних джерел: 1. Кочетов О.С., Кочетова М.О. Электроциклон. Пат. RU 2306182, С1. 2. Шушляков О.В., Пранцуз О.С., Шушляков Д.О. Апарат комплексного очищення газів. Пат. UA 3030, U. 15.10.2004. Бюл. №10. 3. Бойко Н.И., Борцов А.В., Евдошенко Л.С. Импульсный коронный разряд с расширенной зоной ионизации: физические основы получения и перспективные области применения. // Электротехника и электромеханика. № 3, 2004. - С. 98-104. 7 Комп’ютерна верстка Мацело В. 94541 8 Підписне Тираж 24 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601