Вихровий турбулентний промивач для комплексного очищення та утилізації теплоти газів і робочої рідини

Реферат: Винахід належить до устаткування для комплексного очищення та утилізації теплоти газів і рідин і може використовуватися в різних галузях промисловості для очищення газів від зважених домішок, парів і липких аерозолів та домішок інших газів з одночасною утилізацією тепла. Вихровий турбулентний промивач для комплексного очищення та утилізації теплоти газів і робочої рідини (ВТПУ) складається з патрубка для підведення очищуваного газу, з’єднаного з розподільною камерою з завихрювачем, всередені якої коаксіально їй розташована робоча камера, а знизу - бункер, заповнений водою, вздовж осі розподільної камери розташований з можливістю зворотно-поступального переміщення порожнистий шток з горизонтальним диском, сепараційної камери з каплевідділювачем, колектора для підведення чистої води, патрубка для відведення очищеного газу, патрубка для відведення води з бункера, патрубка для зливу шламу з бункера. В патрубок для підведення очищуваного газу вмонтований касетний фільтр з фільтруючою насадкою із крупнодисперсних зернистих відходів , а в бункері апарата закріплений мікробіологічний фільтр. Апарат ВТПУ дозволяє здійснювати комплексне очищення газу від зважених домішок та газів, а також дає можливість очищення та утилізації теплоти рідини в одному апараті одночасно з більшою ефективністю в порівнянні з існуючими багатоступінчатими схемами очищення газоподібних і рідких середовищ. Таким чином, цей пристрій доцільно використовувати в усіх галузях промисловості для комплексного очищення газів і рідин. UA 100601 C2 (12) UA 100601 C2 UA 100601 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Вихровий турбулентний промивач для комплексного очищення та утилізації теплоти газів і робочої рідини (ВТПУ) до устаткування для комплексного очищення та утилізації теплоти газів і рідин і може використовуватися в різних галузях промисловості для очищення газів від зважених домішок, парів і липких аерозолів (наприклад, парів і липких аерозолів лакофарбових матеріалів) та домішок інших газів з одночасною утилізацією тепла. Відомо обладнання для очищення газів від парів і аерозолів лакофарбового виробництва [1], яке приймаємо за аналог. Недоліком аналога є складність в експлуатації: необхідність подавати, видаляти і регенерувати спеціальні масла та розчини з окремих бункерів і баків. Відомий також вихровий турбулентний газопромивач [2], який призначено для комплексного очищення газів. По конструкції і принципу роботи даний апарат приймаємо за прототип, так як він якнайбільше відповідає "ВТПУ", який є предметом даної заявки. Недоліком прототипу є те, що він не призначений для очищення газів від парів і липких аерозолів вуглеводнів, наприклад, від липких аерозолів лакофарбових матеріалів, не має теплообмінника для забезпечення необхідних умов для життєдіяльності бактерій та відводу теплоти від газів, що очищуються, та робочої рідини. В основу винаходу поставлено задачу розробки нової конструкції вихрового турбулентного промивача для підвищення ефективності комплексного очищення газів від зважених домішок, парів і липких аерозолів вуглеводнів, домішок інших газів, підвищення надійності роботи та зниження витрати енергії на очищення газу за допомогою ВТПУ за рахунок утилізації теплоти газів і робочої рідини в одному апараті, а також за рахунок розміщення у патрубку для підводу газів, що очищуються, касетних фільтрів для очищення газів від липких аерозолів, а у бункері апарата закріплено: насадки зі штамом бактерій (мікробіологічний фільтр) для очищення газів від парів вуглеводні та домішок інших газів і теплообмінник, який забезпечує необхідні умови для життєдіяльності бактерій та відводу теплоти від газів, що очищуються, і робочої рідини. Поставлена задача вирішується за допомогою вихрового турбулентного промивача (ВТПУ) для підвищення ефективності комплексного очищення газів від зважених домішок, парів вуглеводнів і липких аерозолів та домішок інших газів, а також утилізації теплоти газів і робочої рідини за рахунок розміщення у патрубку для підводу газів, що очищуються, касетних фільтрів з фільтруючою насадкою з відходів, (наприклад, з металевої стружки, крупної тирси) для очищення газів від липких аерозолів. У бункері апарата закріплені; насадка зі штамом бактерій (мікробіологічний фільтр), для очищення рідини та газів від парів вуглеводнів та теплообмінник, за допомогою якого забезпечуються необхідні умови для життєдіяльності бактерій та відвід надлишкової теплоти від газів, що очищуються, таробочої рідини. Касетний фільтр являє собою касету (касети), заповнену насадкою із сипучих відходів виробництва (наприклад, із металевої стружки або крупної тирси), які можна очистити від фарби за допомогою розчинників, для їх вторинного використання, бічні поверхні касети виконані із сітки для проходження газу, що очищується, одна з бічних поверхонь має можливість відкриватися для заповнення насадки до касети та вивантаження насадки із касети. Мікробіологічний фільтр являє собою циліндр із подвійними стінками, що виконані із сітки, а простір між стінками заповнено насадкою, наприклад, із торфа, на якому висаджено штами бактерій. Теплообмінник являє собою колектор, виконаний з трубки, зігнутої у вигляді спіралі, та прикріплений нерухомо знизу до горизонтального диска. Кінці колектора за допомогою трубок виведені через порожнистий шток з ВТПУ. Відмінними ознаками генератора, що заявляється, є: - підвищення ефективності уловлювання газів від зважених домішок, парів вуглеводнів і липких аерозолів, наприклад, лакофарбових матеріалів (ЛФМ), домішок інших газів, та утилізації теплоти газів і робочої рідини одночасно, в одному апараті; - підвищення надійності роботи ВТПУ за рахунок розміщення теплообмінника у бункері та відводу надлишкової теплоти, забезпечення життєдіяльності бактерій, які поглинають компоненти парів вуглеводнів та домішок інших газів; - зниження витрат енергії на очищення газів за допомогою ВТПУ, підвищення ефективності утилізації теплоти газів, що очищуються, та можливість її використання на різноманітні потреби; На Фіг. 1 і Фіг. 2 представлена схема вихрового турбулентного промивача для комплексного очищення газів і рідин з одночасною утилізацією тепла газів, що очищуються, і рідин і може використовуватися в різних галузях промисловості для очищення газів від зважених домішок, парів і липких аерозолів (наприклад, парів і липких аерозолів лакофарбових матеріалів) та домішок інших газів з одночасною утилізацією тепла, який складається з: 1 UA 100601 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 1 - патрубка для підводу газу, що підлягає очищенню; 2 - касетного фільтра; 3 - розподільчої камери; 4 - завихрювача; 5 - робочої камери; 6 - бункера, що заповнений водою; 7 мікробіологічного фільтра; 8 - горизонтального диска; 9 - порожнистого штока; 10 теплообмінника; 11 - трубки для підводу холодоагенту; 12 - трубки для відведення холодоагенту; 13 -сепараційної камери; 14 - каплевідділювача; 15 - колектора для підводу чистої води; 16 - патрубок для видалення з ВТПУ очищеного газу; 17 - патрубка для відводу води і шламу з бункера. Принцип роботи вихрового турбулентного промивача для комплексного очищення газів і рідин та утилізації теплоти цих газів і робочої рідини (ВТПУ) полягає в наступному: Очищуваний газ надходить до патрубка 1, очищується за допомогою касетного фільтра 2 від зважених домішок, у тому числі від липких аерозолів, наприклад від аерозолів лакофарбових матеріалів (ЛФМ), і надходить у розподільчу камеру 3 і далі - в завихрювач 4. Закручений потік газу обертається в робочій камері 5 над нерухомою поверхнею рідини в бункері 6. При цьому частина рідини виноситься потоком з бункера 6 у робочу камеру 5, де під дією відцентрових сил вода диспергується на дрібнодисперсні краплі, які утворюють краплезернистий шар рідини, що обертається (КЗШ). Через нього фільтрується очищуваний газ. Пари вуглеводнів, наприклад ЛФМ, частково конденсуються на краплях, а в основному абсорбуються краплями води (так як в краплях води містяться ферменти, що виділяють бактерії, та що сприяють розщепленню молекул парів ЛФМ), які виносяться з водою з бункера 6. При сталому режимі роботи скільки рідини виноситься з бункера 6 у робочу камеру 5, стільки її повертається в бункер 6. За рахунок в'язких сил вода в бункері 6 теж обертається і одночасно фільтрується через мікробіологічний фільтр 7. Бактерії, посіяні на пористу насадку мікробіологічного фільтра 7, виділяють ферменти, які розщеплюють молекули вуглеводнів (парів і газів вуглеводнів, наприклад, лакофарбових матеріалів). Утворені речовини засвоюються мікробами, очищуючи воду і газ від парів і аерозолів. Ферменти, які виділяють бактерії, будуть міститися в краплях обертового краплезернистого шару, так що при фільтрації газу через КЗШ газ очищується від зважених, газо - і пароподібних домішок вуглеводнів та інших домішок газоподібних речовин. Витрата циркулюючої води регулюється за допомогою горизонтального диска 8. Диск 8 кріпиться нерухомо до порожнистого штока 9. Диск 8 і шток 9 мають можливість вертикального переміщення. До диска 8 знизу кріпиться колектор теплообмінника 10, що підтримує оптимальну температуру для життєдіяльності бактерій мікробіологічного фільтра 7. Теплообмінник 10 за допомогою трубок для підведення холодоагенту 11 і відведення холодоагенту 12, прокладених вздовж порожнистого штока 9, виводяться за межі ВТПУ до утилізатора тепла, яке відбирається від очищуваного газу. Очищений газ і частина краплинної рідини з робочої камери 5 надходять у сепараційні камеру 13, в якій краплинна рідина відокремлюється за допомогою краплевідділювачів 14. Для компенсації води, що випаровується, і періодичного промивання ВТПУ в сепараційну камеру 13 через колектор 15 подається чиста вода. Очищений газ виділяється через патрубок 16, а вода і шлам з бункера 6 зливається через патрубок 17. Список використаних джерел: 1. Шушляков Д.О. Щітковий фільтр. Патент України № 36020, Бюл. № 3, 16 04 2001 2. Шушляков О.В, Проскурня М.І., Пранцуз О.С., Шушляков Д.О. Апарат для комплексного очищення газів. Патент України № 3030 U. Бюл. № 10, 15.10.2004. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 45 50 55 Вихровий турбулентний промивач для комплексного очищення та утилізації теплоти газів і робочої рідини, що складається з патрубка для підведення очищуваного газу, з'єднаного з розподільною камерою, по внутрішньому периметру якої розташований завихрювач, всередині розподільної камери коаксіально їй розташована робоча камера, знизу - прикріплений бункер, заповнений водою, по поздовжній осі розподільної камери розташований з можливістю зворотно-поступального переміщення порожнистий шток, на якому закріплений горизонтальний диск, сепараційної камери з каплевідділювачем, колектора для підведення чистої води, патрубка для відведення очищеного газу, патрубка для відведення води з бункера, патрубка для зливу шламу з бункера, який відрізняється тим, що в патрубок для підведення очищуваного газу вмонтований касетний фільтр з фільтруючою насадкою із крупнодисперсних зернистих відходів, а у бункері закріплений мікробіологічний фільтр, на насадці якого посіяний штам бактерій, які виділяють ферменти, що розщеплюють молекули вуглеводнів, та знизу до диска прикріплений теплообмінник для забезпечення необхідних умов для життєдіяльності бактерій, відводу надлишкової теплоти від газів, що очищуються, та від робочої рідини. 2 UA 100601 C2 Комп’ютерна верстка А. Крижанівський Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3