Спосіб вентиляції автомобільного тунелю

Реферат: Спосіб вентиляції автомобільного тунелю включає подачу свіжого повітря через портали тунелю і відведення відпрацьованого повітря всмоктуючим вентилятором через вентиляційний стовбур, який оснащений системою касетного очищення повітря. Устя стовбура облаштовують каталітичною камерою, заповненою перекриваючими стовбур перфорованими касетами, у яких шари вологопоглинача чергуються із шарами хімічного каталізатора окиснення монооксиду вуглецю (СО) у діоксид вуглецю (СО2). Під каталітичною камерою у стовбурі розміщують конденсаційний осушувач повітря. UA 109765 U (12) UA 109765 U UA 109765 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель, яка заявляється, належить до сфер підземного будівництва та інженерної екології, зокрема до будівництва та експлуатації автомобільних тунелів, і може бути використана в системі тунельної вентиляції. Відомі способи очищення повітря автомобільного тунелю від пилу, в яких у вентиляційних виробках з вихідним струменем повітря встановлюють касетні фільтри [Маковский Л.В., Трофименко Ю.В., Евстигнеева Н.А. Вентиляция автодорожных тоннелей. Μ.: МАДИ (ГТУ), 2009. - 148 с.]. Недоліком цих способів є обмежена можливість таких фільтрів очищати вихідне повітря, зокрема вони не впливають на вміст монооксиду вуглецю, який є найбільш небезпечним забруднювачем атмосфери міст. Відомий спосіб, в якому відпрацьоване повітря автомобільних тунелів стискають у повітряних компресорах та, додаючи природній газ, доокислюють (спалюють) у котлахутилізаторах, отримуючи додаткову енергію, а продукти згоряння скидають димовими трубами в атмосферу [Патент РФ 2487245 опубл. 10.07.2013, МКИ7: E21F 1/00, F02C 3/02]. Недоліком є те, що енергетичне використання монооксиду вуглецю в цій технології потребує будівництва складних і вельми коштовних теплових агрегатів та великих обсягів накопичення СО, які можуть забезпечити лише тунелі дуже великої протяжності. Коефіцієнт корисної дії даної технології відносно низький. Найбільш близьким за технічною суттю є спосіб очищення повітря з використанням газоконвертора "Ятаган", який складається з блока попереднього очищення, газорозрядного та каталітичного блоків, причому принцип роботи конвертора заснований на спільній дії об'ємного бар'єрного розряду та каталітичного впливу на молекули газоподібних забруднень озонового середовища [патент РФ на корисну модель № 40013 від 31.05.04, МКИ В03С 3/02, бюл. № 24, 2004 р.]. Недоліками способу є великі габарити газоконвертора, значна вага і вартість обладнання, а також великі витрати електроенергії для генерування бар'єрних розрядів. Крім цього застосовані каталітичні механізми діють лише в особливих умовах озонового середовища високої концентрації. В основу корисної моделі поставлена задача очищення й нейтралізації шкідливих компонентів відпрацьованого повітря автомобільних тунелів шляхом хімічного каталізу перетворення монооксиду вуглецю в типових умовах вентиляції. Поставлена технічна задача вирішується тим, що у способі вентиляції автомобільного тунелю, який включає подачу свіжого повітря через портали тунелю і відведення відпрацьованого повітря всмоктуючим вентилятором через вентиляційний стовбур, який оснащений системою касетного очищення повітря, при цьому, згідно з корисною моделлю, устя стовбура облаштовують каталітичною камерою, заповненою перекриваючими стовбур перфорованими касетами, у яких шари вологопоглинача чергуються із шарами хімічного каталізатора окиснення монооксиду вуглецю (СО) у діоксид вуглецю (СО2), а під каталітичною камерою у стовбурі розміщують конденсаційний осушувач повітря. Каталітичну камеру оснащують аналізаторами вмісту газів і у випадку виявлення отруєння каталізатора в касетах, їх замінюють активнодіючими. Те, що устя стовбура облаштовують каталітичною камерою, заповненою перекриваючими стовбур перфорованими касетами, дозволяє компактно, без будівництва додаткових камер або інших виробок, розмістити елементи очистки й пропустити через них увесь потік відпрацьованого повітря, а також створює умови для зручної й швидкої заміни касет, матеріали яких втратили робочу активність. Завдяки тому, що в каталітичній камері шари вологопоглинувача чергуються із шарами хімічного каталізатора, відбувається процес окиснення монооксиду вуглецю (СО) у діоксид вуглецю (СО2) та здійснюється захист каталізатора (приміром гопкаліту) від отруєння залишковою вологою вихідного повітря. Те, що конденсаційний осушувач повітря розміщують у вентиляційному стовбурі під каталітичною камерою, забезпечує вилучення із вихідного повітряного потоку вологи й здійснює деякий підігрів повітря, чим створюються необхідні умови каталітичних реакцій, в результаті чого збільшується довговічність каталізатора. Завдяки тому, що каталітичну камеру оснащують аналізаторами вмісту газів і при виявленні отруєння каталізатора в касетах, їх замінюють активнодіючими, здійснюється своєчасне оновлення активних речовин каталітичної камери, чим забезпечується безперервність процесу нейтралізації монооксиду вуглецю. На кресленні показана схема реалізації способу. Схема включає автомобільний тунель 1, по якому від порталів тунелю подається повітря (показано стрілками), всмоктуючий вентилятор 2, розміщений над вентиляційним стовбуром 3, розташований у ньому конденсаційний осушувач 4, конденсат з якого потрапляє в дренажну 1 UA 109765 U 5 10 15 20 25 систему 5 на підошві тунелю, розміщену над устям стовбура каталітичну камеру 6 з касетами водопоглинача 7 і каталізатора окиснення 8, примикаючу до устя стовбура камеру монтажу касет 9. Спосіб здійснюють наступним чином. Чисте повітря всмоктується через портали автомобільного тунелю 1 і під дією всмоктуючого вентилятора 2 подається до вентиляційного стовбура 3, несучи з собою вихлопні гази. У вентиляційному стовбурі повітряно-газова суміш проходить повз пластини конденсаційного осушувача 4, який включає випарник, де повітря охолоджується до температури точки роси, що призводить до випадіння конденсату, та конденсатор, де повітря нагрівається. Водний конденсат потрапляє до дренажної системи 5, з якої йде до водовідливного лотка тунелю (не показаний). Осушене й розігріте повітря потрапляє до каталітичної камери 6, де, проходячи через нижні касети з адсорбційним вологопоглиначем 7 (наприклад вугільним або силікагелевим фільтром), втрачає залишкову вологу, очищається від супутнього пилу й надходить до касет з шарами каталізатора окиснення 8. Хімічним каталізатором може слугувати гопкаліт (зерниста суміш активних оксидів марганцю та міді), на якому монооксид вуглецю (СО) окислюється киснем повітря у діоксид вуглецю (СО 2) з виділенням тепла, причому процес протікає в звичайних умовах (без електророзрядної іонізації повітряного середовища). Зазначений хімічний каталізатор активний при плюсових температурах (ефективна дія починається при температурі більше 7 °C) і відсутності водяної пари. Для забезпечення цих умов застосовують систему конденсаційного осушення й підігріву повітря 4 у вентиляційному стовбурі 3 та касети з адсорбційним вологопоглиначем 7 у каталітичній камері 6. У разі виявлення газоаналізаторами (не показані) монооксиду вуглецю на виході з очистки, касети з каталізатором 8 і вологопоглиначем 7 у каталітичній камері замінюють на активні, починаючи з нижніх, для чого використовують ізольовану камеру монтажу касет 9. Таким чином, заявлена корисна модель вирішує технічну задачу очищення й нейтралізації шкідливих складових відпрацьованого повітря автомобільних тунелів у типових умовах їх вентиляції, мінімізуючи матеріальні й енергетичні втрати, що розширює можливості тунельного будівництва у великих містах для вирішення їх екологічних проблем. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 30 35 40 1. Спосіб вентиляції автомобільного тунелю, що включає подачу свіжого повітря через портали тунелю і відведення відпрацьованого повітря всмоктуючим вентилятором через вентиляційний стовбур, який оснащений системою касетного очищення повітря, який відрізняється тим, що устя стовбура облаштовують каталітичною камерою, заповненою перекриваючими стовбур перфорованими касетами, у яких шари вологопоглинача чергуються із шарами хімічного каталізатора окиснення монооксиду вуглецю (СО) у діоксид вуглецю (СО2), а під каталітичною камерою у стовбурі розміщують конденсаційний осушувач повітря. 2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що каталітичну камеру оснащують аналізаторами вмісту газів і у випадку виявлення отруєння каталізатора в касетах, їх замінюють активнодіючими. 2 UA 109765 U Комп’ютерна верстка О. Рябко Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3