Как обезвредить воздух? - [2]

1. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОБОСНОВАНИЯ, ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ЗАДЕЛЫ

Разработан модуль озонатора, состоящий из кассеты, в которой закреплены озонаторные электроды, предназначенные для генерации озона. Установка может состоять из нескольких модулей, и предназначена для очистки вентиляционных выбросов, воздуха рабочей зоны, промышленных стоков путем окисления их озоном. Избыток озона превращается в кислород.

Производительность по озону при напряжении 10000V:

Одного электрода 0,25 – 0,3 мг/сек.

Кассеты 3-4 мг/сек.

Особенностью модульного озонатора является то, что, он выполнен из дешевых и широко распространенных элементов промышленного исполнения. Простая конструкция позволяет облегчить профилактические и ремонтные работы, исключить досушку и фильтрацию воздуха перед подачей в озонатор и водяное охлаждение установки. Отсутствуют сложные электронные системы. На устройство озонаторного элемента получен патент СССР. [1] Модульный озонатор может быть использован на предприятиях легкой, текстильной, мебельной, парфюмерной, химической и др. промышленность.

1.1 ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ

Достичь увеличения нейтрализации вредных вентиляционных выбросов, обезвреживания, освежения воздуха помещений, снижение концентраций нефтепродуктов, фенолов, метанола, формальдегида, стирола и др. органических соединений на 70-85%. Улучшение экологического состояния воздушного, водного бассейна за счет модернизации конструкции озонатора.

ПРЕДПОЛАГАЕМЫЕ ПОДХОДЫ К РЕШЕНИЮ

Получены предварительные результаты по нейтрализации ряда вредных органических соединений с помощью озона, вырабатываемого на электрических озонаторах, что позволяет применить этот метод в промышленных условиях. Предполагаемый подход предусматривает

Рис. 1 Общий модуля и кассеты газащелевого озонатора:

Модуль в сборе,

Кассета,

Корпус кассеты,

Изолятор,

Разъем высоковольтный,

Трубка,

Заглушка.

применение озонатора оригинальной конструкции, который может быть выполнен из дешевых и широко распространенных элементов промышленного изготовления, позволяет отказаться от громоздких и дорогих промышленных озонаторов, в которых необходима сложная предварительная подготовка воздуха. Применение установок данной конструкции позволит снизить в вентиляционных выбросах содержание фенола, формальдегида, метанола на 80-95%, а также спиртов, ацетона, нефтепродуктов. Предварительные исследования, проведённые на озонаторах предлагаемой конструкции (рис. 1), показали, что при соблюдении заданных технологических режимов обеспечивается оговоренная выше степень очистки, что подтверждается 95%-ной воспроизводимостью полученных результатов.

КРАТКИЙ ОБЗОР КОНСТРУКТИВНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ГАЗОРАЗРЯДНЫХ РЕАКТОРОВ-ОЗОНАТОРОВ

Нейтрализация паров стирола осуществляется окислением с помощью озона. В настоящее время известно несколько способов получения озона:

1)

Электрический, использующий хлорную кислоту с добавлением фторида [1], является очень сложным и дорогостоящим.

2)

Метод, использующий электроды-катализаторы – не позволяет получить высокую концентрацию озона [2-4].

3)

Наиболее эффективный– с помощью тихого электрического разряда, так называемые реакторы– озонаторы, различающиеся конструкционно: игольчатые, пластинчатые и трубчатые [5-12].

Озонаторы трубчатого типа дают большой выход озона и, в свою очередь, также имеют различную конструкцию. Например:

1) 

Наружный электрод выполнен в виде изогнутых пластин, охватывающих внутренние трубчатые электроды, что увеличивает производительность и снижает энергозатраты. [6,7]

2) 

В качестве электроразрядного элемента озонатора применяют коаксиальный кабель с воздушным каналом, что уменьшает массы и габариты устройства.

[

8

]

3) 

Устройство, в котором озонирующий элемент состоит из соединенных с источником питания полых трубок, расположенных одна в другой. Наружный электрод выполнен в виде цилиндра, а внутренний имеет форму тела вращения с переменным диаметром цилиндра так, что сечение разрядного промежутка изменяется вдоль его длины по направлению газового потока, что позволяет регулировать концентрацию озона.[9,10]

4) 

Реактор, содержащий корпус, в котором размещены внутренний и наружный электроды, разделенные между собой диэлектрическими барьерами, охватывающими внутренние трубчатые электроды. Зазор между электродами составляет от 1 до 5 мм.

[

6

]

5) 

Наружные электроды могут быть выполнены из сетки [11], ленты, спирали, быть рифлеными.

6) 

Трубка с запаянными концами, из которой откачан воздух, конструктивно объединенная с внутренним электродом – не обеспечивает сохранение количества полученного озона в течение времен эксплуатации.[12]

7) 

Образование коронного разряда, возникающего у проволоки (аналогично конструкции подобной острию) и дающего неоднородное электрическое поле.[13]

В предлагаемой авторами конструкции электрода озонатора повышается надежность, увеличивается срок службы и упрощается способ изготовления реактора.[15]

3.ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТЕХНИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ОЗОНАТОРА

В результате исследования проблемы очистки вентвыбросов от стирола с помощью газоразрядного реактора-озонатора (рис. 1) установлены следующие параметры: