Страница 2 из 17
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:
– начальная концентрация стирола не более 20 мг/м3
– конечная концентрация стирола не более о. оо2 мг/м3
– расход воздуха в вентсистеме 1000-6000 м3/час
– напряжение питания реактора не более 12 кВ
– потребляемая мощность не более 8 кВт
– масса реактора не более 150 кг
– относительная влажность воздуха не более 90%
– температура окружающего воздуха -23. С – +47. С
– атмосферное давление ~ 760 мм рт. ст.
Необходимо предусмотреть контур заземления, к которому в обязательном порядке подключен корпус реактора.
Установка для очистки вентвыбросов от стирола должна состоять из трех основных частей: реактора, блока питания, блока управления.
Установка должна обеспечивать безопасное ведение прочеса, а также отключение при аварии. Срабатывание блокировок должно сопровождаться световой сигнализацией.
Газоразрядный реактор должен быть разработан в соответствии с требованиями стандартов ЕСКД, ЕСТД и требований ПУЭ.
При испытании и эксплуатации установки должны применяться стандартные средства измерения.
В установке должны быть использованы типовые профили материалов, стандартизованные элементы, серийно выпускаемые комплектующие узлы и детали, приборы, датчики, электрооборудование.
.1.
ЛАБОРАТОРНАЯ УСТАНОВКА ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЕ КОНСТРУКТИВНЫХ И РЕЖИМНЫХ ПАРАМЕТРОВ РЕАКТОРА-ОЗОНАТОРА
Для исследования конструктивных и режимных параметров реактора разработана лабораторная установка (рисунок 2).
Рис. 2 Схема установки для отборы проб:
Склянка,
Трубка Дрекселя,
Призометр,
Тройник с краном,
Компрессор.
Установка состоит из вентилятора 1, камеры 2 и воздуховода 3. В камере 2, снабженной съемным окном 4, горизонтально установлен реактор 5. Потенциальный электрод реактора выведен наружу через изолятор 6. В воздуховоде имеются три отверстия 7, обозначенные точками для отбора воздуха на анализ. Расход воздуха в системе измеряется крыльчатым анемометром 8 для испарения стирола используется мензурка 9 с пробковым краном и испаритель 10 с подогревом. Расход воздуха регулируется шибером 11.
Установка имеет следующие основные технические параметры:
Расход воздуха в системе 100…1000 м3/час
Концентрация паров стирола в воздухе 0…20 мг3/м
Напряжение питания реактора 0…15 кВ
Ток, потребляемый реактором 0…150 мА
Скорость воздуха в реакторе 0…10 м/с
Мощность двигателя вентилятора 0…1,75 кВт
3.2.РЕАКТОР-ОЗОНАТОР
Основной частью лабораторной установки является реактор– озонатор. ( Приложение 3)
Корпус озонатора выполнен в виде каркаса из уголков, скрепленных между собой косынками, и обшит листовым железом по ходу движения вентиляционных выбросов.
Все элементы модуля реактора размещены и закреплены внутри его корпуса.
Электродная ячейка содержит высоковольтные электроды (трубки) 6, заглушки 7, гайки, шайбы и изоляционные прокладки 4.
Устройство ввода высокого напряжения содержит разъем высоковольтный 5, который посредством фиксатора крепится к электроду. Другой его конец соединен винтом с пружинным контактом.
В качестве электродов трубчатой формы по желанию заказчика используются трубки с содержанием, %:
SiO2 – 55; Na2O – 3; K2O – 9,2; Al2O3 – 2; PbO – 30, согласно ОСТ 11. 027. 010 – 75 (сортамент изделия ОСТ 11 ПО 735002-73) с наружным диаметром (39,1 + 1,4) мм и толщиной стенки (2 + 0,5) мм.
Их внутренняя поверхность покрыта токопроводящим слоем. На наружной поверхности трубчатых электродов размещена токопроводящая спираль.
Система крепления электродной ячейки к корпусу реактора содержит две решетки, которые выполнены в виде плат с отверстиями для фиксации трубчатых электродов 6.
Устройство токораспределителя и подачи высокого напряжения на внутреннюю поверхность трубчатых электродов предусмотрено для распределения тока по разрядным трубкам. Оно содержит токопроводящие шины, связанные со стержнями, на которых закрепляются контактные пружины. Токопроводящие шины выполняются в виде трубок для исключения коронирования их на внутреннюю поверхность корпуса реактора. Они крепятся к стержням специальными гайками с полусферической головкой. Стержень предусматривается для крепления токопроводящих шин с пружинными контактами. Токопроводящие пружины выполняют роль контакта и токопровода высокого напряжения к внутренней поверхности трубчатых электродов.