CZ2014803A3 - Zařízení pro čištění plynů obsahujících těkavé organické sloučeniny - Google Patents
Zařízení pro čištění plynů obsahujících těkavé organické sloučeniny Download PDFInfo
- Publication number
- CZ2014803A3 CZ2014803A3 CZ2014-803A CZ2014803A CZ2014803A3 CZ 2014803 A3 CZ2014803 A3 CZ 2014803A3 CZ 2014803 A CZ2014803 A CZ 2014803A CZ 2014803 A3 CZ2014803 A3 CZ 2014803A3
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- gas
- reactor
- photocatalytic reactor
- baffles
- photocatalytic
- Prior art date
Links
- 239000007789 gas Substances 0.000 title claims abstract description 94
- 239000012855 volatile organic compound Substances 0.000 title claims abstract description 31
- 238000000746 purification Methods 0.000 title description 13
- 230000001699 photocatalysis Effects 0.000 claims abstract description 43
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims abstract description 30
- MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N Hydrogen peroxide Chemical compound OO MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 24
- 238000009738 saturating Methods 0.000 claims abstract description 12
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 7
- WYTGDNHDOZPMIW-RCBQFDQVSA-N alstonine Natural products C1=CC2=C3C=CC=CC3=NC2=C2N1C[C@H]1[C@H](C)OC=C(C(=O)OC)[C@H]1C2 WYTGDNHDOZPMIW-RCBQFDQVSA-N 0.000 claims abstract description 6
- 229910010413 TiO 2 Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 239000000443 aerosol Substances 0.000 claims abstract description 5
- 238000000265 homogenisation Methods 0.000 claims description 14
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 claims description 11
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 11
- 238000005192 partition Methods 0.000 claims description 11
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 9
- 239000007921 spray Substances 0.000 claims description 7
- 239000002019 doping agent Substances 0.000 claims description 5
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims description 5
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 5
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 5
- 230000037338 UVA radiation Effects 0.000 claims description 4
- CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N Ozone Chemical compound [O-][O+]=O CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 claims description 3
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 claims description 3
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 claims description 2
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 claims description 2
- 238000013032 photocatalytic reaction Methods 0.000 claims description 2
- 239000002243 precursor Substances 0.000 claims description 2
- 239000011941 photocatalyst Substances 0.000 abstract description 5
- 238000007539 photo-oxidation reaction Methods 0.000 abstract description 3
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 abstract 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 abstract 1
- 239000003344 environmental pollutant Substances 0.000 description 14
- 231100000719 pollutant Toxicity 0.000 description 14
- 150000003254 radicals Chemical class 0.000 description 10
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 6
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 5
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 5
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 5
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 description 3
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 2
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 2
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 2
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 2
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 2
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 2
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 2
- 239000003973 paint Substances 0.000 description 2
- 238000006303 photolysis reaction Methods 0.000 description 2
- 230000015843 photosynthesis, light reaction Effects 0.000 description 2
- 239000002594 sorbent Substances 0.000 description 2
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 2
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- 238000002144 chemical decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 150000001879 copper Chemical class 0.000 description 1
- 238000005202 decontamination Methods 0.000 description 1
- 230000003588 decontaminative effect Effects 0.000 description 1
- 230000000593 degrading effect Effects 0.000 description 1
- 239000004744 fabric Substances 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 231100001261 hazardous Toxicity 0.000 description 1
- 231100000206 health hazard Toxicity 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 150000002894 organic compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000013021 overheating Methods 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000007146 photocatalysis Methods 0.000 description 1
- 238000010926 purge Methods 0.000 description 1
- 230000009257 reactivity Effects 0.000 description 1
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 1
- 238000004659 sterilization and disinfection Methods 0.000 description 1
- 230000002195 synergetic effect Effects 0.000 description 1
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 description 1
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Catalysts (AREA)
Abstract
Zařízení (1) pro čištění plynu obsahujícího těkavé organické sloučeniny využívá fotolytického a fotooxidačního jevu, při kterém se znečištěný plyn (21) prozařuje UV zářením za přítomnosti fotokatalyzátoru, nebo po obohacení příměsí, např. peroxidem vodíku. Zařízení (1) zahrnuje sytící komoru (6), ve které se znečištěný plyn (21) turbulentně mísí s aerosolem peroxidu vodíku dodávaného ze sytícího prostředku (7), načež je obohacený plyn (21) vháněn do fotokatalytického reaktoru (2), ve kterém serpentinovitě proudí mezi přepážkami (5) a zdroji (13, 14, 15) UV záření. Některé přepážky (5) mohou být opatřeny povrchovou vrstvou TiO.sub.2.n.pro vznik reaktivních volných radikálů z vodní páry.
Description
Zařízení pro čištění plynů obsahujících těkavé organické sloučeniny
Oblast techniky
Zařízení je určeno pro dekontaminaci výstupních vzdušných proudů v provozních podmínkách pomocí fotooxidace.
Dosavadní stav techniky V současné době je známo, že světlo spadající do kategorie ultrafialového záření (UV záření, jehož hodnota vlnové délky je od 400 nm a nižší) dokáže vyvolat fotokatalytický jev. Fotolýza polutantu zapříčiněná UV zářením může být přímá, že UV záření rozkládá molekuly při svém dopadu, nebo nepřímá, kdy světlo aktivuje v reakčním prostoru přítomný fotokatalyzátor, který iniciuje vznik volných radikálů. Alternativou je postup, kdy UV záření rozkládá do plynu přidanou chemickou látku (ozon, peroxid vodíku) na volné radikály, které rozkládají polutanty obsažené v plynu do formy bezpečnějších sloučenin a minerálů. UV záření je možné rozdělit podle parametrů do tří skupin. UVA záření je tzv. dlouhovlnné „černé světlo11, jehož vlnová délka se nachází v rozmezí od 320^mído 400 nm. Zářená typu UVB se nazývá středovlnné a jeho vlnová délka se nachází v rozmezí od 280 ^fl^do 320 nm. Posledním typem je UVC záření, tzv. dezinfekční, které má nejmenší vlnovou délku^a to pod 280 nm.
Z americké přihlášky vynálezu US >95 (A) je znám fotokatalytický reaktor pro rozklad těkavých organických látek obsažených v plynu. Reaktor je tvořen dutým tělesem v podstatě tvaru kvádru. Uvnitř tělesa reaktoru jsou uspořádány přepážky, které vnitřní prostor dělí na více menších částí. Přepážky jsou v tělese fotokatalytického reaktoru rozmístěny střídavě tak, aby ošetřovaný plyn procházel serpentinovitě celým objemem tělesa reaktoru a urazil v reaktoru nejdelší možnou dráhu. Prodloužení dráhy znečištěného plynu poskytne dostatek času pro rozklad polutantů obsažených v plynu. Mezi jednotlivými přepážkami jsou uspořádány UV zářivky, jejichž UV záření rozkládá polutanty. Současně jsou přepážky vyrobeny ze sorbentu, který zachytává nově vznikající sloučeniny, čímž se plyn stává na konci své dráhy postupu reaktorem pročištěným. Paralelně se zářivkami jsou mezi přepážkami uspořádány chladící trubky, neboť UV zářivky jsou současně tepelnými zdroji.
Nevýhody řešení spočívají vtom, že pro dostatečnou efektivitu rozkladu všech polutantů musí být ultrafialové záření velice intenzivní, neboť organické sloučeniny vykazují nízký absorpční koeficient UV záření, což má za následek přehřívání vnitřního prostoru reaktoru, který se musí dochlazovat. Chladící okruhy konstrukci reaktoru komplikují a prodražují, přičemž i samotné vytvoření intenzivního ultrafialového světla potřebuje dostatečně dimenzované světelné zdroje, jejich pořizovací náklady nejsou nejnižší. Přepážky ze sorbentu se musejí pravidelně vyměňovat, ať už z důvodu vyčerpaní svého sorpčního potenciálu, tak z důvodu degradace přepážek vlivem působení vysoké teploty uvnitř fotokatalytického reaktoru. V korejské přihlášce vynálezu KR 2007 0 090 855 (A) je popsáno zařízení pro zpracování znečištění obsaženého v plynném prostředí, přičemž jednou skupinou likvidovaných polutantů jsou těkavé organické látky. Součástí zařízení je fotokatalytický reaktor, za nímž je ve směru postupu čištěného plynu připojen biologický filtr. Fotokatalytický reaktor je sestaven ze dvou soustředných trubek s odlišnými průměry. Vnitřní trubka je průhledná pro průchod UV záření, jehož zdroj je obsažen uvnitř průhledné trubky. Vnější trubka je vyrobena z neprůhledného materiálu. Prostorem mezikruží mezi trubkami prochází znečištěný plyn. Současně se v prostoru mezikruží vyskytují tzv. filtry potažené vrstvou T1O2. Tento fotokatalyzátor při osvětlení UV zářením v přítomnosti vody připravuje OH radikály, které mají silné oxidační účinky. OH radikály reagují s polutanty a mění je na minerální látky, či neškodné sloučeniny.
Nevýhody řešení spočívají v tom, že plyn proudí prostorem v mezikruží trubic, kde setrvá krátkou dobu a tak nemůže dojít k účinnému odbourání polutantů a vyčištění. Plyn je proto hnán reaktorem opakovaně, čímž zařízení ztrácí provozní kapacitu. V korejském patentovém dokumentu KR 100 943 882 (B1) je popsáno zařízení pro dekontaminaci odpadního vzduchu obsahujícího těkavé organické sloučeniny, které využívá synergického efektu zapojení fotokatalytického reaktoru a biologického filtru do jednoho systému. Zařízení zahrnuje rovněž propojení kratší tzv. bypass, kdy plyn rovnou opouští fotokatalytický reaktor pro případy dostatečného vyčištění těkavých organických látek, aniž by byl odveden do biologického filtru. Fotokatalytický reaktor sestává ze zdroje UV záření uloženého v krytu, průhledné trubice pro vedení znečištěného plynu a jeho prosvětlování UV světlem a deponované vrstvy T1O2 uvnitř průhledné trubice. Nevýhody řešení spočívají v tom, že je použito průhledné trubice, která odděluje znečištěný plyn od UV zdrojů. Průhledná trubice je náchylná na mechanické poškození, dále v průběhu likvidace znečištění obsaženého v plynu dochází k degradaci jejího materiálu a mění své fyzikálně chemické vlastnosti, které se negativně projevují na účinnosti fotokatalytického reaktoru, zejména prostupnosti UV světla. Úkolem vynálezu je vytvoření takového zařízení, které by vykazovalo dostatečnou provozní odolnost a účinnost pro velké provozy, které by bylo variabilně nastavitelné pro různé druhy znečištění těkavými organickými sloučeninami, bylo by snadno udržováno, bylo by bezpečné a efektivně by likvidovalo polutanty již při prvním ošetření vháněného znečištěného vzduchu, a proto by pracovalo v kontinuálním režimu.
Podstata vynálezu
Vytčený úkol je vyřešen vytvořením zařízení pro čištění plynu obsahujícího těkavé organické sloučeniny podle tohoto vynálezu, kde je součástí zařízení fotokatalytický reaktor pro rozklad těkavých organických sloučenin iniciovaný fotokatalytickou reakcí. Uvnitř fotokatalytického reaktoru je uspořádán alespoň jeden zdroj UV záření a alespoň jedna přepážka pro rozdělení vnitřního prostoru fotokatalytického reaktoru pro serpentinovité proudění plynu vnitřkem fotokatalytického reaktoru od vstupu k výstupu. 3
Podstata vynálezu spočívá vtom, že na vstupu fotokatalytického reaktoru je uspořádána sytící komora, která je opatřena alespoň jedním sytícím prostředkem pro objemové sycení plynu alespoň jednou příměsí obsahující alespoň jeden prekurzor pro oxidační nebo redukční činidlo. Plyn vystupující z přívodního plynovodu do sytící komory zpomalí své proudění a změní skladbu svých proudnic, přičemž dojde k turbulencím plynu v sytící komoře. Příměs dodaná do sytící komory se v plynu rovnoměrně promísí a sytící komoru opouští promíchaná směs plynu a příměsi. Příměsí je alespoň jedna látka ze skupiny peroxid vodíku, ozon. V dalším výhodném provedení zařízení pro čištění plynu obsahujícího těkavé organické sloučeniny podle tohoto vynálezu tvoří sytící komora s fotokatalytickým reaktorem integrální těleso, ve fotokatalytickém reaktoru je soustava střídavě přesazených přepážek, přičemž otvor v krajní přepážce přiléhající k sytící komoře tvoří vstup. Uspořádání fotokatalytického reaktoru a sytící komory do jednoho celku přináší výhody v promíchání plynu hned před vstupem a v ušetření požadavku na prostor, který zařízení zabírá. V dalším výhodném provedení zařízení pro čištění plynu obsahujícího těkavé organické sloučeniny podle tohoto vynálezu je sytící prostředek tvořen rozprašovací tryskou připojenou k zásobníku příměsi. Rozprašovací tryska produkuje aerosolový oblak, který se snáze rozprostře v objemu sytící komory. Sytící komora je s výhodou opatřena třemi rozprašovacími tryskami. Tři trysky výhodně zajistí rovnoměrné zásobení sytící komory aerosolem příměsi. S výhodou jsou trysky sytícího prostředku ovládány časovacím spínačem pro dávkové sycení plynu. V jiném dalším výhodném provedení zařízení pro čištění plynu obsahujícího těkavé organické sloučeniny podle tohoto vynálezu je na výstupu fotokatalytického reaktoru ve směru proudění plynu uspořádána homogenizační komora, která je opatřena alespoň jedním čidlem pro měření fyzikálních a chemických parametrů plynu. Homogenizační komora je s výhodou tvořena společně s fotokatalytickým reaktorem jedním tělesem. Ošetřený plyn vystupující z reaktoru se turbulentně rozpíná po celém objemu homogenizační komory, čímž dojde opět k jeho promíchání a rovnoměrnému zastoupení produktů nově vzniklých z likvidace znečišťujících látek v rámci celého 4. objemu homogenizační komory. Čidlo vložené do homogenizační komory nasnímá aktuální hodnoty zastoupení výstupních látek v plynu a podá o tom zprávu. Zejména může býti čidlo uskutečněno jako analyzátor těkavých organických sloučenin, nebo analyzátor koncentrace příměsi, např. peroxidu vodíku. V jiném dalším výhodném provedení zařízení pro čištění plynu obsahujícího těkavé organické sloučeniny podle tohoto vynálezu je homogenizační komora opatřena alespoň jedním katalyzačním prostředkem pro odloučení příměsi z plynu. Katalyzační prostředek je tvořen drátěnou spirálou z kovového katalyzátoru, nebo mřížkou z kovového katalyzátoru. Katalyzační prostředek eliminuje sekundární znečištění výstupního plynu, které může být zapříčiněno přítomností nadlimitního množství příměsi, nebo přítomností výstupních sloučenin vzniklých z chemického rozkladu polutantů. V jiném dalším výhodném provedení zařízení pro čištění plynu obsahujícího těkavé organické sloučeniny podle tohoto vynálezu jsou přepážky ve fotokatalytickém reaktoru uspořádány vyjímatelně a zároveň posuvně pro nastavení vzájemné rozteče. Díky variabilitě přepážek je možné ovlivňovat celkovou délku dráhy plynu, který serpentinovitě proudí reaktorem. Rovněž je možné měnit teplotní podmínky uvnitř reaktoru změnou roztečí. Přepážky se dají rovněž snadno vyjmout a měnit, nebo vyjmutím pouze kontrolovat jejich technický stav. V jiném dalším výhodném provedení zařízení pro čištění plynu obsahujícího těkavé organické sloučeniny podle tohoto vynálezu je vlnová délka světla emitovaného ze zdroje UV záření v rozmezí od žOOJnffUdo 400 nm. Jedná se o tzv. blízké UV záření, které zapříčiňuje fotolýzu chemických látek obsažených v znečištěném plynu, ať už se jedná o škodlivé látky, nebo látky do znečištěného plynu dotované a určené pro tvorbu volných radikálů. V jiném dalším výhodném provedení zařízení pro čištění plynu obsahujícího těkavé organické sloučeniny podle tohoto vynálezu jsou přepážky vyrobeny z chemicky stabilního materiálu. Zdroj UV záření je zdroj UVC záření. Chemicky stabilní přepážky jsou pro zařízení nezbytné z důvodu, že UVC záření způsobuje při dopadu 5-. změny v materiálech a chemických sloučeninách na atomární úrovni, přičemž materiály mění své vlastnosti a degradují. UVC záření rovněž rozkládá přítomné příměsi na radikály, které mohou také degradovat materiály použité k výrobě přepážek. Použité materiály musejí být chemicky stabilní, aby nedošlo ohrožení zdraví a majetku, neboť UVC záření je zdraví ohrožující. V jiném dalším výhodném provedení zařízení pro čištění plynu obsahujícího těkavé organické sloučeniny podle tohoto vynálezu jsou přepážky vyrobeny z chemicky stabilního materiálu, na povrchu přepážek je vytvořena tenká vrstva z Ti02 a zdroje UV záření jsou UVA zdroje a/nebo UVB zdroje. Na fotokatalyzátoru osvětlovaném UVA nebo UVB zářením dochází ke vzniku OH radikálů z vlhkosti přítomné v plynu, které následně degradují kontaminanty obsažené v plynu. Vzhledem k vysoké reaktivitě OH radikálů je potřeba zamezit degradaci samotných přepážek použitím vhodného stabilního materiálu. V jiném dalším výhodném provedení zařízení pro čištění plynu obsahujícího těkavé organické sloučeniny podle tohoto vynálezu je vnitřní prostor reaktoru rozdělen na dvě části, přičemž v prvním části reaktoru ve směru proudění plynu jsou uspořádány přepážky a zdroje UVC záření a v druhé části reaktoru jsou uspořádány přepážky s vrstvou Ti02 a zdroje UVA záření a/nebo zdroje UVB záření, přičemž obě části jsou na sebe plynule navazující ve směru serpentinovitého postupu plynu reaktorem. Peroxid vodíku použitý jako příměs dodaná do čištěného plynu v první části reaktoru reaguje s kontaminanty a rovněž se částečně přeměňuje na vodní páru, která je využita v druhé části reaktoru, kde je vodní pára rozkládána fotokatalyzátorem na další volné radikály, které opět reagují s polutanty v plynu. V jiném dalším výhodném provedení zařízení pro čištění plynu obsahujícího těkavé organické sloučeniny podle tohoto vynálezu je reaktor u dna opatřen ventilem pro odvod vodního kondenzátu. V reaktoru se v průběhu čištění plynů vysráží voda, která se musí odvést z reaktoru pryč, aby neohrozila UV zdroje záření. V jiném dalším výhodném provedení zařízení pro čištění plynu obsahujícího těkavé organické sloučeniny podle tohoto vynálezu zahrnuje zařízení alespoň dva
• > # * fotokatalytické reaktory zapojené do série ve směru postupu plynu. Je možné zapojit stejné reaktory do série, nebo je možné kombinovat reaktory, které mají odlišné zdroje UV záření, či jinak nastavené přepážky. V jiném dalším výhodném provedení zařízení pro čištění plynu obsahujícího těkavé organické sloučeniny podle tohoto vynálezu zařízení zahrnuje alespoň jeden biologický filtr pro čištění plynu zařazený za fotokatalytickým reaktorem. Ačkoliv dojde ve fotokatalytickém reaktoru k degradaci nebezpečných a toxických těkavých organických látek, stále je potřeba nově vzniklé jednodušší sloučeniny z plynu odloučit. Lze k tomuto úkolu využít známý biologický filtr, který by jinak byl v přímém zapojení v provozu bez degradace těkavých organických látek brzy zničen, nebo neúčinný.
Mezi výhody zařízení podle výše uvedeného vynálezu řadíme vysokou efektivitu čištění plynů při kontinuálním proudění znečištěného plynu, které je dosaženo kombinací fotooxidačních jevů na bázi fotokatalýzy a na bázi oxidace pomocí volných radikálů, jednoduchou konstrukci zařízení, která je dostatečně odolná do provozních podmínek, snadnou údržbu zařízení, vysokou bezpečnost zařízení, variabilnost a ekonomičnost provozu zařízení.
Objasnění výkresů
Uvedený vynález bude blíže objasněn na následujících vyobrazeních, kde: obr. 1 ve zjednodušeném řezu zařízení vyobrazuje serpentinovité proudění plynu reaktorem, obr. 2 vyobrazuje axonometrický pohled na řez zařízením, obr. 3 vyobrazuje axonometrický pohled na částečný řez zařízením, obr. 4 vyobrazuje axonometrický pohled na zařízení zbavené části pláště, obr. 5 vyobrazuje axonometrický pohled na zařízení opatřené dvěma fotokatalytickými reaktory. 7; Příklad Uskutečnění vynálezu
Rozumí se, že dále popsané a zobrazené konkrétní případy uskutečnění vynálezu jsou představovány pro ilustraci, nikoliv jako omezení příkladů vynálezu na uvedené příklady. Odborníci znalí stavu techniky najdou nebo budou schopni zajistit za použití rutinního experimentování větší či menší počet ekvivalentů ke specifickým uskutečněním vynálezu, která jsou zde popsána. I tyto ekvivalenty budou zahrnuty v rozsahu následujících patentových nároků.
Na obr. 1 je vyobrazen řez zařízením 1 pro čištění plynu 21. Čištěný plyn 21 obsahující těkavé organické sloučeniny je přiveden plynovodem, který jej zavede přes vstupní přírubu 18 do sytící komory 6. Do sytící komory 6 je rovněž zaveden sytící prostředek 7 zakončený tryskou 8 pro dávkování aerosolu peroxidu vodíku. Plyn 21 proudí sytící komorou 6 ke vstupu 3, kudy pronikne do vnitřního prostoru reaktoru 2. V reaktoru 2 se střídají přepážky 5, které jsou střídavě průchozí a rozdělují vnitřní prostor reaktoru 2. Mezi přepážkami 5 jsou UVC zdroje 13, které mohou být rovněž doplněny UVA zdroji 14 a UVB zdroji 15. Plyn 21 hadovitěj/proudí mezi přepážkami 5. Po průchodu reaktorem 2 plyn 21 proudí přes výstup 4 do homogenizační komory 10. V homogenizační komoře 10 je uspořádáno čidlo H pro detekci zbylého peroxidu vodíku v plynu 21. Před připojením odvodního plynovodu na výstupní přírubu 19 je v homogenizační komoře 10 upevněn katalyzační prostředek 12 v podobě měděné mřížky.
Na obr. 2 je zařízení 1 pro čištění plynu 21 opět vyobrazeno v řezu. Konstrukce zařízení 1 zahrnující fotokatalytický reaktor 2, sytící komoru 6 a homogenizační komoru 10, je vyrobena z nerezové oceli s vyšší chemickou odolností. Plynovod je vyroben z nerezového potrubí. Sytící prostředek 7 je vyroben z umělé hmoty a je zakončen rozprašovací tryskou 8. UVC zdroje 13 jsou zářivky a jsou uloženy mezi přepážkami 5 v řadách po pěti zářivkách. Samotné přepážky 5 jsou vyrobeny rovněž z nerezové oceli, nebo v levnější variantě ze skelné tkaniny napnuté v rámkách. Čidlo H je chemický analyzátor nastavený pro detekci koncentrace peroxidu vodíku, který je připojen k nevyobrazené jednotce řízení zařízení 1.
Obr. 3 vyobrazuje zařízení λ opatřené pláštěm 20 z obyčejného plechu, napájecí a ovládací elektroinstalací 17. Na obr. 4 je dále viditelný zásobník 9 peroxidu vodíku připojený k sytícímu prostředku 7. Součástí elektroinstalace 17 je nevyobrazený časový spínač, který ovládá sytící prostředky 7 a je propojen s nevyobrazenou jednotkou řízení.
Na obr. 5 je vyobrazeno zařízení 1 pro čištění plynu 21, které má dva reaktory 2 zapojené do série ve směru postupu proudění plynu 21. V prvním reaktoru 2 ve směru postupu plynu 21 jsou UVC zdroje 13 záření, které nejsou přes plášť 20 viditelné a nerezové přepážky 5. Ve druhém reaktoru 2 ve směru postupu plynu 21 jsou do poloviny reaktoru 2 opět použity UVC zdroje 13 záření a přepážky 5 z nerezové oceli a ve druhé polovině druhého reaktoru 2 jsou UVA zdroje 14 a UVB zdroje 15 s nerezovými přepážkami 5 potaženými vrstvou T1O2. V nevyobrazeném uskutečnění vynálezu je za reaktor 2 připojen biologický filtr.
Zařízení 1 dekontaminuje znečištěný proud vzduchu, jak je uvedeno v následujícím příkladu: Příklad 1
Na vstup 3 zařízení 1 je přiveden odpadní vzduch z farmaceutické výroby. V odpadním vzduchu se nachází metanol (zástupce organických těkavých uhlovodíků), jehož koncentrace je 500 ppm (objemových) a aceton (zástupce organických tekavých uhlovodíků), jehož koncentrace je 275 ppm (objemových). Plyn 21 proudí zařízením 1 rychlostí 30 Nm3 za hodinu. Do proudícího plynu 2Λ je kontinuálně dávkován peroxid vodíku o koncentraci 40 %. Na výstupu 4 ze zařízení 1 je maximální obsah metanolu ve vzduchu 100 ppm a maximální obsah acetonu ve vzduchu je 110 ppm. Zářivky tvořící zdroj 13 byly UVC zářivky vyzařující o vlnové délce 254 nm. Celková ozařovaná plocha přepážek 5 byla 8 m2. 9
Průmyslová využitelnost
Zařízení pro čištění plynů obsahující těkavé organické sloučeniny podle vynálezu najde uplatnění v polygrafickém průmyslu, v lakovnách, provozech zabývajících se výrobou lepidel a nátěrových hmot, v koželužnách a v neposlední řadě v potravinářském průmyslu, kde je potřeba kontinuálně odbourávat polutanty z těkavých organických sloučenin v odpadních plynech. 10 Přehled vztahových značek 1 zařízení pro čištění plynů 2 fotokatalytický reaktor 3 vstup 4 výstup 5 přepážka 6 sytící komora 7 sytící prostředek 8 rozprašovací tryska 9 zásobník příměsi 10 homogenizační komora 11 čidlo 12 katalyzační prostředek 13 zdroj UVC záření 14 zdroj UVA záření 15 zdroj UVB záření 16 odvodňovací ventil 17 elektroinstalace 18 vstupní příruba 19 výstupní příruba 20 plášť 21 plyn 1.1-
Claims (20)
- PATENTOVÉ NÁROKY 1. Zařízení (1) pro čištění plynu (21) obsahujícího těkavé organické sloučeniny zahrnující alespoň jeden fotokatalytický reaktor (2) pro rozklad těkavých organických sloučenin iniciovaný fotokatalytickou reakcí, kde uvnitř fotokatalytického reaktoru (2) je uspořádán alespoň jeden zdroj UV záření a alespoň jedna přepážka (5) pro rozdělení vnitřního prostoru fotokatalytického reaktoru (2) pro serpentinovité proudění plynu (21) vnitřkem fotokatalytického reaktoru (2) od vstupu (3) kvýstupu (4), vyznačující se tím, že na vstupu (3) fotokatalytického reaktoru (2) je uspořádána sytící komora (6), která je opatřena alespoň jedním sytícím prostředkem (7) pro objemové sycení plynu (21) příměsí obsahující alespoň jeden prekurzor pro oxidační nebo redukční činidlo.
- 2. Zařízení podle nároku 1, vyznačující se tím, že příměs obsahuje alespoň jednu látku ze skupiny peroxid vodíku, ozon. 0
- 3. Zařízení podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že sytící komora (6) tvoří s reaktorem (2) integrální těleso, v reaktoru (2) je soustava střídavě přesazených přepážek (5), přičemž vstup (3) fotokatalytického reaktoru (2) je tvořen otvorem v krajní přepážce (5) přiléhající k sytící komoře (6).
- 4. Zařízení podle některého z nároků 1 až 3, vyznačující se tím, že sytící prostředek (7) je tvořen rozprašovací tryskou (8) pro tvorbu aerosolu, která je připojena k zásobníku (9) příměsi.
- 5. Zařízení podle nároku 4, vyznačující se tím, že sytící komora (6) je opatřena třemi rozprašovacími tryskami (8).
- 6. Zařízení podle některého z nároků 1 až 5, vyznačující se tím, že sytící prostředek (7) je opatřen časovacím spínačem pro dávkové sycení plynu (21) příměsí. 1
- 7. Zařízení podle některého z nároků 1 až 6, v y z n a č u j í c í se t í m, že na výstupu (4) fotokatalytického reaktoru (2) ve směru proudění plynu (21) je uspořádána homogenizační komora (10), která je opatřena alespoň jedním čidlem (11) pro měření fyzikálních a/nebo chemických parametrů plynu (21).
- 8. Zařízení podle nároku 7, vyznačující se tím, že homogenizační komora (10) a fotokatalytický reaktor (2) tvoří integrální těleso.
- 9. Zařízení podle nároku 7 nebo 8, vyznačující se tím, že čidlo (11) je analyzátor těkavých organických sloučenin.
- 10. Zařízení podle nároku 7 nebo 8, vyznačující se tím, že čidlo (11) je analyzátor koncentrace příměsi.
- 11. Zařízení podle některého z nároků 7 až 10, vyznačující se tím, že homogenizační komora (10) je opatřena alespoň jedním katalyzačním prostředkem (12) pro odloučení příměsi.
- 12. Zařízení podle nároku 11, vyznačující se tím, že katalyzační prostředek (12) je tvořen drátěnou spirálou z kovového katalyzátoru^ nebo mřížkou z kovového katalyzátoru.
- 13. Zařízení podle některého z nároků 3 až 12, v y z n a č u j í c í se t í m, že přepážky (5) jsou ve fotokatalytickém reaktoru (2) uspořádány vyjímatelně a zároveň posuvně pro nastavení vzájemné rozteče.
- 14. Zařízení podle některého z nároků 1 až 13, v y z n a č u j í c í se tím, že vlnová délka světla emitovaného ze zdroje UV záření je v rozmezí od 200 Hmi do 400 nm.
- 15. Zařízení podle některého z nároků 1 až 14, v y z n a č u j í c í se t í m, že přepážky (5) jsou vyrobeny z chemicky stabilního materiálu a zdroj UV záření je zdroj (13) UVC záření. 2
- 16. Zařízení podle některého z nároků 1 až 14, v y z n a č u j í c í se t í m, že přepážky (5) jsou vyrobeny z chemicky stabilního materiálu, na povrchu přepážek (5) je vytvořena tenká vrstva zTi02„ a zdroj UV záření je zdroj (14) UVA záření a/nebo zdroj (15) UVB záření.
- 17. Zařízení podle nároků 15a 16, vyznačující se tím, že vnitřní prostor fotokatalytíckého reaktoru (2) je rozdělen na dvě části, přičemž v prvním části ve směru proudění plynu (21) jsou uspořádány přepážky (5) a zdroje (13) UVC záření a v druhé části jsou uspořádány přepážky (5) s vrstvou Ti02 a zdroje (14) UVA záření a/nebo zdroje (15) UVB záření, přičemž obě části jsou na sebe plynule navazující ve směru serpentinovitého postupu plynu (21) fotokatalytickým reaktorem (2).
- 18. Zařízení podle některého z nároků 1 až 17, vyznačující se tím, že fotokatalytický reaktor (2) je u dna opatřen ventilem (16) pro odvod vodního kondenzátu.
- 19. Zařízení podle některého z nároků 1 až 18, vyznačující se tím, že zahrnuje alespoň dva fotokatalytické reaktory (2) zapojené do série ve směru postupu plynu (21).
- 20. Zařízení podle některého z nároků 1 až 19, vyznačující se tím, že zahrnuje alespoň jeden biologický filtr pro čištění plynu (21) zařazený za fotokatalytickým reaktorem (2) ve směru postupu plynu (21) zařízením (1). 3
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ2014-803A CZ2014803A3 (cs) | 2014-11-19 | 2014-11-19 | Zařízení pro čištění plynů obsahujících těkavé organické sloučeniny |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ2014-803A CZ2014803A3 (cs) | 2014-11-19 | 2014-11-19 | Zařízení pro čištění plynů obsahujících těkavé organické sloučeniny |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CZ305690B6 CZ305690B6 (cs) | 2016-02-03 |
| CZ2014803A3 true CZ2014803A3 (cs) | 2016-02-03 |
Family
ID=55311004
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CZ2014-803A CZ2014803A3 (cs) | 2014-11-19 | 2014-11-19 | Zařízení pro čištění plynů obsahujících těkavé organické sloučeniny |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CZ (1) | CZ2014803A3 (cs) |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4941957A (en) * | 1986-10-22 | 1990-07-17 | Ultrox International | Decomposition of volatile ogranic halogenated compounds contained in gases and aqueous solutions |
| US5601184A (en) * | 1995-09-29 | 1997-02-11 | Process Technologies, Inc. | Method and apparatus for use in photochemically oxidizing gaseous volatile or semi-volatile organic compounds |
| CA2202716A1 (en) * | 1997-04-15 | 1998-10-15 | The University Of Western Ontario | Photocatalytic reactor and method for destruction of organic air-borne pollutants |
| CZ27854U1 (cs) * | 2014-11-26 | 2015-02-23 | Vysoká škola chemicko- technologická v Praze | Zařízení pro čištění plynů obsahujících těkavé organické sloučeniny |
-
2014
- 2014-11-19 CZ CZ2014-803A patent/CZ2014803A3/cs not_active IP Right Cessation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CZ305690B6 (cs) | 2016-02-03 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5494576A (en) | System and method for treating water | |
| KR101946320B1 (ko) | 광촉매를 이용한 다단 정화장치 | |
| CN105536458B (zh) | 氧化剂协同紫外光净化有机废气的装置及处理方法 | |
| EP1986703B1 (en) | System for removal of airborne contaminants | |
| ES2269134T3 (es) | Procedimiento e instalacion para la purificacion de gases efluentes mediante fotocatalisis. | |
| KR101044810B1 (ko) | 악취 제거를 위한 휘발성 유기화합물 처리기 및 이를 이용한 고도악취처리장치 | |
| KR100986245B1 (ko) | 무동력혼화공급장치를 이용한 고효율 약액세정식 탈취장치 및 그 방법 | |
| ITSA20070020A1 (it) | Processo foto-fenton eterogeneo ad alta efficienza per la degradazione di inquinanti organici. | |
| CN107930364A (zh) | 一种针对微颗粒和挥发性有机气体的混合物的净化系统 | |
| US20190322550A1 (en) | Device for the plasma-supported treatment of liquids | |
| CN105749637A (zh) | 橡胶轮胎生产废气综合处理系统 | |
| CN104197425A (zh) | 一种室内空气净化装置 | |
| CN206996279U (zh) | 一种混合式诱导流喷淋除臭装置 | |
| CN207786305U (zh) | 一种采用油气净化技术的尾气光氧裂解处理装置 | |
| CZ27854U1 (cs) | Zařízení pro čištění plynů obsahujících těkavé organické sloučeniny | |
| KR100348413B1 (ko) | 자외선 및 오존 발생 에이오피 챔버 및 이를 이용한수처리 장치 | |
| KR101450061B1 (ko) | 멀티선회류형 접촉반응기를 이용한 악취 및 voc의 고급산화처리 장치 | |
| CN203750392U (zh) | 用于处理制药废气的光解催化净化装置 | |
| CZ305690B6 (cs) | Zařízení pro čištění plynů obsahujících těkavé organické sloučeniny | |
| CN112263903A (zh) | 一种化工污水的恶臭气体收集处理系统 | |
| KR102570464B1 (ko) | 스크러버의 배출가스 및 오염세정수 정화 시스템 | |
| CN107854984B (zh) | 一种臭氧催化除臭装置及除臭方法 | |
| ES2906254T3 (es) | Procedimiento de tratamiento de aguas residuales por ozonización | |
| KR20110050127A (ko) | 그물망 복합형 광촉매 정화 장치 | |
| KR20200080938A (ko) | 오존가스를 병용한 자외선 수질 정화장치 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | Patent lapsed due to non-payment of fee |
Effective date: 20221119 |