СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕАБИЛИТАЦИИ УЛИЧНОГО ВОЗДУХА

СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕАБИЛИТАЦИИ УЛИЧНОГО ВОЗДУХА


RU (11) 2301945 (13) C1

(51) МПК
F24F 3/16 (2006.01) 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 26.12.2007 - действует 

--------------------------------------------------------------------------------

Документ: В формате PDF 
(21) Заявка: 2005129224/06 
(22) Дата подачи заявки: 2005.09.19 
(24) Дата начала отсчета срока действия патента: 2005.09.19 
(45) Опубликовано: 2007.06.27 
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: RU 2115066 C1, 10.07.1998. SU 1702111 A, 30.12.1991. RU 2173206 C1, 10.09.2001. FR 2795163 A, 22.12.2000. US 5643795 A, 01.07.1997. WO 0036342 A, 22.06.2000. 
(72) Автор(ы): Ежов Владимир Сергеевич (RU) 
(73) Патентообладатель(и): Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Курский государственный технический университет" (RU) 
Адрес для переписки: 305040, г.Курск, ул. 50 лет Октября, 94, КурскГТУ, ОИС 

(54) СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕАБИЛИТАЦИИ УЛИЧНОГО ВОЗДУХА
Изобретение предназначено для очистки уличного воздуха и может быть использовано в энергетике. Способ реабилитации уличного воздуха включает в себя охлаждение и увлажнение потока воздуха, поглощение частиц сажи и пыли в камере орошения разбрызгиваемой питательной водой, забор уличного воздуха из наиболее загазованной проезжей части улицы, подачу реабилитированного воздуха в пешеходную зону улицы. Питательной водой проводят в камере орошения абсорбцию двуокиси углерода, окислов азота, окислов серы. Питательную воду получают путем смешения свежей питательной воды с рециркуляционной водой, подкисленной в камере орошения, выводят часть подкисленной воды со шламом. В камере очистки проводят удаление из воздуха оставшихся окислов азота, окислов серы и уносимых капель насыщенной кислотными компонентами подкисленной воды, в результате их взаимодействия с гашеной известью (Са(ОН)2), покрывающей поверхность перфорированных кассет, находящихся в съемных контейнерах с образованием нитрита кальция (Ca(NO2) 2), сульфата кальция (CaSO4), нитрата кальция (Ca(NO3)2 ) и углекислого кальция (СаСО3), которые остаются на поверхности кассет, удаляют оставшиеся капели воды на сепарационных пластинах, ионизируют воздух в ионизаторе. Устройство для реабилитации уличного воздуха включает корпус с размещенным внутри приточным вентилятором и камерой орошения с оросительным устройством. Корпус закрыт крышей, содержит поддон и разделен вертикальной перегородкой с окном в своей нижней части на камеру орошения и камеру очистки. Наружная стенка камеры орошения в своей верхней части под крышей снабжена заборной решеткой, а внутри камеры орошения размещены приточный вентилятор и оросительное устройство, состоящее из вертикальных распределительных стояков с форсунками. В камере очистки помещены контейнеры с вертикальными перфорированными кассетами, покрытыми слоем гашеной извести (Ca(OH) 2), сепарационные пластины, ионизатор, вытяжной вентилятор и распределительная решетка. Изобретение обеспечивает повышение эффективности очистки уличного воздуха с одновременной утилизацией улавливаемых окислов азота, окислов серы, двуокиси углерода. 2 н.п.ф-лы, 1 ил. 




ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ


Предлагаемое изобретение относится к энергетике, а именно к кондиционированию воздуха и, в частности, к способам и устройствам для очистки уличного воздуха от вредных компонентов отработавших газов автомобильного транспорта.

Известны способ для обработки воздуха жилых и общественных помещений, включающий очистку воздуха от пыли путем фильтрования и от вредных химических примесей в кассетах, заполненных смесью углеродного адсорбента и хемосорбента, солями NaCI и KCI, его ионизацию, и устройство-кондиционер, содержащее последовательно установленные в корпусе воздухозаборное отверстие с фильтром, вентилятор, кассеты, заполненные углеродным адсорбентом, хемосорбентом, солями NaCI и KCI, фильтрующее полотно, ионизатор и воздухораспределительную решетку [1].

Недостатками известного способа являются невозможность очистки уличного воздуха, загрязненного отработавшими газами автомобильного транспорта в больших объемах, высокая стоимость реагентов, что снижает его эффективность.

К недостаткам известного кондиционера относятся отсутствие оборудования для очистки уличного воздуха от выхлопных газов автомобильного транспорта, большое аэродинамическое сопротивление аппарата, что снижает его эффективность.

Более близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является способ реабилитации уличного воздуха, включающий в себя охлаждение и увлажнение потока воздуха, поглощение частиц сажи и пыли в камере орошения разбрызгиваемой питательной водой, забор уличного воздуха из наиболее загазованной проезжей части улицы и подачу реабилитированного воздуха в пешеходную зону улицы, осуществляемый в устройстве, включающем корпус с приточным вентилятором и камерой орошения с оросительным устройством [2].

Основными недостатками известного способа являются невозможность очистки уличного воздуха от окислов азота, окислов серы и их утилизации, что снижает его технологическую и экономическую эффективность.

Основным недостатком известного устройства является отсутствие оборудования для очистки уличного воздуха от окислов азота, окислов серы и их утилизации, что снижает эффективность его работы.

Техническим результатом, на решение которого направлено предлагаемое изобретение, является повышение эффективности очистки уличного воздуха от вредных компонентов отработавших газов автомобильного транспорта и пыли с одновременной утилизацией улавливаемых окислов азота, окислов серы и двуокиси углерода с целью улучшения экологической обстановки в городских районах, переполненных автомобильным транспортом.

Технический результат достигается тем, что предлагаемый способ реабилитации уличного воздуха включает в себя забор воздуха из наиболее загазованной проезжей части улицы, охлаждение и увлажнение потока воздуха в камере орошения разбрызгиваемой питательной водой, полученной путем смешения свежей питательной воды с рециркуляционной подкисленной водой, абсорбцию полученной смесью из уличного воздуха двуокиси углерода, окислов азота, окислов серы с образованием соответствующих кислот с одновременным их окислением в газовой и жидкой фазах, в присутствии озона воздуха, поглощение частиц сажи, вывод части подкисленной воды, насыщенной двуокисью углерода, со шламом из поддона, удаление из уличного воздуха оставшихся окислов азота, окислов серы и уносимых капель насыщенной кислотными компонентами подкисленной воды в результате их взаимодействия в камере очистки с гашеной известью (Са(ОН)2 ), покрывающей поверхность перфорированных кассет, находящихся в съемных контейнерах с образованием нитрита кальция (Са(NO 2)2), сульфата кальция (CaSO 4), нитрата кальция (Са(NO3) 2) и углекислого кальция (СаСО2), которые остаются на поверхности кассет, удаление оставшихся капель воды на сепарационных пластинах, обогащение воздуха легкими аэроионами в ионизаторе, после чего реабилитированный воздух подается в пешеходную зону улицы.

Технический результат достигается также тем, что устройство для реабилитации уличного воздуха - уличный кондиционер - состоит из прямоугольного корпуса, закрытого крышей, с поддоном, соединенным через соответствующие штуцера с питательным трубопроводом и насосом, циркуляционным контуром, дренажным трубопроводом и разделенным вертикальной перегородкой с окном в нижней части на камеру орошения, наружная стенка которой в своей верхней части под крышей снабжена заборной решеткой, а внутри размещены приточный вентилятор и оросительное устройство, состоящее из вертикальных распределительных стояков с форсунками, и на камеру очистки, в которой по ходу движения воздуха помещены съемные контейнеры с вертикальными перфорированными кассетами, покрытыми слоем гашеной извести (Са(ОН)2 ) с вертикальными воздушными каналами между собой, сепарационные пластины, ионизатор, вытяжной вентилятор и распределительная решетка.

В основу предлагаемого способа и работы предлагаемого уличного кондиционера положены химический состав уличного воздуха, загрязненного вредными компонентами выхлопных газов автомобильного транспорта (двуокись углерода, окислы азота, окислы серы, сажа, озон и т.д.) [3, с.86-90, с.155], высокая растворимость двуокиси углерода по сравнению с остальными компонентами воздуха в воде [4, с 316], высокая скорость реакции окисления NO в NO 2 и SO2 в SO3 , которые хорошо растворяются в воде с образованием HNO 3 и H2SO4, в присутствии озона [5, с.275, 6, с.348], быстрое взаимодействие Са(ОН)2 с CO2 с образованием СаСО3 [7, с.406], с NOx и SOx с образованием нитрита и нитрата кальция (Ca(NO2)2 , Ca(NO3)2), сульфата кальция (CaSO4) [5, с.415, 8, с.227].

Изобретение поясняется чертежом, где изображен уличный кондиционер.

Уличный кондиционер состоит из прямоугольного корпуса 1, закрытого крышей 2, поддона 3, снабженного питательным, циркуляционным и дренажным штуцерами 4, 5, 6 соответственно, разделенного от крыши 2 вертикальной перегородкой 7 с образованием окна между нижней кромкой перегородки 7 и днищем поддона 3 на камеру орошения 8, наружная стенка которой под крышей 2 снабжена воздухозаборной решеткой 9, а внутри размещены приточный вентилятор 10 и оросительное устройство, состоящее из вертикальных стояков 11 с форсунками 12, соединенных с питательным штуцером 4, и на камеру очистки 13, в которой по ходу движения воздуха помещены съемные контейнеры 14, в крышке которых 15 прикреплены вертикальные перфорированные кассеты 16 с отверстиями 17, покрытые слоем гашеной извести (Ca(OH) 2) 18 с вертикальными воздушными каналами 19 между собой, сепарационные пластины 20, ионизатор 21, вытяжной вентилятор 22 и распределительная решетка 23, а питательный штуцер 4 соединен трубопроводом с питательным насосом 24.

Очистка уличного воздуха от вредных компонентов отработавших газов автомобильного транспорта и пыли предлагаемым способом в уличном кондиционере осуществляется следующим образом. Предварительно, уличный кондиционер устанавливают на границе проезжей и пешеходной части участка улицы, наиболее загруженного автотранспортом таким образом, чтобы заборная решетка 9 была обращена в сторону проезжей части, а распределительная решетка 23 - в сторону пешеходной части, и подключают его ко всем коммуникациям. Уличный воздух через заборную решетку 9 засасывается приточным вентилятором 10 в камеру орошения 8, где скорость его резко падает, двигается сверху вниз, контактирует в перекрестном токе с частицами воды, поступающей из форсунок 12, установленных на распределительных стояках 11 по всей высоте камеры орошения 8, увлажняется и частично охлаждается. При этом параллельно вышеописанным процессам, в камере орошения 8 происходит улавливание водой частиц пыли и сажи, межфазный контакт разбрызгиваемой воды с воздухом, в результате чего происходит абсорбция этой водой большей части двуокиси углерода, химическое взаимодействие окислов азота, окислов серы, озона, кислорода, воды между собой в газовой и жидкой фазах, хемосорбция образовавшихся двуокиси азота (NO2) и серного ангидрида (SO 3) водой (Н2О) с образованием азотной (HNO3) и серной (Н2 SO4) кислот. Образовавшаяся подкисленная вода, насыщенная двуокисью углерода с механическими примесями, стекает в поддон 3, смешивается там с предыдущей кислой водой, откуда часть этой смеси, равная количеству воды, подаваемой на орошение, вместе со шламом через дренажный штуцер 6 выводится в канализацию, а другая часть из верхнего слоя воды в поддоне через циркуляционный штуцер 5 поступает в циркуляционный трубопровод, соединенный с питательным трубопроводом, смешивается с питательной водой, количество которой определяется заданным количеством поглощаемой двуокиси углерода из уличного воздуха, после чего смесь свежей и подкисленной воды питательным насосом 24 через питательный штуцер 4 снова поступает в камеру орошения 8. Очищенный от двуокиси углерода и некоторой части окислов азота и серы, пыли и сажи, увлажненный и частично охлажденный уличный воздух с частицами подкисленной воды из камеры орошения 8 через окно поступает в камеру очистки 13, где, при движении его снизу вверх по воздушным каналам 19, происходит взаимодействие оставшихся окислов с озоном и кислородом в газовой и жидкой фазах, абсорбция образовавшихся NO2 и SO3 частицами воды, осаждение их на боковые поверхности вертикальных перфорированных кассет 16, покрытых слоем гашеной извести (Са(ОН) 2) 18, с которой протекают реакции взаимодействия кислотных компонентов в частицах воды, оставшихся в воздухе двуокиси углерода, окислов азота, окислов серы, с образованием нитрита кальция (Ca(NO 2)2), нитрата кальция (Са(NO) 3)2, сульфата кальция (CaSO 4) и углекислого кальция (СаСО3), которые остаются в слое 18, постепенно меняя его химический состав, после чего очищенный и осушенный воздух дополнительно освобождается от уносимых капель воды на сепарационных пластинах 20, при проходе через ионизатор 21 обогащается легкими аэроионами и вытяжным вентилятором 22 через распределительную решетку 23 подается в пешеходную сторону улицы.

При падении активности слоя 18 кассет 16 съемные контейнеры 14 заменяют на новые, заполненные регенерированными кассетами 16. Процесс регенерации заключается в очистке поверхности кассет 16 от слоя 18, содержащего смесь нитрита кальция, нитрата кальция, сульфата кальция, углекислого кальция, которые используются в сельском хозяйстве в качестве удобрений [8, с.227] и повторном покрытии поверхности кассет 16 слоем гашеной извести 18.

В качестве источника воды, подаваемой в камеру орошения 8 для поглощения двуокиси углерода в больших количествах, можно использовать воду станций откачки подземных вод метрополитена (при условии отсутствия в ней вредных примесей), а сбрасываемая в канализацию через дренажный штуцер 4 подкисленная вода в связи со значительным содержанием двуокиси углерода в ней будет способствовать процессам фотосинтеза [9, с.210] на полях орошения городских очистных сооружений.

Высота уличного кондиционера определяется зоной максимальной загазованности уличного воздуха и высотой рабочей зоны стоящего человека с учетом угла расширения струи воздуха, вытекающей из распределительной решетки 23, а площадь сечения, число кассет 16 и их размеры, мощность и производительность вентиляторов 10 и 22, ионизатора 21, насоса 24, объем поддона 3, поглотительная способность камеры очистки 13, расход воды на орошение в камере орошения 8 и рециркуляцию определяются производительностью по воздуху, его загрязненностью и требуемой степенью его очистки. При этом уличный кондиционер желательно изготавливать в виде типовых секций, каждая из которых может работать отдельно, что позволяет увеличивать или уменьшать производительность установки в целом в зависимости от экологической обстановки на улице.

Таким образом, предлагаемый способ и устройство для реабилитации уличного воздуха - уличный кондиционер - позволяют без применения дорогих и опасных химических реагентов очистить уличный воздух от вредных компонентов выхлопных газов автомобильного транспорта, а именно двуокиси углерода, окислов азота, окислов серы, сажи и уличной пыли, используя в качестве активных поглотителей сбросные воды и гашеную известь и утилизовать уловленные компоненты, что увеличивает его технологическую и экономическую эффективность.

Источники информации

1. А.с. СССР №1702111, Мкл. F16F 3/16, 1991.

2. Патент РФ №2115066, Мкл. F24F 7/04, 1998.

3. Л.Ф.Голдовская. Химия окружающей среды. - М.: Мир, 2005, 285 с.

4. Справочник химика, т.III. - М. - Л.: Химия, 1965, 1006 с.

5. Неницеску К. Общая химия. - М.: Высш. Школа, 1958. - 448 с.

6. Кутепов А.М. и др. Общая химическая технология. - М.: Высш. Школа, 1985, 448 с.

7. Абрамов Н.И. и др. Водоснабжение. - М.: Стройиздат, 1960. - 579 с.

8. Позин М.Е. Технология минеральных удобрений. - Л.: Химия, 1983. - 360 с.

9. Комов В.П. и др. Биохимия. - М.: Дрофа, 2004, 640 с.




ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ


1. Способ реабилитации уличного воздуха, включающий в себя охлаждение и увлажнение потока воздуха, поглощение частиц сажи и пыли в камере орошения разбрызгиваемой питательной водой, забор уличного воздуха из наиболее загазованной проезжей части улицы, подачу реабилитированного воздуха в пешеходную зону улицы, отличающийся тем, что питательной водой проводят в камере орошения абсорбцию двуокиси углерода, окислов азота, окислов серы с образованием соответствующих кислот с одновременным их окислением в газовой и жидкой фазах в присутствии озона воздуха, питательную воду получают путем смешения свежей питательной воды с рециркуляционной водой, подкисленной в камере орошения, выводят часть подкисленной воды, насыщенной двуокисью углерода, со шламом из поддона, в камере очистки проводят удаление из воздуха оставшихся окислов азота, окислов серы и уносимых капель насыщенной кислотными компонентами подкисленной воды, в результате их взаимодействия с гашеной известью (Са(ОН)2), покрывающей поверхность перфорированных кассет, находящихся в съемных контейнерах, с образованием нитрита кальция (Са(NO2)2 ), сульфата кальция (CaSO4), нитрата кальция (Са(NO3)2) и углекислого кальция (СаСО3), которые остаются на поверхности кассет, удаляют оставшиеся капли воды на сепарационных пластинах, ионизируют воздух в ионизаторе.

2. Устройство для реабилитации уличного воздуха - уличный кондиционер, включающее корпус с размещенным внутри приточным вентилятором и камерой орошения с оросительным устройством, отличающееся тем, что прямоугольный корпус закрыт крышей, содержит поддон и разделен вертикальной перегородкой с окном в своей нижней части на камеру орошения и камеру очистки, при этом наружная стенка камеры орошения в своей верхней части под крышей снабжена заборной решеткой, а внутри камеры орошения размещены приточный вентилятор и оросительное устройство, состоящее из вертикальных распределительных стояков с форсунками, а в камере очистки по ходу движения воздуха помещены контейнеры с вертикальными перфорированными кассетами, покрытыми слоем гашеной извести (Са(ОН) 2), с вертикальными воздушными каналами между собой, сепарационные пластины, ионизатор, вытяжной вентилятор и распределительная решетка.





ПРОЧИТАТЬ НУЖНО ВСЕМ !
Судьба пионерских изобретений и научных разработок, которым нет и не будет аналогов на планете еще лет сорок, разве что у инопланетян



Независимый научно технический портал
Воздухо- и водоочистка. Опреснительные установки






СОВЕРШЕННО БЕСПЛАТНО!
Вам нужна ПОЛНАЯ ВЕРСИЯ данного патента? Сообщите об этом администрации портала. В сообщении обязательно укажите ссылку на данную страницу.


ПОИСК ИНФОРМАЦИИ В БАЗЕ ДАННЫХ


Режим поиска:"и" "или"

Инструкция. Ключевые слова в поле ввода разделяются пробелом или запятой. Регистр не имеет значения.

Режим поиска "и" означает, что будут найдены только те страницы, где встречается каждое из ключевых слов. Например, при запросе "очистка воды" будет найдено словосочетание "очистка воды". При использовании режима "или" результатом поиска будут все страницы, где встречается хотя бы одно ключевое слово ("очистка" или "воды").

В любом режиме знак "+" перед ключевым словом означает, что данное ключевое слово должно присутствовать в найденных файлах. Если вы хотите исключить какое-либо слово из поиска, поставьте перед ним знак "-". Например: "+очистка -воды".

Поиск выдает все данные, где встречается введенное Вами слово. Например, при запросе "сток" будут найдены слова "стоков", "стоки" и другие. Восклицательный знак после ключевого слова означает, что будут найдены только слова точно соответствующие запросу "сток!".


Устройства и способы водоочистки | Опреснительные установки. Дистилляторы | Устройства и способы воздухоочистки


Рейтинг@Mail.ru