Результат интеллектуальной деятельности: МОБИЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ СОРБЦИОННОЙ НЕЙТРАЛИЗАЦИИ ГАЗОВ

Изобретение относится к передвижным аппаратам для очистки газов при нейтрализации вредных составляющих посредством их концентрации на гранулированном насыпном сорбенте в стационарных слоях.

Уровень техники данной области характеризует устройство для сорбционной нейтрализации газов по патенту RU 2153926 С1, В 01 J 8/02, 2000 г., которое содержит оснащенный входным и выходным патрубками сквозной канал подачи очищаемого газа, связанный с всасывающим вентилятором, двухсекционный вертикальный реактор (адсорбер), заполненный насыпным сорбентом, кожух, где с зазором закреплена разделительная перегородка с окнами, и приемную емкость с быстросъемным зажимом.

Окна поперечной перегородки выполнены в роторных затворах, размещенных в адсорбере, укрепленном внутри соосного кожуха. Секции вертикального адсорбера связаны коническими склизами, наклоненными под углом естественного откоса для насыпного сорбента.

Верхняя секция адсорбера закрыта крышкой и оснащена штуцером коммуникации с пневмотранспортом загрузки, а на выходе адсорбера смонтирован шнек над шибером трубопровода выгрузки сорбента, на торце которого установлены жгуты зажима горловины приемной газонепроницаемой емкости.

В этом устройстве обеспечивается автоматическая загрузка гранулированного сорбента, его ротация в секциях реактора под действием сил гравитации и механическая выгрузка в герметичную емкость отработавшего сорбента, что повышает аффективность и производительность очистки газов.

Недостатком описанного стационарного устройства является его узкая специализация по нейтрализации отходящих печных газов после сжигания отравляющих веществ и невозможность использования по определению для мобильной очистки помещений от вредного аэрозоля с сепарацией твердой фазы и сорбционной нейтрализации газов.

Отмеченный недостаток исключен в выбранном в качестве наиболее близкого аналога мобильном устройстве для сорбционной нейтрализации газов по патенту RU 2179059 C1, В 01 D 53/04, 2002 г., содержащем раздельно смонтированные на передвижной платформе сепаратор, несущий цилиндрические фильтры и снабженный приемной емкостью с жгутовым зажимом горловины, адсорбер, где между газопроницаемыми мембранами помещен насыпной сорбент, и всасывающий вентилятор, последовательно соединенные сквозным каналом подачи очищаемого газа.

Секции вертикального адсорбера размещены над перфорированными диафрагмами и выполнены съемными, а в кожухе сепаратора соосно цилиндрическим фильтрам дополнительно установлены сопла автономной воздушной противоточной продувки для их регенерации.

На входе адсорбера с поперечно подвижными секциями установлены направляющие жалюзи для распределения потока очищаемого газа из сквозного канала подачи.

Основным недостатком известного мобильного устройства является его громоздкость (габариты: 930•1900•3400 мм, масса 740 кг при производительности 1000 куб. м в час), которая ограничивает возможности перемещения к труднодоступным и разрушаемым помещениям химического и вредного производства, затрудняет транспортирование вручную общую платформу с функциональными элементами.

Применение механизма регенерации противодавлением цилиндрических бумажных фильтров сепаратора экономически невыгодно и нецелесообразно из-за их бесконтрольных разрушений, что снижает качество предварительной грубой очистки воздуха, то есть ненадежно функционально. На дне сепаратора образуются своды из отделяемой твердой фазы аэрозоля, затрудняющие их самопроизвольную герметичную выгрузку.

Жалюзи на входе адсорбера распределяют газовый поток, но не гасят его высокую скорость подачи по сквозному каналу, что требует для полного поглощения вредных газов на развитой поверхности адсорбционного гранулята из активного угля увеличения гидродинамического сопротивления за счет большой толщины его слоя в двух секциях адсорбера.

Динамическая нагрузка на гранулированный сорбент от подаваемого на очистку газа вызывает его перетирание и возможный вынос отработавшей угольной пыли в атмосферу.

Выполнение секций адсорбера съемными позволяет проводить их ротацию для более рационального использования сорбента и повышения качества работ. Однако в подвижных соединениях секций через зазоры и неизбежные люфты происходит утечка очищаемого газа, что недопустимо. Кроме того, возникает проблема с укупоркой отработавшего сорбента вне этого устройства из открытых секций.

Задачей, положенной в основу настоящего изобретения, является повышение функциональной надежности и расширение технологических возможностей мобильного устройства для нейтрализации газов.

Требуемый технический результат достигается тем, что в известном мобильном устройстве для сорбционной нейтрализации газов, содержащем раздельно смонтированные на передвижной платформе сепаратор, несущий цилиндрические фильтры и снабженный приемной емкостью с жгутовым зажимом горловины, адсорбер, где между газопроницаемыми диафрагмами помещен насыпной сорбент, и всасывающий вентилятор, последовательно соединенные сквозным каналом подачи очищаемого газа, согласно изобретению сепаратор, адсорбер и всасывающий вентилятор установлены на автономных тележках, связанных щеколдами, цилиндрические фильтры коммутируются непосредственно с ресивером на выходе, а дно сепаратора выполнено выпуклым в виде центрального конуса с углом наклона образующих, меньшим угла естественного откоса твердой фазы очищаемого газа, в основании которого смонтированы подающие шнеки к патрубкам приемной емкости, на входе закрытого крышкой, оснащенного механизмом герметичной выгрузки, на входе вертикального адсорбера установлен диффузор, а на выходе закреплен фильтр тонкой очистки с зигзагообразной газопроницаемой мембраной, причем сквозной канал между функциональными элементами устройства выполнен разъемным.

Раздельная установка функциональных элементов мобильного устройства: сепаратора, адсорбера и всасывающего вентилятора, на автономных тележках, связанных щеколдами, и снабжение сквозного канала между ними гибким шлангом позволяют оперативно, разомкнув жесткую кинематическую связь, независимо перемещать их в труднодоступных, загроможденных строительным мусором разрушенных помещениях, где проводились ранее работы с вредными и отравляющими веществами, для регламентной и профилактической уборки от пыли с осевшим конденсатом, удаления аэрозоля из специфических производственных помещений.

Регламентная смена в межоперационное время цилиндрических фильтров сепаратора, коммутирующихся на выходе непосредственно с ресивером, где накапливаются прошедшие газы и выравнивается давление, упрощает его конструкцию и эксплуатацию, повышает функциональную надежность.

Выполнение дна сепаратора выпуклым в виде центрального конуса с углом наклона образующих, меньшим угла естественного откоса твердой фазы очищаемою газа, позволяет исключить образование сводов при свободном осыпании твердых отходов к механизму выгрузки.

Подающие к перекрытым шаровыми затворами патрубкам приемной емкости шнеки, которые смонтированы в основании центрального выступающего конуса на дне сепаратора, позволяют механически выгружать накопившийся в сепараторе шлам.

Установка диффузора на входе вертикального адсорбера, оснащенного газопроницаемыми мембранами и устройством герметичной выгрузки, позволяет затормозить подаваемый на очистку газовый поток до технологически заданной скорости (не более 0,5 м/с) для поглощения вредных газов поверхностью гранулированного сорбента, толщина слоя которого при этом минимальна.

Закрепление на выходе адсорбера фильтра тонкой очистки с мембраной развитой поверхности зигзагообразной формы обеспечивает улавливание угольной пыли, предотвратив ее выброс в атмосферу.

Таким образом, каждый существенный признак необходим, а их совокупность в устойчивой взаимосвязи является достаточной для достижения новизны качества как нового сверхэффекта, неприсущего признакам в разобщенности, то есть получен эффект суммы, а не сумма эффектов.

Отличительные признаки позволили расширить технологические возможности и повысить функциональную надежность эксплуатации мобильного устройства для нейтрализации газов при дезактивации демонтируемого вредного химического производства.

Сущность предложенного изобретения поясняется чертежами, имеющими чисто иллюстративные цели и не ограничивающими объема притязаний совокупности существенных признаков формулы, где схематично изображены:
на фиг.1 - предлагаемое устройство;
на фиг.2 - шнековый механизм выгрузки.

Мобильное устройство для сорбционной нейтрализации газов представляет собой агрегатированную систему установленных на автономных передвижных тележках 1 функциональных элементов: сепаратора 2, вертикального адсорбера 3 и всасывающего вентилятора 4, связанных сквозным каналом 5 подачи очищаемого газа.

Автономные тележки 1 между собой жестко соединены посредством щеколд 6, закрепленных с возможностью поворота на одной из соединяемых в общую платформу тележек 1.

На тележках 1 закреплены ручки 7 для автономного перемещения. Сквозной канал 5 между функциональными элементами 2, 3, 4 выполнен разъемным.

Входной патрубок 9 сообщается с кожухом 10 сепаратора 2, в котором с зазором 11 закреплена перегородка 12 с цилиндрическими фильтрами 13, имеющими осевой выход в ресивер 14 канала 5.

Дно сепаратора 2 выполнено выпуклым в виде центрального конуса 15 с углом наклона образующих 43^o, который заведомо меньше угла естественного откоса для отделяемых твердых частичек (шлама) из сепарируемого аэрозоля. В основании центрального конуса 15 установлено два шнека 16 подачи накопившегося шлама к патрубкам 17, на которых посредством быстросъемных резиновых жгутов 18 (фиг. 2) зажата горловина полимерного термопластичного мешка - приемной емкости 19.

На входе вертикального адсорбера 3 размещен диффузор 20 канала 5. Плоский адсорбер 3 при производительности 1000 м³/ч с толщиной 150 мм сорбционного слоя 21 из 3-мм гранулированного активного угля марки АГ-ПР (вдвое меньше, чем в прототипе) по рабочим поверхностям закрыт газопроницаемыми мембранами 22, а сверху закрыт загрузочной крышкой 23. Механизм выгрузки отработавшего сорбента 21 аналогичен вышеописанному в сепараторе 2 (фиг.2).

Выходной конфузор 24 адсорбера 3 соединен с фильтром 25 тонкой очистки, поперечное сечение которого перекрыто зигзагообразной газопроницаемой мембраной 26, имеющей развитую рабочую поверхность, коммутирующимся с всасывающим вентилятором 4 типа ВР 120-28-5, создающим внутри устройства разрежение до 0,5 КПа, оснащенным выходным патрубком 27 сообщения с атмосферой.

Работает устройство следующим образом. Из обрабатываемого помещении посредством вентилятора 4 через сквозной канал 5 и патрубок 9 высасываются воздух, пыль, газы и твердые частички с конденсированными на них вредными и отравляющими веществами, образующими аэрозоль.

Поток аэрозоля поступает в кожух 10 сепаратора 2, заполняя его зазоры 11. Газы проникают далее через пористую бумагу цилиндрических фильтров 13, на поверхности которых задерживается твердая фаза аэрозоля. Твердые частички затем ссыпаются к шнекам 16, наполняя конические объемы дна сепаратора 2. Таким образом в сепараторе 2 осуществляется первичная грубая очистка газов.

Газы, прошедшие фильтры 13, накапливаются в ресивере 14 и подаются в диффузор 20, где в расширяющемся объеме скорость потока очищаемого газа падает до расчетной, поступая через мембрану 22 на слой 21 сорбента, пористая поверхность которого поглощает слабоконцентрированные вредные газы.

Прошедший затем через выходную предохранительную мембрану 22 практически чистый воздух с массовой концентрацией включений не более 0,003 г/м³ собирается конфузором 24 на входе фильтра 25, на развитой поверхности зигзагообразной мембраны 26 которого осуществляется тонкая очистка от угольной пыли сорбента 21, возможно уносимой из адсорбера 3.

Далее полностью чистый воздух выбрасывается через патрубок 27 в атмосферу.

По мере накопления шлам на дне сепаратора 2 и отработавший сорбент 21 из адсорбера 3 удаляют следующим образом. Вращая вручную шнек 16 (фиг.2), насыпной материал перемещают в приемную емкость 19, закрепленную на патрубке 17 выгрузки посредством резиновых жгутов 18.

После того, как шлам или отработавший сорбент 21 полностью выгружают в приемную емкость 19 через патрубок 17, снимают резиновые жгуты 18, освобождая горловину емкости 19, которую герметично запаивают двойным швом, удаляя на утилизацию сжиганием.

На свободные выходные патрубки 17 сепаратора 2 и адсорбера 3 устанавливают новые приемные емкости.

Для заполнения адсорбера 3 свежим угольным гранулятом открывают крышку 23.

В случае доставки описанного устройства в труднодоступные участки обрабатываемых помещений из-за стесненности пространства или загромождения строительным мусором разрушаемых перегородок и т.п., чтобы оперативно проводить локальные работы по нейтрализации загрязнений отравляющими и вредными веществами, тележки 1 с функциональными элементами 2, 3 и 4 разъединяют, для чего поворачивают щеколды 6 и размыкают соединения канала 5. После этого за ручки 7 каждую тележку 1 по необходимости автономно перемещают к объекту обработки, где вновь собирают в рабочий агрегат.

Таким образом, настоящее изобретение позволяет оперативно с меньшими трудозатратами проводить работы по санации разрушаемых производственных помещений при ликвидации вредных химических производств.

Сопоставительный анализ предложенного технического решения с выявленными аналогами уровня техники, из которых оно не следует явным образом для специалиста по химической защите, показал, что изобретение не известно, а с учетом возможности промышленного изготовления можно сделать вывод о соответствии критериям патентоспособности.