Каталитический метод газоочистки

Каталитический способ очистки воздуха представляет собой глубокое окисление продуктов конверсии, образовавшихся в результате прохождения воздуха через плазмохимический реактор. В данном способе применяется низкотемпературный катализатор, который, благодаря плазмохимической ступени, начинает эффективно работать в диапазоне температур от 20 до 50ºC.

Плазмокаталитическая технология очистки воздуха от вредных газообразных веществ уникальна, потому что позволяет производить глубокую очистку всего комплекса токсичных соединений до CO₂ и H₂O уже при низких температурах. Эта технология очистки воздуха интересна также тем, что одновременно с газоочисткой происходит подавление болезнетворной микрофлоры воздуха. Достигается значительно большая степень дезинфекции воздуха, чем при использовании воздушных фильтров на основе ионизаторов.

Плазмокаталитическая технология решает проблему очистки воздуха (газоочистки) при:

· минимуме катализатора (без драгметаллов);

· минимуме температуры (от 20ºС);

· минимуме потребляемой электроэнергии.

Объемы очищаемого воздуха могут быть: от 5 до 100 000 м³/час и более.

Одним из направлений применения технологии, где она имеет неоспоримые преимущества перед традиционной газоочисткой, являются отрасли производства, где применяется малогабаритное и среднегабаритное технологическое оборудование: нагревательные, термические, плавильные печи малых объемов, покрасочные камеры, коптильни, плиты для термообработки пищевых продуктов и т.п. Эти преимущества, связаны с малыми капитальными и эксплуатационными затратами на плазмокаталитические очистители воздуха и высокой эффективностью газоочистки.

Не менее интересной областью применения плазмокаталитической технологии очистки воздуха является использование базирующихся на ней очистителей воздуха в приточных системах вентиляции. В особенности это касается крупных промышленных городов и центров. Традиционная воздухоочистка, в основном, ограничивается применением масляных и волокнистых воздушных фильтров, которые достаточно эффективно (не ниже 99%) очищают воздух от пыли и аэрозолей. В то же время вопрос об очистке от вредных газов остается открытым.

По сравнению с традиционными методами газоочистки от загрязняющих веществ: электростатическим, химическим, биологическим, сорбционным, каталитическим, плазмокаталитическая технология имеет ряд преимуществ:

· Химические, сорбционные, биологические методы газоочистки всегда должны предусматривать стадию утилизации продуктов реакции и возмещение затраченных реагентов. Для осуществления плазмокаталитической технологии разложения вредных веществ требуется лишь подача электроэнергии;

· Электростатические методы применяются в основном для очистки газовых выбросов от взвешенных частиц (пыль, аэрозоли). Применение этих методов для очистки выбросов от газообразных загрязнителей требует дорогостоящих высокочастотных агрегатов питания и подачи в зону реакции дополнительных газов-реагентов, при этом эффективность очистки составляет не более 80%. Установки газоочистки "ПЛАЗКАТ" работают, в основном, на промышленной частоте питающего напряжения и степень очистки в них достигает 99,9%;

· Каталитичекие методы газоочистки требуют дорогостоящих катализаторов, высоких температур в зоне катализа, малых объемов газов, проходящих через зону реакции. Очистители воздуха "ПЛАЗКАТ" работают на дешевых катализаторах, в широком диапазоне температур и с любыми объемами очищаемых газов.

Плазмокаталитическая технология газоочистки и разработанные на ее основе очистители воздуха защищены патентами.

Описание плазмокаталитической установки очистки воздуха "ПЛАЗКАТ-аэро"

1. Диффузор (подводящий газоход)

2. Плазмохимический реактор (ПХР)

3. Газоразрядные ячейки (ГРЯ)

4. Каталитический реактор (КР)

5. Катализатор

6. Конфузор (отводящий газоход)

7. Электропитание

Блок-схема установки газоочистки «ПЛАЗКАТ - аэро» приведена на рисунке. (Двухступенчатая установка очистки воздуха от вредных газов) ТУ 3646-003-56321325-2004

Установка газоочистки «ПЛАЗКАТ-аэро» представляет собой промышленный очиститель воздуха и предназначена для очистки загрязненного воздуха при работе технологического оборудования, воздуха общеобменных вентиляций цехов, воздуха рабочей зоны, конторских и бытовых помещений, мест общего пользования. Принцип действия очистителя воздуха основан на плазмокаталитической технологии очистки воздуха.

Очистка воздуха в установке происходит следующим образом:

Загрязненный воздух, пройдя предварительную очистку от пыли до концентраций менее 5 мг/м³, поступает через диффузор (поз.1 схемы) в систему газоочистки, в плазмохимический реактор (ПХР) (поз.2 схемы).

Газообразные загрязнители (органические и неорганические), проходя зону низкотемпературной плазмы, создаваемой газоразрядными ячейками (поз.3 схемы), разрушаются и переходят в безвредные соединения, вплоть до СO₂ и Н₂O. Глубина конверсии (очистки) зависит от величины удельной энергии, выделяющейся в зоне реакции, а также аэродинамических и физических параметров проходящего очистку воздуха (газа). После плазмохимического реактора воздух подвергается глубокой газоочистке в каталитическом реакторе (поз.4 схемы). Основу реактора составляет низкотемпературный катализатор (поз.5 схемы). После каталитического реактора очищенный воздух через конфузор (поз.6 схемы) поступает в помещение цеха (оборотная система воздухообмена) или выбрасывается в атмосферу. Газоочистка при такой двухступенчатой системе достигает эффективности 98-99%.

Очиститель воздуха «ПЛАЗКАТ-аэро» может эксплуатироваться под разрежением или под давлением. Объемы очищаемого воздуха могут быть: от 5 до 100 000 м³/час и более.

Агрегат питания установки газоочистки (на схеме не показан) изготавливается и монтируется отдельно от нее. Электропитание плазмохимического реактора обозначено на схеме (поз.7).

Система автоматики агрегата питания служит для контроля и регулировки электрических параметров плазмохимического реактора установки газоочистки, а также блокировок, гарантирующих безопасную работу очистителя воздуха. Система автоматики осуществляет:

· одновременное включение плазмохимического реактора с вентилятором;

· аварийное отключение установки газоочистки при коротком замыкании газоразрядных ячеек, обрыве высоковольтного провода реактора, выходе из строя трансформаторов агрегата питания.

УСТАНОВКА ГАЗОРАЗРЯДНО – КАТАЛИТИЧЕСКОЙ ОЧИСТКИ ВОЗДУХА «ЯТАГАН»

Установки «Газоконвертор «Ятаган» применяется для очистки вентиляционных и технологических выбросов, образующихся при работе соответствующего оборудования в следующих отраслях промышленности:

Установка газоразрядно-каталитической очистки воздуха «Газоконвертор Ятаган» очищает вентиляционные выбросы от газообразных загрязнений органической природы путем полного их каталитического окисления кислородом воздуха до образования СО₂ (углекислый газ) и Н₂О (вода).

Процесс очистки в газоконверторе «Ятаган» разделен на три этапа:

- предварительная очистка от пыли, волокон, капель и т.п.

- газоразрядная обработка очищаемого потока барьерным разрядом

- каталитическая обработка очищаемого воздуха

Предварительная очистка воздуха необходима для защиты газоразрядного блока и каталитического блока установки. Очистка от твердых загрязнений производится с помощью кассеты с фильтрующей тканью четвертого класса очистки. Очистка от масложировых загрязнений производится с помощью специальных маслоулавливающих кассет.

В газоразрядном блоке с помощью высокого напряжения (до 10 000 Вольт, частота 50-500 Герц) образуется барьерный разряд через стеклянную пластину.

Рисунок. обычный разряд барьерный разряд

Виды разрядов.

Очищаемый воздух пропускается через зону разряда и, в зоне образовавшегося барьерного разряда протекают следующие процессы:

- разрушение молекул веществ – загрязнений

- образование озона из кислорода атмосферного воздуха

- реакция глубокого окисления ионизированных частей молекул веществ–загрязнителей озоном до СО₂ и Н₂О.

Каталитическая обработка очищаемого воздуха производится в каталитическом блоке установки. Используется комбинированный катализатор КРА (окисление органических веществ + разложения озона) . Данный катализатор разлагает избыточный озон до молекулярного кислорода и, одновременно, способствует более глубокому окислению веществ-загрязнителей.

Газоконверторы «Ятаган» выпускаются четырех основных типов:

- «стандарт», предназначена для очистки технологических и вентиляционных воздушных выбросов с содержанием вредных газообразных веществ до 1000 мг/м³

- «усиленная», предназначена для очистки технологических и вентиляционных воздушных выбросов с содержанием вредных газообразных веществ до 2000 мг/м³

- «приточная», предназначена для очистки приточного и рециркуляционного воздуха с содержанием вредных газообразных веществ до 200 мг/м³

- «шашлычная», предназначена специально для очистки дымов и запахов от шашлычных, коптилен и т.п. Содержит в себе дополнительно блок дымоудаления и систему автоматической промывки газоразрядных и дымоулавливающих панелей.

Все типы газоконверторов выпускаются в модификациях, предназначенных для разного количества очищаемого воздуха.

Минимальная установка - газоконвертор «Ятаган 1,5 - 1000» предназначена для очистки от 700 до 1500 м³/ч воздуха.

Максимальная установка – теоретически не ограничено, сейчас есть расчеты на установки до 250 000 м³/ч.

Стандартные установки имеют следующие технические характеристики:

Стандартные газоконверторы «Ятаган»:

По заданию Заказчика возможно проектирование и изготовление установки «Газоконвертор «Ятаган» с требуемыми параметрами по степени очистки, производительности, форме и габаритам.

«Газоконвертор «Ятаган» в стандартной комплектации не может применяться при следующих условиях:

- очищаемый воздух содержит загрязнения с атомами хлора и фосфора

- воздух содержит клеящиеся, полимеризующиеся, агрессивные и радиоактивные примеси

- влажность окружающего воздуха выше 95%

- температура окружающего воздуха ниже +5ºС или выше +40ºС

- невозможность произвести правильное заземление

С течением времени, (не менее трёх лет, при условии соблюдения требований и правил монтажа и эксплуатации) возможно снижение эффективности очистки на 10-20% от начальной из-за снижения активности катализатора. При этом возможно восстановление (регенерация) катализатора, либо его замена.

Газоконверторы «Ятаган» не имеют собственного вентилятора, встраиваются в существующие системы вентиляции и могут работать как под давлением так и при разрежении.

Установки могут изготавливаются либо в виде цельного устройства, либо в виде трех раздельных основных блоков, которые могут устанавливаться в систему как непосредственно друг за другом так, и "рассредоточено" на любом расстоянии друг от друга. Это позволяет подобрать наиболее удобное расположение газоконвертора в каждом конкретном случае.