HU229018B1 - Method and process for separating materials in the form of particles and/or drops from a gas flow - Google Patents

Description

(57) Kivonat

A találmány tárgya eljárás anyagok elválasztására részecskék és/vagy cseppek formájában valamely gázáramból, különösen olyan részecskék és/vagy cseppek formájában, amelyek átmérője 1 nanométer és néhány tucat nanométer között van, amely eljárásban a gázáram (15) egy gyűjtőkamra felé irányul, amelynek külső falai (5) földeltek, és amely eljárásban nagy feszültség irányul a gyűjtőkamrában elrendezett ionkibocsátó csúcsokra (7), amely ionkibocsátó csúcsok a gyűjtőkamrában úgy vannak elrendezve, hogy az ionkibocsátó csúcsokról (7) egy a kívánt anyagokat a gázáramból elkülönítő, egy gyűjtőfelület (18) felé irányuló ionsugár (11) keletkezzen, és ahol az elektromosságot vezető gyűjtőfelület (18) a gyűjtőkamra külső falától (5) lényegében az említett gyűjtőfelület (18) teljes területén elektromosan elszigetelt, és ahol az ionkibocsátó csúcsokra (7) irányuló nagyfeszültséggel ellentétes előjelű közvetlen feszültség irányul a gyűjtőfelületre (18),

A találmány szerinti eljárást az jellemzi, hogy az elektromosságot vezető gyűjtőfelület (18), így egy drótháló teljesen vagy részben egy szigetelő réteg (17) belső oldalán vagy a szigetelő réteg (17) belsejében helyezkedik el.

/ -Γf'ő Ί

iEQABÁS ALAPJÁUL SEOLSÁLŐ tótT9»í?4iS2e-* x .* A A > * * * Jí $ A *

ELKÜLÖNÍTÉSÉRE .....

RÉSZECSKÉK ÉS/VAGY

alkalmazéaahoz >emaui íizlisztitő

szűrői áéul mikroszöröknéí a &g© mindenképpen kisebb, mint 0_s5 m/seo, Ezen kívül nem lehet jő tisztítás! eredményeket elérni az ismert technikákkal amikor nanométer nagyságrendű részecskékről van ezé (vagyis olyan részecskékről, amelyeknek átmérője 1 nanométertől néhány tucat

A ciklonok működése a gázáram sebesség csökkenésén alapul ügy, hogy a nehéz részecskék a gázáramban lezuhannak a gyűjtő szervbe, A ciklonok Igy a nehéz részecskék eikötohitésére alkalmasak, mivel ezeknek nagy zuhanás! sebességük van. Az elektromos szűrőkben a részecskék elkülönítése a gézből gyűjiölemezekre történik, vegy csövek belső felületére. Az áramló géz se» bességének az. elektromos szűrőkben általában 1,0 m/sec áfötfRelFfenní, a gyártó cégek ajánlásai szerint mintegy 0,3-0,5 m/sec-nek. A kis gázáram sebesség oka az, hogy egy nagyobb áramlási sebesség a részecskéket, amelyek a lemezeken felgyülemlőnek, leválasztja, a felbontást jelentősen csökkentve. Az elektromos szűrők működése a részecskék elektrosztatikus töltésén alapul. Nem lehetséges azonban elektromosan feltölteni a részecskéket a nanométeres nagyságrendben. Ezen kívül nem minden anyagot lehet elektromosan feltölteni, például a rozsdamentes acélt sem.

Az elektromos szűrőkben kis gázáramlási sebességeket kell használni, a gyűjtőlemezek tisztítási stádiuma miatt is. Amikor a lemezeket tisztítják, fúvást irányul a lemezekre, felszabadítva az összegyűjtött részecske anyagot, A szándék az, hogy csak a lehetséges legkisebb mennyiségű részecske, amely kiboosátódik a lemezből a tisztítási stádium során, kerüljön vissza az áramló gázba. Kis gázáram sebességnél tűrhető részecske áthaladást lehet elérni.

Az ismert technikákat most a mellékelt ábrákra utalva írjuk le, ameaz. 1. ábra az ismert technika szerinti lonfúvásos eljárásban alkalmazott berendezést mutatja be; és a 2. ábra a gaz tisztítása ismert technikájának eljárását mutatja be az lonfúvásos eljárással.

Az 1. ábrában berendezést mutatunk be gáz tisztítására az ismert technika szerint. A bemutatott berendezés tartalmaz egy 1 bemenetel a bejövő, tisztítandó gázhoz, egy 2 kimenetet a tisztított gázhoz, egy 3 feszültség kábelt, egy 4 szigetelőt, egy 5 földelt gyűjtőkamrát, egy 6 terhelt rögzítő rudat, amely több ? ionkibocsátó csúcsot tartalmaz, egy 8 vibrátor szerkezetet, egy 9 visszanyerő csatornát az összegyűjtött részecskékhez, és egy 10 feszültségforrást

Az 1. ábrában például egy, a felépítménybe belépő Tévegőf vágy recikíizálando levegőt irányítanak az 5 gyűjtőkamrába tisztításhoz. A tisztítandó levegő belép az 5 gyűjtőkamrába az 1 bejáraton keresztül, emelkedik fölfelé, és tisztítás után eltávozik a 2 kimeneten át. A tisztítást a gáz ionizálásával végzik el 7 ionkibocsátó csúcsokkal, amelyek a 6 terhelt rögzítő rúdra vannak, elrendezve és össze vannak kapcsolva a 10 feszültségforrással a 3 feszültség kábel révén; a 10 feszültségforrás képes Irányítani pozitív vagy negatív (mint az ábrában) nagy feszültséget a 8 rögzítő rúdra.

Más szavakkal ionfúvás irányul a gázba, pozitív vagy negatív, és az ionok és töltött részecskék, valamint nem töltött részecskék az 5 gyűjtőfelületre szállítódnak az ionfúvással együtt. A 7 iontermelő csúcsok az 5 földelt gyöjtökamra felé irányulnak, amely gyűjtöíelületként működik a részecskék számára. Az 5 gyöjtökamra el van szigetelve a 8, 7 terhelt részektől a 4 szigetelő segítségével, Mintegy 70-150 kV feszültség van rátáplálva a 7 ionkibocsátó csúcsokra, és ezek távolsága az 5 gyűjtőkamrától úgy van elrendezve, hogy kúpos ionfúvási hatást alakítson ki, és igy a töltött és nem töltött részecskék az 5 gyöjtökamra falára szállítódnak át, és odatapadnak a töltési különbség következtében az 6 gyöjtökamra falának 0 töltése és az ionfúvás töltése között. A távolság az ionkíbocsátő csúcsok és az 5 gyöjtöfal között általában 200-800 mm.

Az 1 ábra bemutatja továbbá a 8 vibrátor szerkezetet az 5 gyűjtő kamra vibrációs tisztításához. A vibrátor szerkezet úgy van tervezve, hogy ahogy a kamra vibráltatva van, az összegyűjtött részecskék lezuhannak és eltávoznak a 9 visszanyerő csatornán keresztül. Az összegyűjtött anyagot el lehet távolítani vízzel történő öblítéssel is.

Az ionfúvásos eljárást korona hatás jellemzi, amelyet nagy feszültséggel érnek el, ahol a feszültség intenzitása olyan mértékig növekedik, hogy ionfúvási hatás keletkezik az ionkibocsátó csúcstól a kívánt földelt ί Α Α' ΐ ί ψ

V

φφφφ φφ * φ

ΦΦΦ ΦΦΧ

1, é cat az előzőekben «*n (ritilc be, a 3. a

Φ φ *·*

ΦΦΦ ΦΦΧ φ * φ φ φ φ * φφφ^ ΦΦ XX <x?> $S ttok, A találmány utalva, amely a találmány egyik kiviteli formáját mutatja be.

A 3, ábra egy találmány szerinti elkülönítő t annak szerkezetét és működési elvét Az ábra be a tisztít gázhoz, egy S földelt külső köp .m ux a eov 6 terhelt rögzítő rudat, amely számos 7 ionkibocsátő csúcsot tartalmaz.

kívül az ábra bemutat 11 íe

A 3> ábra bemutass a 19 üres teret pozitív elektromos mezövei töltve az elektromosságot vezető 18 felület előtt; a 10 üres tér pozitívan van pozitív nagy feszültség Irányul a IS felület Irányában. Amikor vezető IS felölel töltése megfordul, vagyis ebben ez negatívvá válik, a felgyülemlett anyag felszabadul és leesik a

V φ Μ « φ β « * ϋ * φ Φ Φ Α ♦ Α

Φ φ SJ Φ X kinyerő csatornába (az 1. ábrában a 9 utalás) a gyüjtőkamra fenekén, mivel az elektromos mező ekkor elengedi az összegyülemlett részecskéket. így vibrációs szerkezetek nem szükségesek a találmány szennti berendezésben. Ezek azonban alkalmazhatók, amennyiben mégis szükségesek. A gyűjtőfelületek legáltalánosabb letisztítása folyadékkal történő öblítéssel végezhető automatikusan, ez továbbra is része lehet a programnak a kívánt tisztítási időközönként és tisztítási Időpontokban. Folyadékos átöblítésnél a tisztító folyadékot a 20 injektáló csőből vezetjük be, és ahogyan ez lefolyik a 18 gyűjtőfelület mentén, a folyadék eltávolítja a felgyülemlett részecskéket a 18 felületről Ha szükséges, lehet alkalmazni például fertőtlenítő szereket is a tisztító szerbem

Amint az előzőekben bemutattuk, a vezetöképes 18 gyűjtőfelületek töltését változtatva a felgyülemlett anyag vagy a felületen tartózkodik, vagy elválik attól A berendezésben alkalmazott töltés mintegy 10-60 kV, előnyösen 30-40 kV között van, és az áramerősség mintegy 0,05 és 5,0 mA, előnyösen 0,1-3,0 mA között vám

A 17 elektromos szigetelés, amely a 18 terhelt gyöjföfelülefen van elrendezve, és amelyet a 3, ábrában mutatunk be, lehet üveg, műanyag, vagy más, hasonló vegyület vagy anyag, amely nagy feszültséget szigetelni képes; a szigetelés anyaga előnyösen aknlnifril-buladíén-sztirol (ABS).

Az elektromos áramot vezető, a 3. ábrában bemutatott sík réteg, amely a 17 elektromos szigetelésen van elrendezve, fémből készül, előnyösen vékony fémlemezből vagy Filmből a szigetelő rétegen, vagy dróthálóból készül részlegesen vagy teljesen elrendezve a szigetelő rétegen vagy azon belül. Különösen előnyös, ha az elektromosságot vezető elem tartalmaz egy kemény krómréteget a szigetelő rétegen elrendezve, és ez vákuumos fémgőzöléssel van kialakítva. Más íémfeivífeli eljárások is al♦»S i tf i <* W » * X* ##

VÍÍ e * <· * * $ * *# ·»*# «* kaimazhatók, továbbá íemfiím telragasztása es más rögzítési eljárások ra.

A találmány szerinti eljárásokkal még nagyon kis részecskék is hatékonyan elkülöníthetők szilárd részecskék vagy folyékony cseppek formájában a gázáramból A gáz kezelése történhet kamrákban, alagutakban vagy csöves szerkezetekben, amelyekben géz irányul az ionsugarakta, Az íonsugarak hajtóerőt alakítanak ki a gyöjtöfeiületteí szemben összegyűjtött anyagra és egyidejűleg elektromosan töltik a kapacitással bíró részecskéket Az ellenkező előjellel bíró elektromos mező, amely a gyüjtőíelületeo keletkezik, részecskék vagy cseppek formájában levő anyagokat szállít vonóerővel a gyöjtöfelöletre, így az ionsugár hajtóereje és az elektromos mező vonóereje rendelkezésre áll a részecskék eltávolítására a gázáramból,

A találmány szerinti eljárásban az lontermeíés olyan típusú lehet, amely vagy pozitív vagy negatív ionokat termel

A találmány szerinti ionsugár berendezést be lehet rendezni például genetikai kutató laboratőnumokban, amelyekben legalább 1 nm átmérőjű részecskék bocsátódnak ki a DNS szálakból Ezekben a laboratóriumokban a hagyományos elektromos szűrők nem működnek kielégítő módon, mivel a nanométeres nagyságrendű részecskék elektromosan nem tölthetők fel.

tasra oéiszen mi tem élni, például kórházakban, műtőszobák óriására szolgáló üzemekben, és légbevezetéshez elvan

Vví ν a ts meny felhasznaíasa bármely terben megvalósítható,, i sorban a bemenő levegő és a kimenő levegő tisztításában, A ievettő tisztítása az 1 nm és 1ÖÖ000 nm közti részecske- és csepp mérettartományban lehetséges a találmány szerinti eljárásban, valamint a levegő ·φ $ X<

φ $··· ·φ

IG

Φ φφφφ φφ φφφφ «X ΦΦ'Φ Φ φ φφφφ

Φ Φ Φ Φ X Φ νφφ φΧ ΦΦ X

X XX· Φ Φ Φ X φ φ φφφ φ X Φ φ φφφφ

ΦΦΧ Φ ·.»!»

Claims (4)

1. etjesen «Κ jel

   4, Az 1. w & toánypont szerinti eljárás «ml jellemezve, hogy a falakon fel· qyföemfetí anyagot a gyöJfefelOfefeH (18) fotyaáékkel föááeá öblítésével tiwH|yk at φ ί « >} « φ Φ ΦΧΦΦ

   δ. Berendezés anyagok elválasztására részecskék és/vagy cseppek formájában, különösen olyan része
2. 3ek termájában, amelyek s

   3Se 8 nanométer és néhány tucat ns talmazza;

   van, amely berendezés az alábbiaké

   - bemenet (1) a tisztítandó bemenő levegőhöz:

   - gyöjtőkamra, amelynek külső fala (5) földelve van;

   ~ kimenet (2) a tisztított gázhoz;

   ~ feszültségforrás (10) szabályozó szervekkel;

   - terhelt rögzítő elemet (6), amelyen az ionkibocsátó csúcsok (7) el vannak rendezve, és amely berendezésben ~ nagy feszültséget kapcsolnak az iontennelő csúcsokra (7), amelyek ionsugárzást (11) szolgáltatnak gyöjtöfelölet (18) irányában,

   - az elektromosságot vezető gyüjtéíelüietek (18) a szigeteléssel elektromosan szigetelve vannak a gy , sö köpenyétől (5); és

   - ahol az lonkibocsátő csúcsokra (7) irányuló nagyfeszöltséggel ellentétes előjelű közvetlen feszültség irányul a gyöjfőfelüietre (18), azzal jellemezve, hogy az elektromosságot vezető gyöjtőtelület (18) egy réteg, Igy egy drótháló, amely teljes egészében vagy részben egy elektromos szigetelő réteg (17) belső felületén, vagy a szigetelő réteg (17) belsejében helyezkedik el.

   8, Az §. Igénypont szerinti berendezés azzal jellemezve, hogy egy üres tér (18) Is van az elektromos szigetelés (17) és a külső köpeny (5) közöt.
3. 7, Az 5. vagy 8. igénypont szerinti berendezés azzal jellemezve, hogy a gyűjtőfelületek elektromos szigetelése (17) üveg, műanyag vagy más szigetelő anyag.
4. 8. Az 8-7, Igénypontok bármelyike ezerinfi berendezés azzal jellemezve, hogy z említett szigetelés (17) akhlsavnithi-bnfadlén-sztirol (ABS), φφ

   ΦΦΧ φ

   XX ΦΦΦ Λ*

   Φ φ ή X φ

   Φ φ Φ χ χ χ »#< -ΦΦ φφ X φ φχ*φ χχ Ji« φ ·Φ χ χ X Φ Φ φ Φ X Φ

   Φ Φ φ . * φ χ azzal jellemezve, hogy

   10, A 0.

   képző eljárás alkalmazáaévaívan felhonlva ;? ÁxA _; 5 c #.·, > g c o c 5

   V ,í .'> . V _% ·· :·>

   Í/Azc.

   - -' . L t . ·> _s V ·

   V'V V; M..ÍAO í zwA „» ..C.s '^X' ' V s''v.^^áOs'SsAx VfSj'SSS';· <is4U· effsssí:

   ’ζν.'·