Изобретение относится к способам очистки воздуха от различных примесей и может быть использовано при очистке га- зов и стерилизации воздуха в различных помещениях.

Известен способ каталитической очистки воздуха от ор- ганических примесей путем его смешивания с озоновоздушной смесью с последующей подачей в реактор с катализатором на основе активированного угля. Соотношение озон/кислород воз- духа в смешанном потоке отработанного воздуха и озоновоз- душной смеси 1 :2-4. Соотношение озон/органические загрязне- ния 1 :2-10 (см. патент РФ JVo 2051733, МПК. B01D 53/86, опуб- ликован 10.01.1996).

Недостатками известного способа являются: забивка пор катализатора дисперсными примесями, использование специаль- ного озонатора для создания значительных концентраций озона, существенно превышающих ПДК, а также необходимость не- прерывного поддержания повышенной температуры от 50 до 100°С активированного угля для эффективного разложения ор- ганических примесей на его поверхности.

Известен также способ очистки газовых выбросов от ор- ганических соединений методом ионизации, включающий окис- ление молекулярных примесей путем пропускания газовоздуш- ной смеси через работающее в автоматическом режиме устрой- ство для ионизации (см. патент РФ JY° 2174042, МГЖ B01D 53/32 опубликован 27.09.2001).

Недостатком данного способа является неэффективная очистка воздуха от дисперсных примесей.

Известен способ очистки воздуха от дисперсных и моле- кулярных примесей, включающий улавливание грубодисперс- ных частиц механическим фильтром грубой очистки, последую- щее введение в очищаемую воздушную смесь дополнительного окислительного газа и фотоокисление с разложением уловлен- ных примесей под действием ультрафиолетового излучения с длиной волны более 0,3 мкм на поверхности фотокаталитическо- го фильтра с нанесенным на грубопористую структуру фотока- тализатором, в качестве которого используют чистый диоксид титана с кристаллической структурой анатаза или диоксида ти- тана, содержащий один или несколько переходных металлов (платина, палладий), и заключительную сорбцию окислительно- го газа и кислородсодержащих молекулярных соединений в по- рах фильтра из активированного угля (см. патент РФ N° 2259866, МГЖ B01D 53/86, опубликован 10.09.2005).

Недостатком данного способа является неэффективная очистка воздуха от субмикронных дисперсных частиц и забивка фотокатализатора и активированного угля фильтратом примесей.

Наиболее близким по технической сути и достигаемому техническому результату является способ очистки воздуха от дисперсных и молекулярных примесей по патенту РФ: Ν ^» 2352382; МПК B01D53/32, B01D53/86; опубликован 20.04.2009 г.

В известном способе воздух в процессе очистки подвер- гается следующей последовательности воздействий. Вначале ме- ханическим фильтром грубой очистки улавливают крупнодис- персные частицы, находящиеся в очищаемом воздушном потоке. Затем производят униполярную зарядку положительными газо- выми ионами находящихся в воздушном потоке аэрозольных ча- стиц в блоке электростатической зарядки и их последующее осаждение на поверхности и в объеме электростатического гру- боволокнистого фильтра, поляризованного внешним электриче- ским полем. Одновременно с поляризацией аэрозольных приме- сей в зоне коронного разряда конденсатора образуется окисли- тельный газ - озон, попадающий в воздушный поток. После про- хождения электростатического грубоволокнистого фильтра очищаемый воздух фотоокисляется в присутствии озона с раз- ложением уловленных примесей под действием ультрафиолето- вого излучения с длиной волны более 0,3 мкм на поверхности фотокаталитического фильтра с нанесенным на грубопористую структуру фотокатализатором. Далее следует заключительная сорбция воздуха от остатков озона и кислородсодержащих моле- кулярных соединений в порах фильтра из активированного угля.

Вышеописанный способ обеспечивает эффективную очистку и обеззараживание воздуха, однако имеет ряд недостат- ков, а именно: фотокатализ, использующийся на одной из стадий очистки, является крайне энергоемкой технологией, а сам фото- каталитический фильтр, будучи расходным элементом, требует периодической замены; фильтр из активированного угля, ис- пользуемый при заключительной сорбции, имеет низкую эф- фективность, вследствие чего необходимо ограничивать концен- трацию озона, а это, в свою очередь, понижает возможность эф- фективного разложения органических примесей.

Задачей заявляемого технического решения является обеспечение высокоэффективной и технологичной очистки воз- духа от различных видов примесей.

Технический результат, получаемый от использования изобретения, заключается в обеспечении высокой эффективно- сти, непрерывности и технологичности процесса очистки возду- ха от субмикронных дисперсных и молекулярных примесей с низким энергопотреблением.

Указанный технический результат достигается за счет то- го, что в комбинированном способе очистки воздуха от дисперс- ных и молекулярных примесей, включающем улавливание круп- нодисперсных частиц механическим фильтром грубой очистки, униполярную зарядку ионами находящихся в воздушном потоке аэрозольных частиц и параллельное образование озона в узле электростатической зарядки, последующее осаждение заряжен- ных аэрозольных частиц на поверхности и в объеме электроста- тического фильтра и заключительную сорбцию очищаемого воз- духа в объеме адсорбциошю-каталитического фильтра с одно- временной очисткой обоих фильтров с инактивацией микроорга- низмов на поверхности электростатического фильтра образован- ным в узле электростатической зарядки озоном, в адсорбционно- каталитическом фильтре используют катализатор, обладающий повышенной эффективностью и большим ресурсом по разруше- нию озона, в электростатическом фильтре используют синтети- ческий нетканый материал, обладающий дипольным моментом, а униполярная зарядка аэрозольных частиц производится корон- ным разрядом со специальной геометрией, обеспечивающей вы- сокую концентрацию ионов и озона.

Для снижения энергетических затрат униполярная заряд- ка аэрозольных частиц может производиться ионами отрица- тельного знака

Катализатором адсорбционно-каталитического фильтра, обладающим повышенной эффективностью и большим ресурсом по разрушению озона, может являться гопталюм.

В качестве материала фильтрующего элемента электро- статического фильтра возможно использование волокнистого материала, получаемого путём экструзии полипропиленов раз- личных типов, предварительно электризованных трением при прохождении через фильеру.

Изобретение поясняется рисунком, на котором представ- лена схема устройства для осуществления заявляемого способа.

Устройство содержит корпус 1 с отверстиями для ввода 2 и выпуска 3 очищаемого воздуха, фильтр грубой очистки 4, блок первичной очистки с узлом электростатической зарядки 5 и электростатическим фильтром 6, блок адсорбции с адсорбцион- но-сорбирующим фильтром 7. Способ реализуется следующим образом.

Подвергаемый очистке воздух через входное отверстие 2 в корпусе 1 подается в устройство и проходит через фильтр гру- бой очистки 4, на котором происходит улавливание крупнодис- персных частиц. Далее воздух подают в узел электростатической зарядки 5, где взвешенные в воздухе частицы, проходя через по- ле коронного разряда, создаваемого между коронирующими и установленными параллельно воздушному потоку пластинчаты- ми заземленными электродами, заряжаются за счет взаимодей- ствия с ионами. Затем воздух из узла электростатической заряд- ки проходит через электростатический фильтр 6, в котором за- ряженные частицы оседают на его волокнах, обладающих ди- польными моментами. Воздух, очищенный от основного количе- ства примесей после прохождения через электростатический фильтр 6, поступает на адсорбционно-каталитический фильтр 7, при прохождении сквозь который происходит окончательная тонкая очистка воздуха от органических соединений и примесей газов, после чего очищенный воздух через выходное отверстие 3 выходит из устройства.

Производство заключительной очистки с использованием в адсорбционно-каталитическом фильтре катализатора, облада- ющего высокой эффективностью и большим ресурсом по разру- шению озона (например, гопталюма), позволяет задерживать существенно большее, чем в прототипе количество органических примесей. Одновременно, при осуществлении зарядки аэрозоль- ных частиц ионами отрицательного знака, количество озона, об- разующегося в узле электростатической зарядки, также суще- ственно увеличивается. Озон, образующийся в узле электроста- тической зарядки, попадая в электростатический фильтр, инак- тивирует микроорганизмы, которые могли вместе с твердыми частицами быть задержаны на нем, и далее, попадая в адсорбци- онно-каталитический фильтр, вступает в реакцию с осажденны- ми на последнем органическими соединениями и полностью раз- лагает их на простые летучие соединения (углекислый газ и во- ду), разлагаясь при этом сам. Совместное использование в ком- бинированном способе очистки воздуха униполярной зарядки аэрозольных частиц с высокой концентрацией ионов и озона и заключительной сорбции в адсорбционно-каталитическом филь- тре, содержащем катализатор, обладающий высокой эффектив- ностью и большим ресурсом по разрушению озона, позволяет избавиться от промежуточной стадии фотокатализа, обеспечивая при этом очистку адсорбционно-каталитического фильтра. Кро- ме того, осуществление униполярной отрицательной зарядки аэрозольных частиц возможно при более низком напряжении ко- ронного разряда, что позволяет использовать более компактный узел электростатической зарядки, а использование при осажде- нии заряженных аэрозольных частиц в электростатическом фильтре материала, обладающего дипольным моментом, не тре- бует осуществления внешней поляризации.

Таким образом, заявляемый комбинированный способ очистки воздуха от дисперсных и молекулярных примесей обла- дает высокой эффективностью и низким энергопотреблением, обеспечивает самоочищение фильтрующих элементов и может быть реализован с помощью компактного устройства. Как след- ствие, установка для его осуществления в течение длительных периодов времени может работать без замены фильтрующих элементов и технического обслуживания.