RU2156805C1 - Installation for biological cleaning of gases - Google Patents

Abstract

FIELD: microbiological, paint-and-varnish, chemical, food, and oil-refining branches of industry. SUBSTANCE: installation is intended for cleaning of gaseous media. It may also be used for processing of agricultural products. Installation has bioabsorber, pump, collector of cultural liquid, and salt solution collector. Flow transducer and temperature-sensitive element of cleaned gases are positioned at bioabsorber input. Instrument designed to check content of admixtures in gases to be cleaned is mounted at bioabsorber output. Cultural liquid collector includes pH detector, temperature- sensitive element and cultural liquid level gage. It also contains heat exchanger. Bioabsorber, pump and cultural liquid collector are connected into closed circuit by pipelines. EFFECT: enhanced efficiency. 1 dwg

Description

Изобретение относится к области очистки газообразных сред и может быть использовано при очистке отходящих газов в микробиологической, лакокрасочной, химической, пищевой, нефтеперерабатывающей промышленности, а также при переработке продукции и отходов сельского хозяйства. The invention relates to the field of purification of gaseous media and can be used in the purification of exhaust gases in the microbiological, paint and varnish, chemical, food, oil refining industries, as well as in the processing of products and agricultural waste.

Известна установка биологической очистки газов, включающая биофильтр, корпус которого снабжен патрубками ввода и вывода очищаемого газа. Внутри корпуса в его верхней части расположены оросители. Под оросителями поперек движения газа установлены перфорированные основания. На основаниях размещены чередующие слои из смесей природного органического пористого материала и волокнистого материала, а также органического пористого материала и гранулированного материала. На указанных слоях размещен консорциум микроорганизмов (RU 2108380 C1, C 12 M 1/00, 10.04.1998). A known installation of biological gas purification, including a biofilter, the housing of which is equipped with nozzles for the input and output of the gas to be purified. Inside the housing in its upper part are sprinklers. Perforated bases are installed under the sprinklers across the gas movement. Alternating layers of mixtures of natural organic porous material and fibrous material, as well as organic porous material and granular material, are placed on the bases. A consortium of microorganisms is placed on these layers (RU 2108380 C1, C 12 M 1/00, 04/10/1998).

Известна также установка для биологической очистки газа, включающая биоабсорбер со штуцерами подачи и отвода воздуха и очищаемой жидкости, узел орошения, сборник суспензии микроорганизмов, циркуляционный насос, соединенный с узлом орошения и сборником суспензии микроорганизмов, сборник очищенной воды, расположенный в нижней части корпуса под узлом орошения, и над сборником суспензии микроорганизмов укреплены последовательно листовые фильтры с трубками для отвода фильтрата (RU 2103344 C1 C 12 M 1/00, 27.01.1998). Эти трубки соединены с расположенным в нижней части корпуса сборником очищенной воды. Узел орошения может быть выполнен в виде сегнерова колеса или коллектора с форсунками. Между листовыми фильтрами могут быть установлены насадочные листы, а в зазорах между насадочными листами и листовыми фильтрами сетки. Между трубками для отвода фильтрата и сборником очищенной воды размещен коллектор с клапаном для периодического отключения стока фильтрата. There is also known a plant for biological gas purification, including a bioabsorber with fittings for supplying and discharging air and cleaned liquid, an irrigation unit, a collection of microorganism suspension, a circulation pump connected to an irrigation unit and a collection of microorganism suspension, a purified water collection located in the lower part of the housing under the unit irrigation, and over the collector of the suspension of microorganisms, leaf filters with tubes for draining the filtrate are successively fixed (RU 2103344 C1 C 12 M 1/00, 01/27/1998). These tubes are connected to a collector of purified water located in the lower part of the housing. The irrigation unit can be made in the form of a Segner wheel or a manifold with nozzles. Packed sheets may be installed between the sheet filters, and mesh in the gaps between the nozzle sheets and the sheet filters. A collector with a valve is placed between the tubes for drainage of the filtrate and the collection of purified water to periodically shut off the filtrate drain.

Наиболее близким аналогом изобретения является установка биологической очистки газов, включающая биоабсорбер со штуцерами подвода и отвода газа и культуральной жидкости, снабженный внутренними элементами для адсорбции микроорганизмов, и сборник культуральной жидкости, соединенный насосом и трубопроводами со штуцерами подвода и отвода культуральной жидкости биоабсорбера с образованием замкнутого циркуляционного контура последней (RU 2119950 C1, C 12 M 1/00, 10.10.1998). The closest analogue of the invention is a biological gas purification unit, comprising a bioabsorber with gas and culture fluid inlet and outlet fittings, equipped with internal elements for adsorption of microorganisms, and a culture fluid collector connected by a pump and pipelines to the bioabsorbor culture fluid inlet and outlet fittings to form a closed circulation the contour of the latter (RU 2119950 C1, C 12 M 1/00, 10/10/1998).

В верхней части биоабсорбера размещен узел орошения, состоящий из форсунок. Внутренние элементы расположены в вертикальной плоскости и каждый из них представляет собой насадочный лист. Между ними могут быть установлены разделительные сетки, предотвращающие слипание листов. An irrigation unit consisting of nozzles is located in the upper part of the bioabsorber. The internal elements are located in a vertical plane and each of them is a nozzle sheet. Between them can be installed separation grids to prevent adhesion of the sheets.

Недостатком известных установок является отсутствие контроля за процессом очистки и возможности его регулирования, что приводит к недостаточно эффективной очистке газов. A disadvantage of the known installations is the lack of control over the cleaning process and the possibility of its regulation, which leads to insufficiently effective gas cleaning.

Технический результат изобретения заключается в обеспечении контроля биологической очистки газов и повышение ее эффективности. The technical result of the invention is to provide control of the biological purification of gases and increase its effectiveness.

Этот результат достигается тем, что предложенная установка биологической очистки газов, включающая биоабсорбер со штуцерами подвода и отвода газа и культуральной жидкости, а также внутренними элементами для адсорбции микроорганизмов, и сборник культуральной жидкости, соединенный насосом и трубопроводами со штуцерами подвода и отвода культуральной жидкости биоабсорбера с образованием замкнутого циркуляционного контура последней, снабжена сборником раствора солей с мешалкой, сообщенным со сборником культуральной жидкости. This result is achieved by the fact that the proposed installation of biological gas purification, including a bioabsorber with fittings for supplying and discharging gas and culture fluid, as well as internal elements for adsorption of microorganisms, and a collection of culture fluid connected to a pump and pipelines with fittings for supplying and discharging the culture fluid of the bioabsorber with the formation of a closed circulation loop of the latter, is equipped with a salt solution collector with a stirrer communicated with the culture fluid collector.

Биоабсорбер снабжен датчиками расхода и температуры очищаемых газов, прибором контроля содержания примесей в очищенных газах и побудителем расхода последних, а сборник культуральной жидкости - датчиками ее уровня, температуры и pH и размещенным в нем теплообменником. The bioabsorber is equipped with sensors for the flow rate and temperature of the purified gases, a device for monitoring the content of impurities in the purified gases and a stimulator of the flow of the latter, and the collection of culture fluid with sensors for its level, temperature and pH and a heat exchanger placed in it.

Изобретение поясняется чертежом, на котором схематично изображена предложенная установка. The invention is illustrated in the drawing, which schematically shows the proposed installation.

Установка биологической очистки газов включает биоабсорбер 1 со штуцерами 2 и 3 подвода и отвода газа, подводящим 4 и отводящим 5 трубопроводами и внутренними элементами 6 для адсорбции микроорганизмов, сборник 7 культуральной жидкости, соединенный насосом 8 и трубопроводами 9 и 10 со штуцерами 11 и 12 подвода и отвода культуральной жидкости биоабсорбера с образованием замкнутого циркуляционного контура последней, и сборник 13 раствора солей с мешалкой 14, штуцером 15 для подачи технологической воды и люком 16 для введения сухих солей. The biological gas purification unit includes a bioabsorber 1 with gas supply and exhaust fittings 2 and 3, supply 4 and 5 exhaust pipes and internal elements 6 for adsorbing microorganisms, a culture fluid collector 7 connected by a pump 8 and pipelines 9 and 10 with supply fittings 11 and 12 and drainage of the culture fluid of the bioabsorber with the formation of a closed circulation loop of the latter, and a collector 13 of a salt solution with a stirrer 14, a fitting 15 for supplying process water and a hatch 16 for introducing dry salts.

На подводящем трубопроводе 4 биоабсорбера установлены датчики 17 и 18 расхода и температуры очищаемых газов, а на отводящем трубопроводе 5 - прибор 19 контроля содержания примесей в очищенных газах и побудитель 20 расхода отводимых газов, например, в виде вентилятора. Sensors 17 and 18 of the flow rate and temperature of the cleaned gases are installed on the inlet pipe 4 of the bioabsorber, and on the discharge line 5 there is a device 19 for monitoring the content of impurities in the purified gases and a stimulator 20 of the flow rate of exhaust gases, for example, in the form of a fan.

Сборник 7 культуральной жидкости снабжен датчиками 21, 22, 23 ее уровня, температуры и pH и размещенным внутри него теплообменником 24, подключенным к магистралям горячей и холодной воды (на чертеже не изображены), штуцерами 25 и 26 подачи и отвода культуральной жидкости, подключенным к трубопроводам 9, 10 замкнутого циркуляционного контура, штуцером 27 для подачи раствора солей из сборника 13 по трубопроводу 28 и сливным штуцером 29. Внутренние элементы 6 биоабсорбера могут представлять собой горизонтально расположенные тарелки со слоем насыпного пористого материала (на чертеже не изображены) или представлять собой вертикально расположенные листовые фильтры и насадочные листы. The collection 7 of the culture fluid is equipped with sensors 21, 22, 23 of its level, temperature and pH and a heat exchanger 24 located inside it, connected to the mains of hot and cold water (not shown in the drawing), fittings 25 and 26 of the supply and discharge of the culture fluid connected to pipelines 9, 10 of a closed circulation circuit, a nozzle 27 for supplying a solution of salts from the collector 13 through a pipe 28 and a drain nozzle 29. The internal elements 6 of the bioabsorber can be horizontally located plates with a layer of bulk pore grained material (not shown in the drawing) or be a vertically arranged leaf filters, and packed sheets.

Датчики установки подключены к посту мониторинга, обеспечивающего автоматический контроль и управления процессом очистки (на чертеже не изображен). Прибор 19 контроля содержания примесей в очищенных газах может представлять собой хроматограф или полупроводниковый газовый датчик. The installation sensors are connected to the monitoring station, which provides automatic monitoring and control of the cleaning process (not shown in the drawing). The device 19 for monitoring the content of impurities in the purified gases may be a chromatograph or a semiconductor gas sensor.

Установка работает следующим образом. Installation works as follows.

В сборник 13 раствора солей через штуцер 15 подают технологическую воду и включают мешалку 14. Через люк 16 в сборник подают набор сухих солей, обеспечивающий получение солевого раствора, предназначенного для культивирования микроорганизмов, применяемых для очистки газов. Полученный солевой раствор посредством штуцера 15 подают в сборник 7 культуральной жидкости. Подача может быть осуществлена самотеком, если сборник 13 расположен выше сборника 7, или любым известным побудителем расхода (на чертеже не изображен). После заполнения солевым раствором сборника 7 до уровня, контролируемого датчиком 21, подачу солевого раствора прекращают. Пропуская через теплообменник 24 горячую воду, нагревают солевой раствор в сборнике 7 до требуемой температуры. Ее контролируют при помощи датчика 22. Засевают солевой раствор микроорганизмами, которые в дальнейшем будут использованы для биологической очистки газов. Включают насос 8 и подают культуральную жидкость из сборника 7 через штуцер 11 в биоабсорбер 1. Культуральная жидкость, содержащая культуры микроорганизмов и набор солей, стекает по внутренним элементам 6 биоабсорбера 1, при этом микроорганизмы адсорбируются на их поверхности. Одновременно из сборника 13 подают раствор солей для поддержания требуемого уровня культуральной жидкости в сборке 7. Через штуцера 12 культуральную жидкость возвращают в сборник 7. Одновременно с поступлением культуральной жидкости из биоабсорбера 1 в сборник 7 прекращают подачу солевого раствора из сборника 13 в сборник 7. Процесс циркуляции культуральной жидкости через биоабсорбер 1 продолжают до тех пор, пока на его внутренних элементах 6 не нарастет достаточное количество микроорганизмов. Содержание солей в культуральной жидкости контролируют датчиком 23 pH сборнике 7 и при необходимости добавляют концентрированный раствор солей из сборника 13. После наращивания достаточного количества микроорганизмов установка готова к процессу очистки. Process water is supplied to the salt solution collector 13 through the nozzle 15 and the agitator 14 is turned on. Through the hatch 16, a set of dry salts is supplied to the collector, providing a saline solution intended for the cultivation of microorganisms used for gas purification. The resulting saline solution through the nozzle 15 is fed into the collector 7 of the culture fluid. Filing can be carried out by gravity if the collector 13 is located above the collector 7, or by any known flow driver (not shown in the drawing). After filling with salt solution of the collection tank 7 to a level controlled by the sensor 21, the supply of salt solution is stopped. Passing hot water through the heat exchanger 24, the brine in the collector 7 is heated to the desired temperature. It is controlled using a sensor 22. Inoculate the saline solution with microorganisms, which will subsequently be used for the biological purification of gases. The pump 8 is turned on and the culture fluid is supplied from the collection tank 7 through the nozzle 11 to the bioabsorber 1. A culture fluid containing cultures of microorganisms and a set of salts flows down the internal elements 6 of the bioabsorber 1, while the microorganisms are adsorbed on their surface. At the same time, a solution of salts is supplied from the collector 13 to maintain the required level of the culture fluid in the assembly 7. Through the nozzle 12, the culture fluid is returned to the collector 7. Simultaneously with the flow of the culture fluid from the bioabsorber 1 to the collector 7, the supply of the saline from the collector 13 to the collector 7 is stopped. Process the circulation of the culture fluid through the bioabsorber 1 is continued until a sufficient number of microorganisms grow on its internal elements 6. The salt content in the culture fluid is monitored by a pH sensor 23 in the collection tank 7 and, if necessary, a concentrated salt solution from the collection tank 13 is added. After building up a sufficient number of microorganisms, the unit is ready for the cleaning process.

Загрязненный воздух из технологических установок через штуцер 2 подается в биоабсорбер 1, при этом осуществляется контроль расхода и температуры очищаемых газов посредством датчиков 17 и 18. При необходимости изменяют посредством побудителя 20 расход очищаемых газов, а также известными средствами изменяют их температуру. Очищаемые газы проходят через внутренние элементы 6 биоабсорбера 1 и через штуцера 3 по трубопроводу 5 удаляются в атмосферу. Прибор 19 при этом контролирует содержание очищаемых примесей в отводимых газах. При неполном удалении очищаемых примесей известными средствами (уменьшение расхода очищаемого газа, увеличение объема подачи культуральной жидкости, оптимизация температуры в биоабсорбере 1 и т.д.) проводят регулировку процесса очистки. The contaminated air from the process units through the nozzle 2 is supplied to the bioabsorber 1, while the flow rate and temperature of the purified gases are controlled by sensors 17 and 18. If necessary, the flow rate of the purified gases is changed by means of a stimulator 20, and their temperature is also changed by known means. The purified gases pass through the internal elements 6 of the bioabsorber 1 and through the nozzle 3 through the pipe 5 are removed into the atmosphere. The device 19 controls the content of purified impurities in the exhaust gases. In case of incomplete removal of the purified impurities by known means (reducing the consumption of the purified gas, increasing the volume of the culture fluid supply, optimizing the temperature in the bioabsorber 1, etc.), the cleaning process is adjusted.

Виды используемых микроорганизмов, состав культуральной жидкости и режимы обработки зависят от вида очищаемых газов, типа удаляемых примесей и степени загрязнения. The types of microorganisms used, the composition of the culture fluid and the treatment regimes depend on the type of gas being cleaned, the type of impurities removed and the degree of contamination.

Использование установки позволяет практически полностью удалять примеси из отходящих газов различных производств. Using the installation allows you to almost completely remove impurities from the exhaust gases of various industries.

Claims (1)

Установка биологической очистки газов, включающая биоабсорбер со штуцерами подвода и отвода газа и культуральной жидкости, а также внутренними элементами для адсорбции микроорганизмов и сборник культуральной жидкости, соединенный насосом и трубопроводами с штуцерами подвода и отвода культуральной жидкости биоабсорбера с образованием замкнутого циркуляционного контура последней, отличающаяся тем, что она снабжена сборником раствора солей с мешалкой, сообщенным со сборником культуральной жидкости, при этом биоабсорбер снабжен датчиками расхода и температуры очищаемых газов, прибором контроля содержания примесей в очищенных газах и побудителем расхода последних, а сборник культуральной жидкости - датчиками ее уровня, температуры и pH и размещенным в нем теплообменником. Installation of biological gas purification, including a bioabsorber with fittings for supplying and discharging gas and culture fluid, as well as internal elements for adsorption of microorganisms and a collection of culture fluid connected to a pump and pipelines with fittings for supplying and discharging the culture fluid of the bioabsorber with the formation of a closed circulation loop of the latter, characterized in that it is equipped with a salt solution collector with an agitator in communication with the culture liquid collector, while the bioabsorber is equipped with sensors the flow rate and temperature of the purified gases, a device for controlling the content of impurities in the purified gases and a stimulator of the flow rate of the latter, and the culture fluid collection - with sensors of its level, temperature and pH and a heat exchanger placed in it.