RU2762974C1

RU2762974C1 - Indoor air purifier

Info

Publication number: RU2762974C1
Application number: RU2021108886A
Authority: RU
Inventors: Владимир Сергеевич Ежов; Наталья Евгеньевна Семичева; Мария Евгеньевна Попова
Priority date: 2021-04-01
Filing date: 2021-04-01
Publication date: 2021-12-24

Abstract

FIELD: air purification.

SUBSTANCE: present invention relates to air purification and air conditioning, namely to devices for cleaning the air of residential, administrative and industrial premises from harmful components (for example, CO₂, water vapor, pathogens) released during the breathing of humans and animals. The indoor air purifier contains a housing made of dielectric material, consisting of a rectangular box equipped with rotating legs with wheels, a rear end pyramidal lid, in the center of which there is a fan, the suction side of which is closed by a fence, a front end window. In the lid of the housing, windows are arranged at the ends, which divide the inner cavity of the housing along the course of air movement into three chambers, equipped from the inside at the top and bottom with restrictive plates, between which vertical removable cassettes made of metal are installed in the input and output chambers, with covers equipped with handles, their side and end walls are perforated and divided into vertical compartments by zigzag air channels, the side walls of which are also perforated, and the vertical compartments of the cassette of the input chamber are filled with pumice granules, made of metallurgical slags with a basicity modulus M>1. The vertical compartments of the outlet chamber cassette are filled with silica gel grains, and in the middle chamber there is a DC power source connected by electric wires to the housings of removable cassettes of the input and output chambers, which serve for slag granules and silica gel particles as anode and cathode buses, respectively.

EFFECT: increase in the economic and environmental efficiency of the indoor air purifier.

1 cl, 10 dwg

Description

Предлагаемое изобретение относится к очистке и кондиционированию воздуха, а именно, к устройствам для очистки воздуха жилых, административных и производственных помещений от вредных компонентов (например СO₂, водяных паров, болезнетворных микроорганизмов), выделяющихся при дыхании людей и животных.The proposed invention relates to the purification and air conditioning, namely, devices for cleaning the air of residential, administrative and industrial premises from harmful components (for example, CO ₂ , water vapor, pathogens) released during the respiration of humans and animals.

Известно устройство для очистки воздуха от вредных примесей в относительно герметичных помещениях, имеющих приточное и отводное отверстия, содержащее два вентилятора, каждый их которых через адсорбционный фильтр и клапанную коробку соединен со входом низкотемпературного каталитического фильтра, нагреватель, регулируемую воздушную заслонку, установленную на входе приточного отверстия для обеспечения притока воздуха из атмосферы в помещение в соответствии со сбросом воздуха в процессе регенерации, блок анализа качества воздуха в атмосфере, обеспечивающий перекрытие воздушной заслонки при резком повышении концентрации вредных примесей в приточном воздухе и блоком анализа качества воздуха в помещении, обеспечивающий попеременное переключение клапанов в клапанной коробке и последовательное включение и выключение нагревателя для нагрева регенерируемого адсорбционного фильтра и вентилятора, соединенного с упомянутым фильтром, клапанная коробка выполнена с возможностью попеременного соединения каждого из адсорбционных фильтров с низкотемпературным каталитическим фильтром в процессе очистки воздуха или с отверстием для сброса воздуха в атмосферу при регенерации, при этом в адсорбционных фильтрах и низкотемпературном каталитическом фильтре размещено по два слоя сорбента в последовательности силикагель - активированный уголь в адсорбционных фильтрах и хемосорбент-катализатор в низкотемпературном каталитическом фильтре [Патент РФ №216, МПК В60Н 3/02, 2001].There is a known device for cleaning air from harmful impurities in relatively sealed rooms, having inlet and outlet openings, containing two fans, each of which is connected through an adsorption filter and a valve box to the inlet of a low-temperature catalytic filter, a heater, an adjustable air damper installed at the inlet of the inlet to ensure the flow of air from the atmosphere into the room in accordance with the air discharge during the regeneration process, the air quality analysis unit in the atmosphere, which ensures the closure of the air damper in the event of a sharp increase in the concentration of harmful impurities in the supply air, and the unit for the analysis of the indoor air quality, which provides alternate switching of valves to valve box and sequential switching on and off of the heater for heating the regenerable adsorption filter and the fan connected to said filter, the valve box is made with the possibility of alternating connection each of the adsorption filters with a low-temperature catalytic filter in the process of air purification or with an opening for venting air into the atmosphere during regeneration, while two sorbent layers are placed in the adsorption filters and the low-temperature catalytic filter in the sequence silica gel - activated carbon in adsorption filters and chemisorbent catalyst in a low-temperature catalytic filter [RF Patent No. 216, IPC V60N 3/02, 2001].

Основными недостатками известного устройства для очистки воздуха от вредных примесей в относительно герметичных помещениях являются его сложная и громоздкая конструкция, высокая стоимость каталитических фильтров, ограниченная емкость адсорбентов и невозможность использования такой конструкции в жилых и производственных помещениях, что снижает его экономическую и экологическую эффективность.The main disadvantages of the known device for air purification from harmful impurities in relatively sealed rooms are its complex and bulky design, high cost of catalytic filters, limited adsorbent capacity and the impossibility of using such a design in residential and industrial premises, which reduces its economic and environmental efficiency.

Более близким к предлагаемому изобретению является воздухоочиститель, содержащий корпус, состоящий из прямоугольного короба, снабженного вращающимися ножками с колесиками, съемным поддоном со сливным штуцером, съемной распределительной решетки, задней пирамидальной крышки, в правом верхнем углу которой устроена регулировочная ниша, а в центре расположен вентилятор, всасывающая сторона которого закрыта заборной решеткой, причем внутри корпуса расположена камера очистки, состоящая из, расположенных друг над другом перфорированных кассет, торцы которых снабжены передними и задними поворотниками и соединены между собой через передние поворотники двумя передними неподвижными стойками, жестко соединенными с верхом и низом переднего торца прямоугольного короба, а через задние поворотники с двумя задними подвижными стойками с образованием между перфорированными кассетами воздушных каналов, при этом перфорированные кассеты заполнены гранулами пемзы, изготовленной из металлургических шлаков с модулем основности М>1, передние и задние поворотники имеют одинаковую конструкцию, представляющую собой пару ушек, прикрепленных перпендикулярно к торцам перфорированных кассет, с отверстиями, через которые пропущен свободно вращающийся валик, жестко соединенный с передними неподвижными и задними подвижными стойками, к правой задней подвижной стойке перпендикулярно к ней, жестко присоединен регулировочный рычаг прямоугольного сечения, который пропущен через гнездо регулировочной щели, расположенной в регулировочной нише, прямоугольное отверстие передвижной планки, закрывающей регулировочную щель, упругий элемент и соединен выходным торцом через резьбовое соединение с наконечником, а для промывки гранулированной пемзы в комплект воздухоочистителя входит душирующее устройство [Патент РФ №2630446, МПК F24F 3/16, 2017].Closer to the proposed invention is an air cleaner containing a housing consisting of a rectangular box equipped with rotating legs with wheels, a removable tray with a drain connection, a removable distribution grid, a rear pyramidal cover, in the upper right corner of which there is an adjustment niche, and a fan is located in the center , the suction side of which is closed by an intake grill, and inside the body there is a cleaning chamber, consisting of perforated cassettes located one above the other, the ends of which are equipped with front and rear turn signals and are interconnected through the front turn signals by two front fixed posts rigidly connected to the top and bottom the front end of the rectangular box, and through the rear turn signals with two rear movable racks to form air channels between the perforated cassettes, while the perforated cassettes are filled with pumice granules made from metallurgical slags with mo muzzle of basicity M> 1, the front and rear turn signals have the same design, which is a pair of ears attached perpendicular to the ends of perforated cassettes, with holes through which a freely rotating roller is passed, rigidly connected to the front fixed and rear movable struts, to the right rear movable the rack perpendicular to it, a rectangular adjusting lever is rigidly attached, which is passed through the slot of the adjusting slot located in the adjusting niche, the rectangular opening of the movable bar covering the adjusting slot, an elastic element and is connected by the outlet end through a threaded connection with the tip, and for washing granular pumice the set of the air cleaner includes a spraying device [RF Patent No. 2630446, IPC F24F 3/16, 2017].

Основными недостатками известного воздухоочистителя являются его ограниченные возможности очистки воздуха от загрязнений и болезнетворных организмов, обусловленные падением адсорбционной активности гранулированного шлака по мере его насыщения и отсутствием адсорбента, способного адсорбировать отрицательно заряженные микрочастицы, к которым относятся многие болезнетворные микроорганизмы, что снижает его экологическую эффективность.The main disadvantages of the known air purifier are its limited ability to clean the air from pollution and pathogens, caused by a drop in the adsorption activity of granular slag as it becomes saturated and the absence of an adsorbent capable of adsorbing negatively charged microparticles, which include many pathogens, which reduces its environmental efficiency.

Техническим результатом, на решение которого направлено предлагаемое изобретение, является упрощение конструкции устройства и обеспечение возможности более продолжительного периода его работы по эффективной очистке воздуха от вредных примесей и болезнетворных микроорганизмов, что повышает экономическую и экологическую эффективность воздухоочистителя для помещений.The technical result, the solution of which is aimed at the proposed invention, is to simplify the design of the device and provide the possibility of a longer period of its operation to effectively clean the air from harmful impurities and pathogens, which increases the economic and environmental efficiency of the air cleaner for rooms.

Технический результат достигается воздухоочистителем для помещений, содержащим корпус, состоящий из прямоугольного короба, снабженного вращающимися ножками с колесиками, задней торцевой пирамидальной крышки, в центре которой расположен вентилятор, всасывающая сторона которого закрыта заборной решеткой, передним торцевым окном, в крыше корпуса устроены у торцов окна, которые делят внутреннюю полость корпуса по ходу движения воздуха на три камеры: входную, среднюю и выходную причем входная и выходная камеры изнутри вверху и внизу снабжены ограничительными планками, все детали корпуса выполнены из диэлектрического материала (например, стеклопластика). Внутри корпуса во входной и выходной камерах между ограничительными планками установлены вертикальные съемные кассеты, выполненные из металла (например, из алюминия), крышки которых снабжены ручками, их боковые и торцевые стенки выполнены перфорированными и разделены на вертикальные отсеки зигзагообразными воздушными каналами, боковые стенки которых выполнены также перфорированными. При этом, вертикальные отсеки кассеты входной камеры заполнены гранулами пемзы, изготовленной из металлургических шлаков с модулем основности М>1, вертикальные отсеки кассеты выходной камеры заполнены зернами силикагеля, а в средней камере расположен источник постоянного тока (аккумулятор или преобразователь переменного тока), соединенный электрическими проводами с корпусами съемных кассет входной и выходной камер, которые служат для гранул шлака и частиц силикагеля анодной и катодной шинами, соответственно.The technical result is achieved by an air cleaner for rooms containing a housing consisting of a rectangular box equipped with rotating legs with wheels, a rear end pyramidal cover, in the center of which there is a fan, the suction side of which is closed by an intake grill, a front end window, in the roof of the housing are arranged at the ends of the windows , which divide the internal cavity of the body along the direction of air movement into three chambers: inlet, middle and outlet, with the inlet and outlet chambers from the inside at the top and bottom equipped with limit strips, all parts of the body are made of dielectric material (for example, fiberglass). Inside the body, in the inlet and outlet chambers, vertical removable cassettes made of metal (for example, aluminum) are installed between the limiting strips, the covers of which are equipped with handles, their side and end walls are perforated and divided into vertical compartments by zigzag air channels, the side walls of which are made also perforated. In this case, the vertical compartments of the inlet chamber cassette are filled with pumice granules made of metallurgical slags with a basicity modulus of M> 1, the vertical compartments of the outlet chamber cassette are filled with silica gel grains, and in the middle chamber there is a direct current source (battery or AC converter) connected by electrical wires with housings of removable cassettes of inlet and outlet chambers, which serve for slag granules and silica gel particles as anode and cathode buses, respectively.

Изобретение поясняется чертежом, где на фиг. 1-4 изображены общий вид и разрезы воздухоочистителя для помещений (ВОП), фиг. 5-8 - узлы А, Б, В и их разрезы.The invention is illustrated by a drawing, where FIG. 1-4 show a General view and sections of an air cleaner for premises (EPP), Fig. 5-8 - nodes A, B, C and their sections.

ВОП содержит корпус 1, состоящий из прямоугольного короба 2, снабженного вращающимися ножками 3 с колесиками 4, задней торцевой пирамидальной крышки 5, в центре которой расположен вентилятор 6, всасывающая сторона которого закрыта заборной решеткой 7, передним торцевым окном 8, в крыше 9 корпуса 1 устроены у торцов окна 10 и 11, которые делят внутреннюю полость корпуса 1 по ходу движения воздуха на три камеры: входную 12, среднюю 13 и выходную 14, причем входная и выходная камеры 12 и 14 изнутри вверху и внизу снабжены ограничительными планками 15, а все детали корпуса 1 выполнены из диэлектрического материала (например, стеклопластика). Внутри корпуса 1 во входной и выходной камерах 12 и 14 между ограничительными планками 15 установлены вертикальные съемные кассеты 16 и 17, выполненные из металла (например, из алюминия), крышки которых снабжены ручками 18, их боковые и торцевые стенки выполнены перфорированными и разделены на вертикальные отсеки 19 зигзагообразными воздушными каналами 20, боковые стенки которых выполнены также перфорированными. При этом, вертикальные отсеки 19 кассеты 16 входной камеры 12 заполнены гранулами пемзы 21, изготовленной из металлургических шлаков с модулем основности М>1, вертикальные отсеки 19 кассеты 17 выходной камеры 14 заполнены зернами силикагеля 22, а в средней камере расположен источник постоянного тока (аккумулятор или преобразователь переменного тока) 23, соединенный электрическими проводами 24 и 25 с корпусами съемных кассет 16 и 17, которые служат для гранул шлака 21 и частиц силикагеля 22 анодной и катодной шинами, соответственно.The VOP contains a housing 1, consisting of a rectangular box 2 equipped with rotating legs 3 with wheels 4, a rear end pyramidal cover 5, in the center of which there is a fan 6, the suction side of which is closed by an intake grille 7, a front end window 8, in the roof 9 of housing 1 are arranged at the ends of the windows 10 and 11, which divide the internal cavity of the housing 1 in the direction of air movement into three chambers: inlet 12, middle 13 and outlet 14, and the inlet and outlet chambers 12 and 14 are provided with restrictive strips 15 from the inside at the top and bottom, and all parts of the body 1 are made of a dielectric material (for example, fiberglass). Inside the housing 1, in the inlet and outlet chambers 12 and 14, vertical removable cassettes 16 and 17 are installed between the limiting strips 15, made of metal (for example, aluminum), the covers of which are equipped with handles 18, their side and end walls are perforated and divided into vertical compartments 19 with zigzag air channels 20, the side walls of which are also perforated. In this case, the vertical compartments 19 of the cassette 16 of the inlet chamber 12 are filled with pumice granules 21 made of metallurgical slags with a basicity modulus of M> 1, the vertical compartments 19 of the cassette 17 of the outlet chamber 14 are filled with grains of silica gel 22, and a direct current source is located in the middle chamber (battery or AC converter) 23, connected by electric wires 24 and 25 to housings of removable cassettes 16 and 17, which serve for slag granules 21 and silica gel particles 22 by anode and cathode buses, respectively.

В основу работы предлагаемого ВОП положены химический состав воздуха жилых, административных и производственных помещений, определяемый выделяющимися при дыхании людей и животных компонентами (например СO₂ и водяных паров), а также болезнетворных микроорганизмов, частицы которых обладают отрицательным зарядом или характером производства (например, СО, NO_x и SO_x), высокая растворимость диоксида углерода по сравнению с остальными компонентами воздуха в воде [Справочник химика, т.III. - М. - Л.: Химия, 1965, с 316], высокая скорость реакции окисления NO в NO₂ и SO₂ в SO₃, которые хорошо растворяются в воде с образованием HNO₃ и H₂SO₄ [Неницеску К. Общая химия. - М.: Высш. Школа, 1958, с. 275; Кутепов А. М. и др. Общая химическая технология. - М.: Высш. Школа, 1985, с. 348], высокое значение модуля основности гранул металлургической пемзы, которое придает им основные свойства [Строительные материалы. Справочник. Под ред. Болдырева А.С. и др. - М.: Стройизд.,1989, с. 423; Домокеев А.К. Строительные материалы. - М.: Высш. школа, 1989, с. 163], позволяющие сорбировать на их поверхности вещества, обладающие кислыми свойствами, к которым относятся и вышеперечисленные вредные компоненты. Т.к. в состав болезнетворных микроорганизмов могут входить частицы, обладающие отрицательным зарядом [Н.Я. Спивак и др. Противовирусная, антиоксидантная и каталитическая активность микроэлементов в низкой степени окисления, ж-л Микроэлементы в медицине, №3, с. 3-23, 2020), то в качестве адсорбента используется силикагель [ГОСТ 3956-76]. Использование силикагеля обусловлено его электростатической способностью (частицы силикагеля адсорбируют молекулы, обладающие отрицательными зарядами) и частично свойством дисперсионного взаимодействия, позволяющее сорбировать частицы, обладающие отрицательным зарядом и значительной молекулярной массой [Ю.И. Шумяцкий. Адсорбционные процессы. Уч. пособие. - М.: Российский химико-технологический ун-т, 2005, с. 13-18]. Кроме того, силикагель относительно недорогой и широко доступный продукт. Для интенсификации процесса адсорбции, основанной на электростатическом взаимодействии, используется дополнительная поляризация частиц гранулированного шлака и силикагеля отрицательными и положительными зарядами, соответственно, от источника постоянного тока.The work of the proposed GP is based on the chemical composition of the air of residential, administrative and industrial premises, determined by the components released during the respiration of people and animals (for example, CO ₂ and water vapor), as well as pathogens, the particles of which have a negative charge or the nature of production (for example, CO , NO _x and SO _x ), high solubility of carbon dioxide in comparison with other components of air in water [Chemist's Handbook, vol. III. - M. - L .: Chemistry, 1965, p. 316], the high rate of the oxidation reaction of NO in NO ₂ and SO ₂ in SO ₃ , which dissolve well in water with the formation of HNO ₃ and H ₂ SO ₄ [Nenitsesku K. General chemistry ... - M .: Higher. School, 1958, p. 275; Kutepov A. M. et al. General chemical technology. - M .: Higher. School, 1985, p. 348], the high value of the modulus of basicity of metallurgical pumice granules, which gives them basic properties [Building materials. Directory. Ed. Boldyreva A.S. and others - M .: Stroyizd., 1989, p. 423; Domokeev A.K. Construction Materials. - M .: Higher. school, 1989, p. 163], allowing to sorb on their surface substances with acidic properties, which include the above harmful components. Because the composition of pathogens may include particles with a negative charge [N.Ya. Spivak and others. Antiviral, antioxidant and catalytic activity of trace elements in a low oxidation state, w-l Trace elements in medicine, no. 3, p. 3-23, 2020), then silica gel is used as an adsorbent [GOST 3956-76]. The use of silica gel is due to its electrostatic ability (silica gel particles adsorb molecules with negative charges) and partly by the property of dispersion interaction, which allows the adsorption of particles with a negative charge and significant molecular weight [Yu.I. Shumyatsky. Adsorption processes. Uch. allowance. - M .: Russian Chemical-Technological University, 2005, p. 13-18]. In addition, silica gel is a relatively inexpensive and widely available product. To intensify the adsorption process based on electrostatic interaction, additional polarization of granular slag and silica gel particles with negative and positive charges, respectively, from a direct current source is used.

Очистка воздуха помещения от вредных компонентов (СO₂, СО, NO_x, SO_x, водяных паров, болезнетворных микроорганизмов) и пыли осуществляется ВОП следующим способом. ВОП устанавливают в помещении таким образом, чтобы были обеспечены свободный забор воздуха и его подача в объем помещения, подключают его к электрической сети, включают вентилятор 6 и источник постоянного тока 23 (аккумулятор или преобразователь переменного тока), который подает электричество по электропроводам 24 и 25 на кассеты 16 и 17 напряжением 2-3 V и мощностью несколько Wt (установленная мощность источника 23 зависит от массы адсорбентов и определяется опытным путем).Cleaning of indoor air from harmful components (CO ₂ , CO, NO _x , SO _x , water vapor, pathogens) and dust is carried out by the GP in the following way. The VOP is installed in the room in such a way that free air intake and its supply to the volume of the room are ensured, connect it to the electrical network, turn on the fan 6 and the DC power source 23 (battery or AC converter), which supplies electricity through the electric wires 24 and 25 on cassettes 16 and 17 with a voltage of 2-3 V and a power of several Wt (the installed power of the source 23 depends on the mass of adsorbents and is determined empirically).

Воздух помещения через решетку 7 засасывается вентилятором 6 и поступает в входную камеру 12, где установлена кассета 16, двигаясь по ее зигзагообразным вертикальным каналам 20, сообщающим ему также зигзагообразное турбулентное движение, проникает через отверстия в их перфорированных стенках в вертикальные отсеки 19, заполненные гранулами шлаковой пемзы 21 диаметром от 10 до 20 мм, изготовленной из основных металлургических шлаков (диаметр гранул 21 назначен из условий обеспечения минимального аэродинамического сопротивления входной камеры 12 и номенклатуры размеров гранул металлургической пемзы). Основная металлургическая пемза представляет собой материал с высокопористой механически прочной структурой (прочность на сдавливание до 2,7 МПа), состоящий из оксида кальция, оксида кремния, оксида алюминия и частично из оксида магния (CaO, SiO₂, Al₂O₃, МnО) с модулем основности М>1. Высокое значение модуля основности придает гранулам 21 основные свойства, позволяющие сорбировать на их поверхности вещества, обладающие кислыми свойствами, к которым относятся и многие вредные примеси в воздухе помещений (СO₂, NO_x, SO_x, СО,). Кроме того, исходя из своего состава, металлургические шлаки устойчивы к коррозионному воздействию кислых компонентов загрязненного воздуха, широко доступны и относительно дешевы. Адсорбированные из воздуха оксиды азота и серы в порах гранул 19 обладают повышенной реакционной способностью, обусловленной их взаимодействием с поверхностью адсорбента-гранул шлаковой пемзы [Неницеску К. Общая химия - М.: Мир, 1968, с. 298], поэтому окисляются кислородом со скоростью большей, чем в газовой фазе с образованием легко растворимых в воде NO₂ и SO₃, которые, в свою очередь, взаимодействуют с частицами подкисленной воды остающейся в порах гранул 21, с образованием соответствующих кислот HNO₃ и H₂SO₄. Кроме того, на поверхности и в порах гранул 21 оседают мелкодисперсные частицы (пыль, сажа и т.д.). В результате воздух, после входной камеры 12 очищается от значительной части вышеперечисленных вредных компонентов и пыли, в средней камере происходит усреднение его состава, откуда очищенный от химических и механических примесей воздух поступает в кассету 17 выходной камеры 14. В кассете 17 воздух двигается по ее зигзагообразным вертикальным каналам 20, сообщающим ему также зигзагообразное турбулентное движение, проникает через отверстия в их перфорированных стенках в вертикальные отсеки 19, заполненные зернами силикагеля, которые адсорбируют отрицательно заряженные примеси, в том числе и частицы болезнетворных микроорганизмов, после чего, очищенный от химических, механических и болезнетворных примесей, из выходной камеры 17 воздух поступает в обслуживаемое помещение, в результате чего экологические характеристики воздушной среды помещения существенно улучшаются.The air of the room through the grate 7 is sucked in by the fan 6 and enters the inlet chamber 12, where the cassette 16 is installed, moving along its zigzag vertical channels 20, which also impart a zigzag turbulent movement to it, penetrates through the holes in their perforated walls into the vertical compartments 19 filled with slag granules pumice 21 with a diameter of 10 to 20 mm, made from the main metallurgical slags (the diameter of the granules 21 is assigned from the conditions for ensuring the minimum aerodynamic resistance of the inlet chamber 12 and the nomenclature of sizes of metallurgical pumice granules). The main metallurgical pumice is a material with a highly porous mechanically strong structure (compressive strength up to 2.7 MPa), consisting of calcium oxide, silicon oxide, aluminum oxide and partially magnesium oxide (CaO, SiO ₂ , Al ₂ O ₃ , MnO) with a modulus of basicity M> 1. The high value of the modulus of basicity gives the granules 21 basic properties that allow the adsorption of substances with acidic properties on their surface, which include many harmful impurities in the indoor air (CO ₂ , NO _x , SO _x , CO,). In addition, based on their composition, metallurgical slags are resistant to the corrosive effects of acidic components of polluted air, are widely available and relatively cheap. The nitrogen and sulfur oxides adsorbed from the air in the pores of granules 19 have increased reactivity due to their interaction with the surface of the adsorbent-granules of slag pumice [Nenitscu K. General chemistry - M .: Mir, 1968, p. 298], therefore, they are oxidized by oxygen at a rate higher than in the gas phase to form NO ₂ and SO ₃ readily soluble in water, which, in turn, interact with particles of acidified water remaining in the pores of granules 21 to form the corresponding acids HNO ₃ and H ₂ SO ₄ . In addition, fine particles (dust, soot, etc.) are deposited on the surface and in the pores of the granules 21. As a result, the air, after the inlet chamber 12 is cleaned of a significant part of the above harmful components and dust, in the middle chamber its composition is averaged, from where the air purified from chemical and mechanical impurities enters the cassette 17 of the outlet chamber 14. In the cassette 17, the air moves along its zigzag vertical channels 20, which also impart a zigzag turbulent movement to it, penetrates through the holes in their perforated walls into vertical compartments 19 filled with silica gel grains, which adsorb negatively charged impurities, including particles of pathogens, after which, cleared of chemical, mechanical and pathogenic impurities, air from the outlet chamber 17 enters the serviced room, as a result of which the environmental characteristics of the air environment of the room are significantly improved.

При падении активности гранул шлаковой пемзы 21 и силикагеля в перфорированных кассетах 16 и 17 осуществляется регенерации этих адсорбентов (для проведения регенерации обоих адсорбентов в одно и тоже время их адсорбционные емкости должны быть приблизительно равными, что определяется предварительно), для чего кассеты 16 и 17 извлекают из камер 12 и 14 за ручки 15, а на их место вставляют другие кассеты с регенерированными или свежими адсорбентами. Процесс регенерации осуществляется в отдельном помещении (желательно, расположенном в ТЭЦ или котельной) в специальном устройстве (на фиг. 1-8 не показано) и заключается в следующем порядке. Вначале одновременно проводят нагрев силикагеля в кассете 17 до температуры (130-150)°С дымовыми газами с температурой (200-180)°С (температуры процесса нагрева приняты, исходя из термостабильности силикагеля - (200-250)°С [Ю.И. Шумяцкий. Адсорбционные процессы. Уч. пособие. - М.: Российский химико-технологический ун-т, 2005, с. 87]) через стенку и смешение газообразных десорбированных примесей с дымовыми газами, в результате которого микроорганизмы, содержащиеся в них, погибают. Долее, полученная газовая смесь, поступает в кассету 16, содержащую предварительно регенерированные гранулы металлургических шлаков 21, в которой осуществляется очистка газовой смеси от вышеперечисленных примесей, включая остатки болезнетворных микроорганизмов. Процесс первичной регенерации заключатся в промывке гранул 21 от частиц пыли, сажи и кислой воды, содержащей уловленные оксиды углерода, серы и азота. Промывку осуществляют путем струйной подачи водопроводной воды на кассету 16. Вторичную регенерацию кассет 16 осуществляют аналогично. Грязную воду после регенерации в случае необходимости подвергают хлорированию. Количество промывочной воды и продолжительность промывки устанавливают опытным путем. Полную замену адсорбентов проводят в зависимости от показателей их механической прочности и адсорбционной активности.When the activity of slag pumice granules 21 and silica gel in the perforated cassettes 16 and 17 decreases, these adsorbents are regenerated (to regenerate both adsorbents at the same time, their adsorption capacities must be approximately equal, which is determined in advance), for which cassettes 16 and 17 are removed from chambers 12 and 14 by handles 15, and in their place are inserted other cassettes with regenerated or fresh adsorbents. The regeneration process is carried out in a separate room (preferably located in a CHP or boiler room) in a special device (not shown in Figs. 1-8) and consists in the following order. First, the silica gel in the cartridge 17 is heated simultaneously to a temperature of (130-150) ° C with flue gases with a temperature of (200-180) ° C (the temperatures of the heating process are taken based on the thermal stability of silica gel - (200-250) ° C [Yu. . Shumyatsky. Adsorption processes. Textbook. - M .: Russian chemical-technological un-t, 2005, p. 87]) through the wall and mixing of gaseous desorbed impurities with flue gases, as a result of which the microorganisms contained in them die ... Further, the resulting gas mixture enters the cassette 16 containing pre-regenerated granules of metallurgical slags 21, in which the gas mixture is purified from the above impurities, including the remnants of pathogens. The primary regeneration process consists in washing the granules 21 from dust particles, soot and acidic water containing captured oxides of carbon, sulfur and nitrogen. Washing is carried out by means of a jet supply of tap water to the cassette 16. The secondary regeneration of the cassettes 16 is carried out in the same way. Dirty water after regeneration, if necessary, is subjected to chlorination. The amount of rinsing water and the duration of rinsing are established empirically. Complete replacement of adsorbents is carried out depending on the indicators of their mechanical strength and adsorption activity.

Примечание. Расход воды на орошение должен быть таким, чтобы не происходило заполнение пор гранулированного шлака 21 влагой и определяется опытным путем.Note. The water consumption for irrigation should be such that the pores of the granular slag 21 are not filled with moisture and is determined empirically.

При этом, грязная подкисленная вода, сбрасываемая в канализацию в связи со значительным содержанием диоксида углерода в ней будет способствовать процессам фотосинтеза [Комов В. П. и др. Биохимия. - М.: Дрофа, 2004, с. 210] на полях орошения городских очистных сооружений.At the same time, dirty acidified water discharged into the sewage system due to the significant content of carbon dioxide in it will contribute to the processes of photosynthesis [Komov V. P. et al. Biochemistry. - M .: Bustard, 2004, p. 210] in the fields of irrigation of city sewage treatment plants.

Площадь сечения, число и объем перфорированных кассет 16 и 17 пористость, размер и количество гранул пемзы 21, соответствующие характеристики силикагеля 22, мощность и производительность вентилятора 6, поглотительная способность кассет 16 и 17, параметры источника постоянного тока 23, расход дымовых газов и воды на регенерацию определяются производительностью по воздуху, его загрязненностью и требуемой степенью его очистки.Cross-sectional area, number and volume of perforated cassettes 16 and 17, porosity, size and amount of pumice granules 21, corresponding characteristics of silica gel 22, power and performance of fan 6, absorption capacity of cassettes 16 and 17, parameters of DC power source 23, consumption of flue gases and water for regeneration is determined by the air capacity, its pollution and the required degree of its purification.

Таким образом, предлагаемый воздухоочиститель для помещений позволяет без применения дорогих и опасных химических реагентов очистить воздух жилых и производственных помещений от вредных компонентов, упростить его конструкцию и эксплуатацию и оперативно перемещать сам воздухоочиститель в места максимальных загрязнений, что увеличивает его экономическую и экологическую эффективность.Thus, the proposed air cleaner for premises allows, without the use of expensive and hazardous chemicals, to clean the air of residential and industrial premises from harmful components, to simplify its design and operation, and to quickly move the air cleaner itself to places of maximum pollution, which increases its economic and environmental efficiency.

Claims

Воздухоочиститель для помещений, содержащий корпус, состоящий из прямоугольного короба, снабженного вращающимися ножками с колесиками, задней торцевой пирамидальной крышки, в центре которой расположен вентилятор, всасывающая сторона которого закрыта заборной решеткой, перфорированные кассеты, заполненные гранулами пемзы, изготовленной из металлургических шлаков с модулем основности М>1, и силикагелем, воздушные каналы, отличающийся тем, что в корпусе устроено переднее торцевое окно, в крыше корпуса у торцов – верхние окна, которые делят внутреннюю полость корпуса по ходу движения воздуха на три камеры: входную, среднюю и выходную, снабженные изнутри вверху и внизу ограничительными планками, все детали корпуса выполнены из диэлектрического материала, внутри его во входной и выходной камерах между ограничительными планками установлены вертикальные съемные кассеты, выполненные из металла, крышки которых снабжены ручками, их боковые и торцевые стенки выполнены перфорированными и разделены на вертикальные отсеки зигзагообразными воздушными каналами, боковые стенки которых выполнены также перфорированными, причем вертикальные отсеки кассеты входной камеры заполнены гранулами пемзы, изготовленной из металлургических шлаков с модулем основности М>1, вертикальные отсеки кассеты выходной камеры заполнены зернами силикагеля, а в средней камере расположен источник постоянного тока, соединенный электрическими проводами с корпусами съемных кассет входной и выходной камер, которые служат для гранул шлака и частиц силикагеля анодной и катодной шинами, соответственно.Air cleaner for rooms, containing a body consisting of a rectangular box equipped with rotating legs with wheels, a rear end pyramidal cover, in the center of which there is a fan, the suction side of which is closed by an intake grill, perforated cassettes filled with pumice granules made of metallurgical slag with a basicity modulus M> 1, and silica gel, air channels, characterized in that a front end window is arranged in the body, upper windows are arranged in the body roof at the ends, which divide the inner cavity of the body along the direction of air movement into three chambers: inlet, middle and outlet, equipped with from the inside, at the top and at the bottom, with limiting strips, all parts of the case are made of dielectric material, inside it in the inlet and outlet chambers between the limiting strips there are vertical removable cassettes made of metal, the covers of which are equipped with handles, their side and end walls are perforated and separated into vertical compartments with zigzag air channels, the side walls of which are also perforated, and the vertical compartments of the inlet chamber cassette are filled with pumice granules made of metallurgical slags with a basicity modulus of M> 1, the vertical compartments of the outlet chamber cassette are filled with silica gel grains, and a source is located in the middle chamber direct current, connected by electric wires to the cassettes of removable cassettes of the inlet and outlet chambers, which serve for slag granules and silica gel particles by anode and cathode buses, respectively.