Описание проекта

Мы предлагаем новый метод очистки воздуха в потоке:

Одной из наиболее эффективных технологий, которая позволяет очистить в потоке воздух от микроорганизмов и некоторых вредных химических соединений, является плазменная очистка воздуха и устройства на ее основе.

Обеззараживающий и очищающий эффект таких устройств основан на уникальном многофакторном воздействии: активные радикалы, озон и УФ - излучение, образующиеся при плазменном разряде. При этом активные радикалы, являющиеся мощнейшими дезинфекторами и озон, являющийся мощнейшим природным окислителем, по завершению очистки распадаются.

Известно довольно много устройств для очистки воздуха на основе плазмы. Однако они имеют ряд недостатков, а именно - громоздкость, низкая надежность работы, низкая энергоэффективность, дороговизна и другие. Кроме этого, в известных устройствах очистки воздуха на основе плазмы не использован весь потенциал способа.

Например, известен плазмохимический реактор для очистки воздуха (патент РФ № 127324) содержащий корпус, внутри которого установлены кассеты с высоковольтными газоразрядными элементами, включающими диэлектрическую трубку с закрепленными на ее внутренней и наружной стенках электродами, подключенными к высоковольтному источнику переменного тока и расположенными перпендикулярно потоку очищаемого воздуха, причем наружный электрод выполнен в виде токопроводящей ленты, имеющий V-образную поперечное сечение с зубчатыми краями, намотанной по спирали на внешней поверхности диэлектрика и прижатой к ней токопроводящей спиральной шиной, при этом торцы газоразрядных элементов залиты специальным герметиком, а внутренний электрод газоразрядного элемента выполнен в виде сетчатого цилиндра с сечением ячеек, исключающим электрический разряд на внутренней поверхности диэлектрика.

При всех положительных сторонах данного реактора, он имеет довольно значительные габариты и не может использоваться в помещениях малого объема, в автотранспорте и т.п.

Известны и другие установки, например, установка сорбционно-плазмокаталитической очистки газов "СТОПКР", которая предназначена для очистки воздуха от органических веществ: предельных, непредельных, ароматических углеводородов и др., а также неорганических веществ: NH3, H2S, SO2, NOx, СО и др. (ТУ 3646-004-83782690-2009, ООО «Воздухоочистка», С-Петербург, 2009 г).

Установка включает три основных блока: вентиляционную систему, предварительный блок грубой очистки, плазмохимический реактор (плазмогенератор) и каталитический реактор.

Плазмохимический реактор представляет собой металлический воздуховод, внутрь которого устанавливаются кассеты с высоковольтными газоразрядными элементами, кассеты электрически соединены с высоковольтными трансформаторами, которые расположены в специальных электрических шкафах, находящихся в нижней части корпуса или в верхней, либо вынесены. Газоразрядные элементы расположены в кассете в один ряд или в шахматном порядке перпендикулярно движущемуся загрязненному воздуху.

Газоразрядный элемент (плазмогенератор) выполнен в виде цилиндрического диэлектрического баллона (трубки) и системы электродов, заполненных газом. Один из электродов пропущен через стенку баллона для контакта с электропроводящим газом, а другой электрод выполнен в виде токопроводящей ленты V-образного поперечного сечения с зубчатыми краями, намотанной по спирали на внешней поверхности баллона и прижатой к ней токопроводящей спиральной шиной.

После плазмогенератора воздух подвергается финишной тонкой очистке в каталитическом реакторе. Синтезируемый в газовом разряде плазмогенератора озон попадает на активный катализатор, где сразу разрушается на активный атомарный и молекулярный кислород. Остатки загрязняющих веществ, не уничтоженных в плазмохимическом реакторе, разрушаются на катализаторе благодаря интенсивной реакции с кислородом.

Недостатком установки "СТОПКР" являются довольно значительные габариты и недостаточная эффективность очистки воздуха, особенно от вирусов и бактерий.

Нам удалось создать плазменное устройство для очистки воздуха в потоке имеющее малые габариты и высокое качество очистки. Устройство также содержит корпус, в котором расположены вентилятор, плазмогенератор и активный каталитический фильтр. Однако плазмогенератор выполнен плоским толщиной от 2 до 15мм и состоит из электродов, расположенных в пористом диэлектрическом материале, а активный каталитический фильтр находится на расстоянии от 1 до 15мм за плазмогенератором. В качестве пористого диэлектрического материала используется кварц или лейкосапфир.

Выполнение плазмогенератора плоским с толщиной от 2 до 15мм позволяет разместить активный каталитический фильтр непосредственно за плазмогенератором (на расстоянии от 1 до 15мм), что значительно снижает габариты устройства и повышает качество очистки воздуха, особенно от вирусов и бактерий за счет усиления каталитических свойств обеззараживающего фильтра воздействием активных радикалов. В других устройствах активный каталитический фильтр размещается на удалении от плазмогенератора более 15 мм, поэтому такого сильного обеззараживающего эффекта не возникает, так как активные радикалы распадаются до взаимодействия с активным каталитическим фильтром. Пористый диэлектрический материал, в котором расположены электроды, изолирует электроды друг от друга и позволяет создать распределенную плазменную среду, сквозь которую продувается воздух, что приводит к повышению качества очистки.

Новое устройство для очистки воздуха состоит из корпуса, в котором расположены вентилятор, плоский плазмогенератор  толщиной L от 2 до 15мм и активный каталитический фильтр. Плазмогенератор состоит из электродов, расположенных в пористом диэлектрическом материале, имеющем малые диэлектрические потери и высокую стойкость к электрическому пробою (кварц или лейкосапфир). Активный каталитический фильтр  расположен практически за плазмогенератором на расстоянии L₁ от 1 до 15мм до плазмогенератора.

Устройство работает следующим образом. Вентилятором воздух подается на плазмогенератор В результате работы плазмогенератора образуется низкотемпературная плазма. Биологические и химические загрязнители, проходя зону высоковольтного разряда и взаимодействуя с продуктами электросинтеза – активными радикалами, озоном, УФ-излучением, разрушаются или переходят в менее вредные и безвредные соединения. После плазмохимического реактора воздух подвергается финишной тонкой очистке на активном каталитическом фильтре. Синтезируемый в газовом разряде плазмохимического реактора озон, после воздействия на биологические загрязнители попадает на катализатор, где сразу разрушается на активный атомарный и молекулярный кислород. Остатки загрязняющих веществ, а также вирусов и бактерий, не уничтоженных в плазмогенераторе, разрушаются на активном каталитическом фильтре при участии активных радикалов. После реактора очищенный воздух выбрасывается в атмосферу.

По сравнению с аналогами количество патогенных и условно-патогенных микроорганизмов в очищаемом воздухе уменьшилось более чем в 2 раза. Содержание вредных газов (NH₃, H₂S, SO₂ и некоторых других) также уменьшилось.

Таким образом, предлагаемое устройство обеспечивает значительное уменьшение габаритов и повышение качества очистки воздуха в потоке.

Представленное техническое решение реализовано в экспериментальных образцах. Предлагаемый способ целесообразно реализовать в линейке устройств обеззараживания и очистки воздуха, отличающихся производительностью и исполнением.

Презентации

Новый способ эффективной очистки воздуха от вирусов и бактерий методом плазменной деструкции на активном фильтре

Пульс