RU2739458C1 - Catalytic filter - Google Patents
Catalytic filter Download PDFInfo
- Publication number
- RU2739458C1 RU2739458C1 RU2019139524A RU2019139524A RU2739458C1 RU 2739458 C1 RU2739458 C1 RU 2739458C1 RU 2019139524 A RU2019139524 A RU 2019139524A RU 2019139524 A RU2019139524 A RU 2019139524A RU 2739458 C1 RU2739458 C1 RU 2739458C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- air
- catalytic filter
- purification
- filter
- tubular furnace
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
- B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
- B01D53/74—General processes for purification of waste gases; Apparatus or devices specially adapted therefor
- B01D53/86—Catalytic processes
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J19/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
- B01J19/0093—Microreactors, e.g. miniaturised or microfabricated reactors
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
- B01J23/38—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N30/00—Investigating or analysing materials by separation into components using adsorption, absorption or similar phenomena or using ion-exchange, e.g. chromatography or field flow fractionation
- G01N30/02—Column chromatography
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Immunology (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Pathology (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к очистке воздуха от примесей органической природы методом их окисления в присутствии катализатора. Очищаемый воздух может быть далее использован в качестве газа-носителя для газовой хроматографии.The invention relates to air purification from organic impurities by oxidation in the presence of a catalyst. The purified air can then be used as a carrier gas for gas chromatography.
Известен способ очистки воздуха от органических примесей, при котором воздух с примесями органических веществ, например бутанола, пропускают через зону импульсного газового разряда, затем очищаемый газ пропускают через блок фотокатализатора. Последний может содержать трубчатые стеклянные элементы, на которые нанесен слой TiO2. Фотокатализатор освещают источником света в видимом или ультрафиолетовом диапазонах. На стадии фотокатализа достигается полная очистка газа от примесей органических веществ (см.: Варгаузин А.А., Кузьмин Г.Н., Курганов С.В., Спичкин Г.Л., Чистов Е.К., способ очистки воздуха от органических примесей, RU 2071816 C1, 1997).There is a known method of air purification from organic impurities, in which air with impurities of organic substances, such as butanol, is passed through the zone of a pulsed gas discharge, then the gas to be purified is passed through a photocatalyst unit. The latter may contain tubular glass elements on which a TiO 2 layer is applied. The photocatalyst is illuminated with a light source in the visible or ultraviolet range. At the stage of photocatalysis, complete gas purification from organic matter impurities is achieved (see: A.A. Vargauzin, G.N. Kuzmin, S.V. Kurganov, G.L. Spichkin, E.K. Chistov, a method for air purification from organic impurities, RU 2071816 C1, 1997).
Известно адсорбционно-фотокаталитическое устройство для очистки воздуха от летучих загрязнителей, способное эффективно уничтожать периодические выбросы летучих загрязнений за один проход, без образования промежуточных соединений на выходе, состоящее из корпуса, фотокаталитического блока цилиндрической формы с УФ-лампой, вентилятора, пылевого фильтра с нанесенным адсорбентом, расположенного вокруг фотокаталитического блока (см.: Першин А.А., Старков М.В., адсорбционно-фотокаталитическое устройство для очистки воздуха от летучих загрязнителей, RU 33035 U1, 2003).Known adsorption-photocatalytic device for air purification from volatile pollutants, capable of effectively destroying periodic emissions of volatile pollutants in one pass, without the formation of intermediate compounds at the outlet, consisting of a housing, a cylindrical photocatalytic unit with a UV lamp, a fan, a dust filter with an applied adsorbent located around the photocatalytic unit (see: A.A. Pershin, M.V. Starkov, adsorption-photocatalytic device for air purification from volatile pollutants, RU 33035 U1, 2003).
Известно устройство для комбинированной очистки воздуха, состоящее из секций электростатической фильтрации, фотокаталитического окисления и адсорбционной очистки, осадительная часть электростатического фильтра укорочена, носители фотокатализатора выполнены из проводящего материала с сопротивлением менее 1 Мом и заземлены, и перед фотокаталитической секцией расположен блок озонирования, способствующий регенерации фотокатализатора при работе в сильно загрязненной атмосфере (см.: Козлов Д.В., Воронцов А.В., Мухин В.Ф., устройство для комбинированной очистки воздуха, RU 99348 U1, 2010).A device for combined air purification is known, consisting of sections of electrostatic filtration, photocatalytic oxidation and adsorption purification, the precipitation part of the electrostatic filter is shortened, the carriers of the photocatalyst are made of a conductive material with a resistance of less than 1 MΩ and are grounded, and an ozonation unit is located in front of the photocatalytic section, contributing to the regeneration of the photocatalyst when working in a highly polluted atmosphere (see: Kozlov D.V., Vorontsov A.V., Mukhin V.F., device for combined air purification, RU 99348 U1, 2010).
Недостатком известных устройств является достаточные сложность и громоздкость конструкций вследствие многоступенчатой системы очистки. Кроме того, известные устройства характеризуются высоким потреблением электроэнергии и высокой температурой реактора, не предполагающие их использование в полевых условиях.The disadvantage of the known devices is the sufficient complexity and bulkiness of the structures due to the multistage cleaning system. In addition, the known devices are characterized by high power consumption and high reactor temperatures, which do not imply their use in the field.
Известно устройство каталитического окисления газообразных соединений, которое состоит из корпуса с впускным и выпускным патрубками, внутри которого размещен блочный носитель, выполненный из открытоячеистой металлической пены, покрытой слоями вторичного носителя и каталитически активного вещества. При достижении блочным носителем стационарной рабочей температуры в устройстве протекает реакция каталитического окисления газообразных соединений, (см.: Данченко Ю.В., Дорогокупец Г.Л., Иванов О.Е., Кулаков С.В., Куприн П.Б., Мельников М.Ю., Перельман О.М., Рабинович А.И., устройство каталитического окисления газообразных соединений, RU 2305585 С2, 2005).Known device for catalytic oxidation of gaseous compounds, which consists of a housing with inlet and outlet pipes, inside which is placed a block carrier made of open-cell metal foam, covered with layers of secondary carrier and catalytically active substance. When the block carrier reaches a stationary operating temperature, the reaction of catalytic oxidation of gaseous compounds occurs in the device, (see: Danchenko Yu.V., Dorogokupets G.L., Ivanov O.E., Kulakov S.V., Kuprin P.B., Melnikov M.Yu., Perelman O.M., Rabinovich A.I., device for catalytic oxidation of gaseous compounds, RU 2305585 C2, 2005).
Известен фильтр каталитической очитки газа-носителя (азота, и одновременная очистка азота и воздуха), выпускаемый фирмой МЕТА-ХРОМ (г. Йошкар-Ола), содержащий нагреватель, помещенный в прямоугольный металлический корпус. Реактор данного фильтра выполнен в виде трубки из нержавеющей стали со штуцерами (паспорт МЕТ2. 508.005ПС.2001).Known filter for catalytic cleaning of carrier gas (nitrogen, and simultaneous purification of nitrogen and air), produced by META-CHROM (Yoshkar-Ola), containing a heater placed in a rectangular metal case. The reactor of this filter is made in the form of a stainless steel tube with fittings (passport MET2. 508.005PS.2001).
Наиболее близкими к изобретению по совокупности существенных признаков является разработанный в ЗАО СКБ «Хроматэк» (г. Йошкар-Ола) каталитический фильтр для очистки газов от примесей методом их нагрева до температуры 500-600°С в присутствии катализатора. Известный фильтр содержит кожух, внутри которого установлен реактор. Корпус реактора выполнен в виде герметичного цилиндра с присоединенными к нему входным и выходным трубопроводами для газа. На концах этих трубопроводов размещены входной штуцер, выходной штуцер и штуцер-пробка. Между реактором с нагревателем и кожухом фильтра размещен теплоизолирующий материал. В нижней части фильтра теплоизоляция отсутствует, поэтому часть входного трубопровода и выходной трубопровод осуществляют тепловую развязку между нагретым реактором и штуцерами. Боковой стенкой кожуха и теплоизолирующим материалом образован вентиляционный канал, а в нижней и верхней частях кожуха выполнены вентиляционные отверстия. В результате тепловой развязки температура в нижней части фильтра близка к температуре окружающей среды. Тем самым обеспечивается продолжительный срок службы уплотнений штуцеров, (см: Иванов П.Б., Стариков А.И. ЗАО «Научный центр «Хроматек». Каталитический фильтр. RU 2205060 C1).The closest to the invention in terms of a combination of essential features is a catalytic filter developed at ZAO SKB Khromatek (Yoshkar-Ola) for purifying gases from impurities by heating them to a temperature of 500-600 ° C in the presence of a catalyst. The known filter contains a casing inside which a reactor is installed. The reactor vessel is made in the form of a sealed cylinder with inlet and outlet gas pipelines connected to it. At the ends of these pipelines, an inlet connection, an outlet connection and a plug connection are located. Thermal insulating material is placed between the reactor with the heater and the filter casing. There is no thermal insulation in the lower part of the filter, therefore, a part of the inlet pipeline and the outlet pipeline provide thermal decoupling between the heated reactor and the fittings. A ventilation channel is formed by a side wall of the casing and a heat-insulating material, and ventilation holes are made in the lower and upper parts of the casing. As a result of thermal decoupling, the temperature at the bottom of the filter is close to the ambient temperature. This ensures a long service life of the nozzle seals, (see: Ivanov PB, Starikov AI ZAO Scientific Center Chromatek. Catalytic filter. RU 2205060 C1).
К недостаткам известных устройств также можно отнести большие габариты устройств и необходимость создания высокой температуры в реакторе для проведения каталитического окисления органических соединений, содержащихся в воздухе.The disadvantages of the known devices can also be attributed to the large dimensions of the devices and the need to create a high temperature in the reactor for the catalytic oxidation of organic compounds contained in the air.
Задачей изобретения является уменьшение габаритов, потребления электроэнергии и снижение рабочей температуры реактора устройства каталитического фильтра для очистки воздуха от летучих органических соединений, что снижает ресурсные и энергетические затраты при осуществлении процесса очистки.The objective of the invention is to reduce the size, power consumption and reduce the operating temperature of the reactor of the catalytic filter device for air purification from volatile organic compounds, which reduces resource and energy costs during the purification process.
Эта задача решается за счет того, что каталитический фильтр, содержащий терморезистор, расположенный на патроне из нихромовой проволоки с нанесенным слоем катализатора, заключенный в трубчатую печь из нержавеющей стали, при этом на нихромовую проволоку нанесен платиновый катализатор, камера трубчатой печи составляет объем в 3 миллилитра, причем ее рабочая температура составляет 240-250°С.This problem is solved due to the fact that a catalytic filter containing a thermistor located on a cartridge made of nichrome wire with a catalyst layer applied, enclosed in a stainless steel tubular furnace, while a platinum catalyst is applied to the nichrome wire, the tube furnace chamber has a volume of 3 milliliters , and its operating temperature is 240-250 ° C.
При решении поставленной задачи создается технический результат, который заключается в снижении ресурсных и энергетических затрат при осуществлении процесса очистки, за счет уменьшения габаритов устройства каталитического фильтра для очистки воздуха от летучих органических соединений.When solving this problem, a technical result is created, which consists in reducing resource and energy costs during the cleaning process, by reducing the size of the catalytic filter device for cleaning air from volatile organic compounds.
Изобретение поясняется чертежом, где изображена схема каталитического фильтра. Каталитический фильтр содержит терморезистор 1, расположенный на патроне из нихромовой проволоки с нанесенным слоем катализатора 2, заключенный в трубчатую печь из нержавеющей стали 3.The invention is illustrated by a drawing, which shows a diagram of a catalytic filter. The catalytic filter contains a
Каталитический фильтр работает следующим образом: воздух поступает через капилляр в рабочую камеру фильтра, включающую терморезистор 1, расположенный на патроне из нихромовой проволоки с нанесенным слоем катализатора 2, заключенный в трубчатую печь из нержавеющей стали 3. При заполнении камеры фильтра очищаемым воздухом происходит его нагрев до температуры 240-250°С в присутствии катализатора. В результате летучие органические соединения, содержащиеся в воздухе, подвергаются окислению до углекислого газа.The catalytic filter works as follows: air enters through a capillary into the filter working chamber, which includes a
Использование предлагаемого каталитического фильтра позволяет значительно сократить расходы электроэнергии для проведения процедуры очистки воздуха, при этом устройство позволяет провести полное окисление летучих органических соединений в очищаемом воздухе.The use of the proposed catalytic filter can significantly reduce energy consumption for the air purification procedure, while the device allows complete oxidation of volatile organic compounds in the purified air.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019139524A RU2739458C1 (en) | 2019-12-03 | 2019-12-03 | Catalytic filter |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019139524A RU2739458C1 (en) | 2019-12-03 | 2019-12-03 | Catalytic filter |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2739458C1 true RU2739458C1 (en) | 2020-12-24 |
Family
ID=74062992
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2019139524A RU2739458C1 (en) | 2019-12-03 | 2019-12-03 | Catalytic filter |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2739458C1 (en) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1041139A1 (en) * | 1982-02-04 | 1983-09-15 | Всесоюзный научно-исследовательский институт охраны труда ВЦСПС в г.Свердловске | Method of cleaning waste gases from organic substances |
JPH0331510A (en) * | 1989-06-27 | 1991-02-12 | Mitsubishi Motors Corp | Heater with catalyst and its control method |
RU2117169C1 (en) * | 1997-02-25 | 1998-08-10 | Республиканский инженерно-технический центр порошковой металлургии с НИИ проблем порошковой технологии и покрытий и опытным производством | Catalytic waste gas neutralizer of internal combustion engine |
RU2205060C1 (en) * | 2001-12-27 | 2003-05-27 | Закрытое акционерное общество "Научный центр "Хроматэк" | Catalytic filter |
RU124183U1 (en) * | 2012-05-04 | 2013-01-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный строительный университет" (МГСУ) | DEVICE FOR CLEANING AIR AND WASTE GASES FROM TOXIC COMPONENTS |
-
2019
- 2019-12-03 RU RU2019139524A patent/RU2739458C1/en active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1041139A1 (en) * | 1982-02-04 | 1983-09-15 | Всесоюзный научно-исследовательский институт охраны труда ВЦСПС в г.Свердловске | Method of cleaning waste gases from organic substances |
JPH0331510A (en) * | 1989-06-27 | 1991-02-12 | Mitsubishi Motors Corp | Heater with catalyst and its control method |
RU2117169C1 (en) * | 1997-02-25 | 1998-08-10 | Республиканский инженерно-технический центр порошковой металлургии с НИИ проблем порошковой технологии и покрытий и опытным производством | Catalytic waste gas neutralizer of internal combustion engine |
RU2205060C1 (en) * | 2001-12-27 | 2003-05-27 | Закрытое акционерное общество "Научный центр "Хроматэк" | Catalytic filter |
RU124183U1 (en) * | 2012-05-04 | 2013-01-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный строительный университет" (МГСУ) | DEVICE FOR CLEANING AIR AND WASTE GASES FROM TOXIC COMPONENTS |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2331460C2 (en) | Installation for filtration and removal of organic compounds, method of its manufacture and device for air conditioning, equipped with this installation | |
KR100986675B1 (en) | Complex Pollutant Disposal Device | |
KR101476285B1 (en) | Air purifying filter with desorption means by microwave heating and air purifying device thereof | |
CN101778804A (en) | Use ozone and sorbent material and/or particulate filter cleansing fluid | |
KR101674494B1 (en) | Air cleaning device | |
Taranto et al. | Combining cold plasma and TiO2 photocatalysis to purify gaseous effluents: a preliminary study using methanol-contaminated air | |
KR20120032941A (en) | Removal apparatus of offensive odor substance and volatile organic compounds using microwave | |
KR101522890B1 (en) | Air purifier or air pollution control system using composite metal oxide low temperature catalyst | |
KR20160136988A (en) | SYSTEM FOR REMOVING VOCs USING MICROWAVE | |
CN106731545A (en) | A kind of cooker hood and system based on lower temperature plasma technology | |
KR100543529B1 (en) | Air Purification System and Purification Method | |
RU2739458C1 (en) | Catalytic filter | |
JP4915979B2 (en) | Fluid purification device | |
KR102090873B1 (en) | Apparatus for removing nitrogen oxide contained in waste gas using an adsorbent | |
Iervolino et al. | Catalytic non-thermal plasma reactor operating at low applied voltage for the removal of toluene in air | |
EP1228800B1 (en) | Process and apparatus for treating gas containing fluorine-containing compounds and CO | |
KR20090008222A (en) | Particle combustion exhaust system | |
RU48815U1 (en) | DEVICE FOR CLEANING AND DISINFECTION OF AIR (OPTIONS) | |
JPH057394U (en) | Photocatalyst water purifier | |
JP2005246255A (en) | Ozone pyrolysis method and ozone pyrolysis apparatus | |
RU2497584C1 (en) | Photo catalytic air cleaner | |
CN112628926A (en) | Air disinfection device based on membrane interception and microwave heating | |
KR102480764B1 (en) | Catalytic Oxidation System For Harmful Gas Treatment Having Heat Energy Supply Structure Using Carbon-Based Materials | |
CN219272598U (en) | Exhaust gas treatment structure | |
JP2010088969A (en) | Apparatus and method for decomposing hazardous substance |