Главная страница  |  Описание сайта  |  Контакты
Патент на изобретение №2473378

(19)

RU

(11)

2473378

(13)

C2

(51) МПК B01D53/18 (2006.01)

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ Статус: по данным на 17.01.2013 - нет данных Пошлина:

(21), (22) Заявка: 2011106961/02, 24.02.2011

(24) Дата начала отсчета срока действия патента:

24.02.2011

Приоритет(ы):

(22) Дата подачи заявки: 24.02.2011

(43) Дата публикации заявки: 27.08.2012

(45) Опубликовано: 27.01.2013

(56) Список документов, цитированных в отчете о

поиске: RU 2367506 С2, 20.09.2009. RU 2216388 С1, 20.11.2003. RU 47254 U1, 27.08.2005. RU 2116121 С1, 27.07.1998. RU 2180608 С1, 20.03.2002. CN 20192053 U, 29.09.2010. JP 10156137 А, 16.06.1998. CN 201375843 Y, 06.01.2010. JP 2003326246 А, 18.11.2003.

Адрес для переписки:

248000, г.Калуга, Главпочтамт, а/я 1028, ООО ФСП "КРАВТ"

(72) Автор(ы):

Кожевников Александр Борисович (RU),

Петросян Ованес Петрович (RU),

Баранов Андрей Анатольевич (RU)

(73) Патентообладатель(и):

Общество с ограниченной ответственностью "Фирменное специализированное предприятие "КРАВТ" (RU)

(54) СИСТЕМА НЕЙТРАЛИЗАЦИИ ЛЕГКИХ И ТЯЖЕЛЫХ ТОКСИЧНЫХ ГАЗОВ В УСЛОВИЯХ ОПАСНОСТИ РАЗГЕРМЕТИЗАЦИИ ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ДЛЯ ИХ ХРАНЕНИЯ ТАРЫ

(57) Реферат:

Система нейтрализации токсичных газов содержит резервуар для нейтрализующего раствора, линию циркуляции нейтрализующей жидкости, в которую включен насос и эжектор. На входе линии подачи токсичного газа установлен саркофаг для тары с токсичным газом, внутри которого укреплен механизм вскрытия тары. На резервуаре нейтрализатора смонтирован узел ввода компонентов раствора в твердом, жидком и газообразном состоянии, состоящий из трубопровода, воронки и эжектора с вентилями перекрытия их проходных сечений для герметизации резервуара. Газовая полость резервуара имеет манометр измерения давления газов и соединена с саркофагом трубопроводом с вентилем и обратным клапаном. На трубопроводе эжекционного всасывания токсичных газов установлен вентиль регулирования их количества, подаваемого в эжектор, и датчик содержания токсичных газов в потоке, соединенный с измерителем их концентрации. В саркофаге установлен трубопровод эжекционного всасывания токсичных газов с патрубком, всасывающий вход которого устанавливается для токсичных газов тяжелее воздуха - у пола, а для токсичных газов легче воздуха - у потолка саркофага. В результате обеспечивается мобильность системы, полная герметичность процесса вскрытия тары и нейтрализации токсичного газа, что гарантирует безопасность для людей и экологии, а также обеспечивает высокую технологичность устройства. 2 ил.

Изобретение относится к области нейтрализации токсичных газов и может быть использовано для нейтрализации в складских или полевых условиях токсичных газов ввиду истечения сроков их хранения, появления опасности разгерметизации используемой для их хранения тары или в иных аварийных ситуациях, которые могут повлечь за собой нанесение вреда здоровью людей и заражение окружающей среды.

Известны адсорбционные и абсорбционные устройства нейтрализации токсичных газов и массообменные аппараты, применяемые для этих целей (Химическая энциклопедия, т.1, М., 1992, стр.4-14, 52-62 и Т.3, М., 1992, стр.335-339). Адсорбционные устройства для нейтрализации токсичных газов - адсорберы, где в качестве адсорбента применяют твердые среды (технические активированные угли), по степени нейтрализации считаются достаточно эффективными, но имеют существенные недостатки: не являются технологичными, так как требуют больших объемов адсорбентов, соответственно, габариты этого оборудования весьма значительны, а после регенерации адсорбента может снова выделиться токсичный газ и опять встает задача его нейтрализации.

Абсорбционные устройства для нейтрализации токсичных газов - абсорберы или насадочные колонны, традиционно используются в типовых проектах, где в качестве абсорбента применяют различные растворы (NaOH, Nа 2 СО 3 , Са(ОН) 2 , СаСО 3 и др.). В насадочной колонне поглощающий токсичный газ раствор (NaOH, Nа 2 СО 3 ) подается на насадку сверху через распределитель, а снизу противотоком подается токсичный газ. При столкновении потоков газа и жидкости на развитой поверхности насадки, смоченной поглощающей жидкостью, происходит взаимодействие газа и жидкости, в результате чего обеспечивается его нейтрализация (поглощение раствором), и поглощающий раствор перетекает в сливную камеру и выводится из колонны. Насадочная колонна для очистки газов содержит корпус с патрубками для ввода и вывода газа и жидкости, группу поддерживающих решеток, на которых размещены насадки, распределитель и перераспределители жидкости и камеру слива жидкости.

Однако такие устройства имеют следующие существенные недостатки - недостаточно технологичны из-за того, что не обеспечивают полноту нейтрализации аварийных выбросов хлора, так как насадочная колонна при запуске должна быть заполнена поглотительным раствором, что требует значительного времени и усугубляет результаты аварии. Во-вторых, при подаче хлора в колонну насадка требует выведения ее в рабочий режим, т.е. обеспечить равномерное пленочное течение жидкости по поверхности насадки. Поэтому в начальный период пуска колонны происходит проскок хлора, причем максимальной концентрации. К тому же насадочная колонна чрезмерно громоздка, требует наличия сложной схемы обвязки трубопроводами и занимает большое пространство.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ и устройство нейтрализации аварийных выбросов хлора (патент РФ на изобретение 2367506, приоритет от 26.09.2007), реализованные в установках СНГХ для нейтрализации аварийных выбросов хлора, которые выпускаются ООО ФСП «КРАВТ» и эксплуатируются на водоканалах России.

Данное устройство для нейтрализации хлора исключает полностью проскок токсичного газа хлора в начальный пусковой период, обеспечивая подачу его в поглощающий раствор с первых минут аварии, поэтому не требуется дополнительного времени на подготовку и запуск, т.е. процесс безынерционный, и этим обеспечивается полнота нейтрализации, однако имеют место следующие существенные недостатки.

В этом устройстве не предусмотрен блок безопасного вскрытия тары с токсичным газом, что не исключает его распространение в помещении и окружающей среде, не обеспечена эффективность контроля качества нейтрализации путем измерения давления газов в замкнутых объемах, расхода эжектируемого газовоздушного потока и концентрации в нем токсичного газа, что при нейтрализации большого количества тары с токсичным газом может нанести вред здоровью человека и иметь экологические негативные последствия, а отсутствие системы подкачки наружного воздуха по мере нейтрализации токсичного газа и перехода его химических компонентов из газовоздушных полостей в раствор ввиду химического взаимодействия и подсистемы выравнивания давлений газов в этих полостях будет снижать эффективность эжекции.

Техническим результатом изобретения является обеспечение герметичности устройства с момента вскрытия тары с токсичным газом до полного завершения процесса его нейтрализации, текущий его контроль с помощью измерительных устройств, а также высокая эффективность эжекционного процесса ввиду выравнивания давлений в герметичных полостях устройства с помощью обратных клапанов.

Технический результат достигается тем, что система нейтрализации легких и тяжелых токсичных газов в условиях опасности разгерметизации используемой для их хранения тары содержит резервуар для нейтрализующего раствора, линию циркуляции нейтрализующей жидкости, в которую включен насос и эжектор, встроенный всасывающим входом в линию подачи токсичного газа, причем на входе линии подачи токсичного газа установлен на отдельной платформе саркофаг для тары с токсичным газом, имеющий манометр измерения давления газов и крышку, на внутренней стороне которой укреплен механизм вскрытия тары с электроприводом, придающим вращательное и возвратно-поступательное движение патрону с укрепленным в нем режущим инструментом, причем возвратно-поступательное движение осуществляется в пределах расстояния, достаточного для вскрытия сквозного отверстия в стенке тары токсичного газа при закрытой герметично крышке, с управлением этим движением коммутатором, установленным вне саркофага на линии электропитания, а на резервуаре нейтрализатора, установленном также на отдельной платформе, смонтирован узел ввода компонентов раствора в твердом, жидком и газообразном состоянии, состоящий из трубопровода, воронки и эжектора с вентилями перекрытия их проходных сечений для герметизации резервуара, причем газовая полость резервуара имеет манометр измерения давления газов и соединена с саркофагом трубопроводом с вентилем и обратным клапаном; на трубопроводе эжекционного всасывания токсичных газов установлен вентиль регулирования их количества, подаваемого в эжектор, и датчик содержания токсичных газов в потоке, соединенный с измерителем их концентрации, и наконец в саркофаге трубопровод эжекционного всасывания токсичных газов заканчивается патрубком, всасывающий вход которого устанавливается для токсичных газов тяжелее воздуха - у пола, а для токсичных газов легче воздуха - у потолка саркофага.

На фиг.1 и на фиг.2 изображено заявляемое устройство, общий вид.

В состав устройства входит платформа нейтрализатора 1 с установленным на ней резервуаром 2 с нейтрализующим раствором 3, над которым сохраняется газовоздушная полость 4. В раствор введена линия его циркуляции 5 с насосом 6, замкнутая через вентиль 7, основной эжектор 8 и трубопровод эжектора 9 на газовоздушную полость 4 для возврата потока нейтрализующего раствора в резервуар 2, в нижней части которого установлен сливной вентиль 10, а на верхней поверхности - вспомогательный эжектор 11 ввода газообразных или жидких компонентов нейтрализующего раствора с трубопроводом 12, вентилем 13 на линии циркуляции приготавливаемого раствора и вентилем 14 на линии ввода газообразных или жидких компонентов, вентилем со штуцером 15 для подачи воды в резервуар 2 и вентилем с заслонкой 16 для ввода в раствор твердых сыпучих компонентов, причем на верхней поверхности резервуара 2 установлен манометр 17 измерения давления в газовоздушной полости 4 и обратный клапан 18, выпускающий газовоздушную смесь из полости 4 и соединенный с трубопроводом 19 подачи газовоздушной смеси из полости 4 через вентиль 20 в саркофаг 21, установленный на собственной платформе 22, в котором на опоре 23 с крепежом 24 уложена и закреплена тара 25 с токсичным газом, а на его крышке 26 при нейтрализации газов легче воздуха (фиг.1) или на дне саркофага 21 при нейтрализации газов тяжелее воздуха (фиг.2) с внутренней стороны укреплен механизм вскрытия тары 27 с электроприводом и режущим инструментом 28 в патроне 29, управление которым осуществляется электрокоммутатором 30, находящимся вне саркофага 21. В полость 31 саркофага 21 введен манометр 32 измерения давления газов в этой полости и патрубок 33 эжекционной откачки токсичного газа из полости 31, всасывающий вход которого устанавливается в нижней части полости 31 при нейтрализации токсичных газов тяжелее воздуха или в ее верхней части, если токсичный газ легче воздуха, причем патрубок 33 на выходе из саркофага 21 соединен с трубопроводом эжекционной откачки 34, на котором установлен вентиль 35, измеритель расхода 36 и датчик содержания токсичных газов в потоке 37, который выдает сигнал на измеритель содержания токсичных газов 38, движущихся под действием эжекции по трубопроводу 34, соединенному с эжектирующим входом основного эжектора 8. Для пополнения давления газов в полости 4 на верхней поверхности резервуара 2 имеется обратный клапан 39 с вентилем 40.

Устройство работает следующим образом.

Устройство доставляется на платформе 1 и платформе 22 к месту нейтрализации затаренных токсичных газов в целях предотвращения излишнего кантования и перемещения тары с токсичными газами ввиду ее возможного несанкционированного вскрытия. С этого момента начинается технологический процесс нейтрализации затаренных токсичных газов, причем полный цикл нейтрализации токсичного газа, находящегося в герметичной таре, складывается из следующих последовательно выполняемых процедур.

В исходном состоянии все вентили и заслонка 16 устройства должны быть закрыты.

Нейтрализующий раствор либо готовится заранее и заливается в резервуар 2 через штуцер с открытым для этих целей вентилем 15, либо готовится на месте путем ввода жидких компонентов, включая воду, через тот же штуцер с вентилем 15, сыпучих - через воронку с открытой заслонкой 16 и газообразных и возможно некоторых жидких - с помощью вспомогательного эжектора 11 и открытого вентиля 14 при предварительной заливке воды и основных жидких компонентов в резервуар 2 и их прокачке насосом 6 через трубопровод 12 при открытом вентиле 13.

По завершении процесса приготовления раствора насос 6 выключают, вентили 13, 14, 15 и заслонку 16 закрывают, обеспечивая герметичность полости 4 и резервуара 2, и начинается этап подготовки саркофага 21 к работе. Для этого при открытой крышке саркофага 25 подъемником тара с токсичным газом перемещается с места хранения в саркофаг 21, укладывается на опору 23, фиксируется на ней в требуемом положении и закрепляется крепежом 24. Затем плотно закрывается крышка 26, обеспечивая с закрытыми вентилями 20, 35 герметичность саркофага 21. Далее с помощью коммутатора 30 включается механизм вскрытия тары 27, электропривод которого обеспечивает вращение режущего инструмента 29 и его перемещение вместе с патроном 29 в направлении к стенке тары 25, вскрытие в ней сквозного отверстия и возврат его в исходное состояние. Выход токсичного газа из образовавшегося отверстия приводит к увеличению давления в полости 31, что фиксируется манометром 32 и является сигналом к началу процесса нейтрализации вышедшего из тары 25 в полость 31 токсичного газа.

Для осуществления этого процесса открывают вентили 7, 20, 35, 40 и при закрытом вентиле 12 включают насос 6, создающий циркуляцию нейтрализующего раствора 3 по замкнутому контуру: резервуар 2 - трубопровод 5 - вентиль 7 - основной эжектор 8 - трубопровод эжектора 9 - резервуар 2. При этом в эжектирующем входе основного эжектора 8 создается всасывающий эффект, благодаря которому токсичный газ из полости 31 саркофага 21 перемещается по патрубку 33, вентилю 35, измерителю расхода 36, трубопроводу 34 и датчику 37 в основной эжектор 8, где перемешивается с потоком нейтрализующего раствора, и начинается процесс его нейтрализации, благодаря сорбции и (или) хемосорбции, который практически заканчивается на выходе трубопровода 9 основного эжектора, благодаря его достаточной длине, и при падении отработанного раствора на поверхность раствора в резервуаре 2 в газовоздушной полости 4 задерживается в основном захваченный в полости 31 с токсичным газом воздух и допустимо частично непрореагировавший с раствором токсичный газ. Увеличение давления газовоздушной смеси в полости 4 фиксируется манометром 17, а через обратный клапан 18, трубопровод 19 и открытый вентиль 20 обеспечивается перетекание газов из полости 4 в полость 31, если их давление в полости 4 превысит давление в полости 31. Процесс будет продолжаться до тех пор, пока показания измерителя содержания токсичного газа в потоке 37 не снизятся до допустимого уровня (ПДК), а показания манометров 17 и 32 не будут иметь равные значения. Если эти значения будут ниже значения атмосферного давления в месте нахождения устройства, то откроется обратный клапан 39 и через вентиль 40 в полость 4, а значит и в полость 31 через обратный клапан 18, вентиль 20 и трубопровод 19 будет поступать дополнительно атмосферный воздух до выравнивания давлений в этих полостях с атмосферным давлением. И в итоге как в полости 31, так и в полости 4 должен остаться практически только воздух. Эти факторы являются свидетельством завершения процесса нейтрализации токсичного газа, находившегося в таре 24.

По завершении процесса нейтрализации токсичного газа закрывают вентили 20 и 35, открывают один из вентилей на верхней поверхности резервуара 3 и открытием вентиля 10 обеспечивается слив отработанного раствора из резервуара 2. Затем закрывают вентиль 10 и один из открытых вентилей на верхней поверхности резервуара 3. Вскрывается крышка саркофага 26 и из саркофага 21 изымается освобожденная от токсичного газа тара 25. На этом завершается полный цикл нейтрализации легких и тяжелых токсичных газов в условиях опасности разгерметизации используемой для их хранения тары.

Состав нейтрализующего раствора, способного нейтрализовать требуемый токсичный газ в условиях эжекционного смешивания, и его количество определяются для каждого случая нейтрализации на основе теоретических сведений и экспериментальных исследований. Так, для нейтрализации газообразного хлора целесообразно использовать состав раствора, используемого в установках СНГХ для нейтрализации аварийных выбросов хлора (патент РФ на изобретение 2367506, приоритет от 26.09.2007), а именно:

гидроксид натрия (NaOH)

10-15 (мас.%)

тиосульфат натрия (Nа 2 S 2 O 3 )

3-10 (мас.%)

Использование заявляемой системы для нейтрализации затаренных токсичных газов обеспечивает по сравнению с прототипом мобильность системы, полную герметичность процесса вскрытия тары и нейтрализации токсичного газа, что гарантирует безопасность для людей и экологии, а также обеспечивает высокую технологичность устройства.

Формула изобретения

Система нейтрализации токсичного газа легкого или тяжелого, содержащая резервуар для нейтрализующего раствора, линию циркуляции нейтрализующей жидкости, в которую включен насос и эжектор, встроенный всасывающим входом в линию подачи токсичного газа, отличающаяся тем, что на входе линии подачи токсичного газа установлен на отдельной платформе саркофаг для тары с токсичным газом, имеющий манометр измерения давления газов, в крышке которого, на ее внутренней стороне, укреплен механизм вскрытия тары, состоящий из патрона с укрепленным в нем режущим инструментом с электроприводом его вращательного и возвратно-поступательного движения в пределах расстояния, достаточного для вскрытия сквозного отверстия в стенке тары токсичного газа при закрытой герметично крышке, вне саркофага на линии электропитания установлен коммутатор для управления движением режущего инструмента, резервуар для нейтрализующей жидкости установлен на отдельной платформе и на нем смонтирован узел ввода компонентов раствора в твердом, жидком и газообразном состоянии, состоящий из трубопровода, воронки и эжектора с вентилями перекрытия их проходных сечений для герметизации резервуара, причем на поверхности резервуара для нейтрализующей жидкости установлен манометр измерения давления газов в газовоздушной полости резервуара, которая соединена с саркофагом трубопроводом с вентилем и обратным клапаном, на трубопроводе эжекционной откачки токсичных газов установлен вентиль регулирования их количества, подаваемого в эжектор, и датчик содержания токсичных газов в потоке, соединенный с измерителем их концентрации, при этом саркофаг имеет трубопровод эжекционной откачки токсичных газов с патрубком, всасывающий вход которого установлен у пола саркофага для токсичных газов тяжелее воздуха, или - у потолка саркофага для токсичных газов легче воздуха.

РИСУНКИ