Ученые Института проблем химико-энергетических технологий СО РАН (Бийск) разработали новый метод, который позволяет осаждать вредную пыль с помощью ультразвуковых волн и дополнительной дисперсной фазы, сообщает издание «Наука в Сибири».
Разработанный способ может применяться на любом производстве, где возникают аэрозольные загрязнения, вплоть до субмикронных размеров. Химический состав пыли не имеет особого значения: это могут быть мельчайшие частицы, образующиеся при работе с краской, цементом, углем, мукой и так далее.
«Особенно большой риск для здоровья возникает в процессе работы с нанопорошками, причем с точки зрения безопасности важен полный технологический цикл: от получения вещества до его утилизации. Отсюда возникла необходимость создания метода эффективной нейтрализации вредных выбросов», — рассказал ученый секретарь ИПХЭТ СО РАН Сергей Титов.
Ноу-хау заключается в том, что в существующую дисперсную среду с помощью ультразвукового ингалятора (один из вариантов), вводится жидкокапельный аэрозоль — как правило, обычная вода. Это позволяет намного быстрее и эффективнее осаждать загрязнения размерами около микрона и меньше.
Ультразвуковое излучение действует двояко: с одной стороны, оно создает акустический ветер и сдувает мелкую пыль, а с другой — «сгоняет» частицы в области пучностей волн, где фракции быстро слипаются, становятся большими, тяжелыми и выпадают в осадок. При осаждении аэрозолей с характерным диаметром частиц менее 10 микрометров более эффективны ультразвуковые частоты порядка 30 кГц и более.
Специалисты ИПХЭТ СО РАН совершенствуют технологию с 2013 года. За это время ученые провели ряд экспериментов с разными модельными средами и условиями, изменяя влажность и температуру. Выяснилось, что ограничений по использованию метода нет, если только вредный порошок от взаимодействия с жидкостью не становится токсичнее. В работе использовался специальный лазерный измерительный комплекс, также разработанный в лаборатории физики преобразования энергии высокоэнергетических материалов.
Сейчас ученые работают по гранту Российского фонда фундаментальных исследований. В ближайших планах ученых — создание легко устанавливаемых и настраиваемых устройств ультразвукового излучения и распыления жидкости, которые пока что существуют в виде лабораторных образцов.