Олег Жолондковский - Внимание, воздух !
Сейчас, в 80-х годах, на большинстве предприятий тем или иным методом 90% пыли из газов все-таки ловят. В воздух летят 10%. Конечно, можно сказать: "Подумаешь, всего десять процентов!" Но правильней воскликнуть: "Целых десять процентов!" Нужно воевать даже за доли процента. "Воевать", но уместно ли здесь это слово? Ведь на каждом заводе есть специализированные службы, в обязанности которых входит контроль за работой пылеуловителей. Конечно, это так, но силы загрязнителей и очистителей атмосферы несоизмеримы. Службе газоочистки без помощи рационализаторов не справиться со смогом. Значит -война?
Но чтобы воевать, нужно знать врага. В данном случае-- физико-химические свойства пыли и газов. Нужно владеть оружием -- знать весь арсенал средств, уже придуманных инженерами и учеными.
В любой патентной библиотеке вы найдете массу таких изобретений, как советских, так и зарубежных. Каких только систем нет: и пылеосадочные камеры, где пыль осаждается за счет расширения газа, и рукавные фильтры из шерстяной фланели, в которые загоняют газ и заставляют его выходить наружу через поры материи. Фильтров построено множество, но чтобы их поры очистить от пыли, рукава надо трясти, продувать и выколачивать, а это гибельно для ткани. Ведь в дырявом мешке пыль не удержать.
Очень много патентов на электрофильтры. Если в пылеосадочной камере подвесить проволочные электроды и подвести к ним высокое напряжение, то заряженные частицы, образующиеся из воздуха, начнут двигаться по силовым линиям электрического, поля. По пути они захватят с собой частицы пыли и тумана и доставят их к электроду. Потом электроды встряхнут, и пыль с них упадет в бункер. Но и этот пылеуловитель имеет ряд недостатков. Он очень громоздок, его электрооборудование сложно в эксплуатации, а во время встряхивания часть пыли с электродов все же уносится в атмосферу.
Есть другой фильтр -- полная противоположность этому: не громоздок, не требует никакого электрооборудования, эксплуатировать его просто. На основе электрического, точнее электростатического, явления химики создали фильтрующие материалы из ультратонких волокон. Частицы пыли, пробиваясь между паутинками этой ткани, трутся о них. На волокнах возникают мощные электрические заряды, притягивающие даже не видимые глазом частицы. Но и это не абсолютный пылеуловитель. Горячий газ в него подавать нельзя -- ткань расплавится, как капроновый чулок. После загрязнения вторично использовать ткань невозможно, старую приходится выбрасывать и ставить новую.
Одно время многие инженеры большие надежды возлагали на ультразвуковой способ.
В библейской легенде рассказывается о том, как стены Иерихона рухнули от рева множества труб осаждающей его армии. Это, может быть, одно из первых упоминаний о работе, проделанной звуком. В трудах немецкого физика Августа Кундта описан один из его опытов: стеклянную трубку, заполненную дымом, "озвучивали" свистком. Результат -- дым моментально исчезал. На стенках трубки оставались лишь крупные частицы сажи. Под действием ультразвука частицы дыма соударялись и слипались друг с другом. Кундт сделал вывод: если озвучивать поток частиц достаточно долгое время, от соударений они превратятся в крупинки-драже, которые могут легко выпасть из потока воздуха.
На этой основе были созданы более мощные, чем свисток, ультразвуковые генераторы. Газ пробовали обрабатывать прямо в дымовой трубе. Но мощность "неслышимого", ультразвука, так велика, что рядом с таким пылеуловителем просто невозможно находиться. Так что пока не прижилось и это устройство.
Пытались конструкторы копировать, и природу. Вот прошел дождь. Пыль прибило, и воздух посвежел. Решили подражать дождю. Построили оросительную камеру, включили форсунки. Ливень обрушился на запыленный газ, но... Одни пылинки сразу смыло водой, а другие летят себе дальше, пройдя, казалось бы, непроходимую водяную завесу. Оказывается, все дело в зарядах. Пылинки, имеющие разноименные с каплями воды заряды, притягиваются к ним и улавливаются, а с одноименными зарядами старательно обходят каждую каплю. Следовательно, перед улавливанием нужно всю пыль зарядить одноименным зарядом? Но как это сделать? Надо приспособить "заряжающее" устройство, которое будет напоминать уже знакомый электрофильтр. Но получится нагромождение двух известных аппаратов?! Да, двухступенчатые пылеуловители -- не абсурдное решение. О некоторых вариантах спаривания двух разных систем мы еще поговорим.
Итак, звучат мощные сирены, бушуют фонтаны воды, сверкают высоковольтные разряды, а зловредная пылинка продолжает летать.
Зайдите в прачечную и посмотрите на цвет воротника рубашки в том месте, где он касается шеи, и вы сразу узнаете, в каком районе города живет клиент.
Коричневый цвет -- цвет окислившегося железа: человек обитает где-то у металлургического завода; синий -- это кубовый краситель: клиент -- сосед анилино-красочного производства; серый -- цвет окиси алюминия; зеленый -меди. Над каждым заводом облако своей пыли.
Как же изловить сверхлетучую пылинку? Снизить бы вязкость воздуха! Но этого мы не умеем, а если и умели, не стали бы применять этот способ. Через атмосферу, лишенную вязкости, нас атаковал бы дождь мелких метеоритов.
Может быть, поможет химия? Представьте себе какое-то очень дешевое микропенистое или микропористое активное вещество, через которое газ проходит легко, а все частицы задерживаются. Загрязнился этот очиститель -- его убрали вместе с пылью. Но для этого он должен быть крайне дешевым...
На любой ТЭЦ горячий воздух, газы, дым проходят через дымосос. Там вращается ротор -- большое колесо, как у водяной мельницы. Взгляните, до какого блеска отполированы его лопасти. Это сделала тончайшая зола.
Я видел фотографии газовых потоков, возникающих между лопастями ротора. Вот гаа поток газа и частичек золы набегает быстро вращающийся ротор. Зола ударяется о его лопасти, скользит по металлу, как бы полирует его. Лопасти быстро срабатываются. Местами они утоньшаются до толщины бумажного листа. Были попытки использовать соударения пылинок и лопастей ротора для осаждения пыли, но сводились они к прикреплению на лопастях разных ловушек, лабиринтов и изгибов -- всего того, что пагубно сказывается на коэффициенте полезного действия дымососа. И все же заставить дымосос по совместительству вылавливать частицы золы-- задача разрешимая.
Возможных решений -- множество. Но в идеале нужен совершенно универсальный и эффективный абсолютный пылеуловитель, сокращенно АПУ, Он должен не бояться высокой температуры, иметь ничтожное сопротивление воздуху, не требовать больших затрат электроэнергии, не загрязнять водоемы пульпой, иметь удобное устройство для извлечения уловленной пыли. Задача такого АПУ -- ловить, ловить и ловить пыль. Магнитную и немагнитную, грубую и тонкую, электропроводную и изоляционную, гладкую и пушистую. АПУ ждут. На него надежда проектировщиков домен, конвертеров и химических реакторов.
Изобретательские предложения нужны остроумные, с элементом неожиданности, но не скороспелые. Надо помнить не только об эффективности пылезадержания, но и об экономике. Иначе можно прийти к абсурдным конструкциям. Например, один француз предложил нагнетать дым в многокилометровый подземный тоннель с тем, чтобы он фильтровался через слой земли и выходил очищенным наружу через мельчайшие поры. Было также высказано предложение надевать на дымовую трубу большой валяный сапог. Слов нет, и первая, и вторая конструкции работоспособны. Но во что обойдется прокачка газа через землю и как часто придется менять прогоревшие валенки?!
И еще. Встав на путь изобретательства, любой новатор обязательно должен ознакомиться не только с технической литературой по избранному направлению, но и начать регулярный просмотр "Бюллетеня изобретений и товарных знаков". Правда, там публикуются только чертежи и формулы изобретений, но зачастую этого достаточно для того, чтобы узнать, как развивается данная отрасль техники.
Словом, не изучив вопроса, изобретать лучше не браться. Девятьсот девяносто девять шансов из тысячи, что вы пойдете уже хоженым путем.
Борьба с промышленным загрязнением атмосферы стала осознанной необходимостью миллионной армии инженеров. Дают свои предложения Всесоюзный научно-исследовательский институт охраны труда, Научно-исследовательский институт очистки газов, Всесоюзный НИИ санитарной техники и еще множество НИИ, КБ и ОКБ. В Государственный комитет по делам изобретений и открытий СССР одна за другой поступают заявки на. фильтры для газов, на новые бездымные способы производства. И комитет, и технические советы предприятий с особым вниманием подходят к работам, посвященным охране окружающей среды.
Автор ставит перед собой задачу -- помочь новаторам сориентироваться в потоке информации, посвященной пылеулавливанию и газоочистке, уберечь от ошибок, которые неизбежны, если за дело берется неспециалист, и тем не менее привлечь и их к работе по охране атмосферного воздуха. Ведь самые оригинальные идеи, позволяющие решить вопрос, стоящий перед специалистами многие и многие годы, зачастую рождаются у исследователей, работающих в других отраслях науки и техники, свободных от целого ряда "цеховых" предрассудков.
