В ИПХЭТ СО РАН создан эффективный способ осаждения вредной пыли

Мелкие фракции, опасные для здоровья — непреходящая проблема для многих производств, строек и даже научных лабораторий. Решить ее поможет разработка ученых Института проблем химико-энергетических технологий СО РАН (Бийск). Новый метод позволяет осаждать вредную пыль с помощью ультразвуковых волн и дополнительной дисперсной фазы.

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, — рассказывает ученый секретарь ИПХЭТ СО РАН кандидат технических наук Сергей Сергеевич Титов. — Отсюда возникла необходимость создания метода эффективной нейтрализации вредных выбросов.

Лаборатория физики преобразования энергии высокоэнергетических материалов ИПХЭТ СО РАН имеет успехи в разработке методов создания мелкодисперсных аэрозолей. Этот опыт помог ученым усовершенствовать известный способ по осаждению вредных фракций с помощью ультразвуковой коагуляции — физико-химического процесса укрупнения частиц. 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. Руководитель проекта — доктор технических наук, профессор, главный научный сотрудник Томского государственного университета Евгений Александрович Козлов, а исполнитель — научный сотрудник ИПХЭТ СО РАН кандидат физико-математических наук Александра Александровна Антонникова.

В ближайших планах ученых — создание легко устанавливаемых и настраиваемых устройств ультразвукового излучения и распыления жидкости, которые пока что существуют в виде лабораторных образцов.

Фото предоставлено ИПХЭТ СО РАН

Хочешь всегда знать и никогда не пропускать лучшие новости о развитии России? У проекта «Сделано у нас» есть Телеграм-канал @sdelanounas_ru. Подпишись, и у тебя всегда будет повод для гордости за Россию.