Tolmu eemaldamise ja tööstuslike heitmete filtreerimise innovatsioon keskendub filtreerimismaterjalidele ja tehnoloogiatele seadmete kontrollimiseks ja hooldamiseks. Eesmärk on muuta tolmueemaldussüsteemid praktilisemaks ja tõhusamaks.
Sommaire
Praegused innovatsioonitrendid tolmukogumisseadmete ja õhufiltrite valdkonnas
Uuendusedtolmueemaldussüsteemide ja filtreerimisseadmete kaughoolduses :
Andurite ja “asjade interneti” tehnoloogiate integreerimise eesmärk on anda reaalajas teavet tolmukogumissüsteemi käitumise kohta ning jagada seda teavet tootja ja tarnija vahel. Näiteks kasutatakse tolmukogumisseadme kaughoolduseks modemkastid . Eesmärgiks on võimalus vahetada operaatori ja tootja vahel reaalajas või soovi korral imemissüsteemi peamisi tööparameetreid (delta P määrdumine, energiatarbimine, rikke ajalugu, töötundide arv, erinevate allüksuste töö jne). Need lahendused võimaldavad täpsemalt jälgida käitise arengut ja suurendada selle töökindlust, vähendades samal ajal hooldustehnikute poolt tehtavate väljasõitude arvu.
Uuendused energiasäästu valdkonnas :
Üks näide on puhastuse täpne kontroll. Suruõhk on väga kallis vedelik. Täpne juhtimine vähendab suruõhu tarbimist. Puhastusprotsess algab just õigel hetkel (programmeeritud aeg või rõhkude erinevus). See vähendab puhastustoimingute arvu ja sellest tulenevalt ka filtrikandjate kulumist ja tarbimist. Veelgi enam, uus tolmupuhastusseade on projekteeritud energiatõhusaks. Näiteks vähendab uute Venturi suruõhu sissepritsedüüside kasutamine puhastustoimingutes suruõhu tarbimist 20% kuni 40% võrra sama puhastustulemuse juures.
Lõpuks võib imivooluhulga täpne reguleerimine tuua märkimisväärset kokkuhoidu. Ventilaatori võimsus on otseselt proportsionaalne sissevooluga. Seetõttu on oluline mitte üle mõõta imivooluhulka. Teised lahendused hõlmavad ventilaatori varustamist sagedusmuunduriga ja vooluhulga reguleerimist vastavalt imemisvajadusele. Reguleeritav sagedusmuundur kohandab imemisvõimsust vastavalt määratud vaakumile või vooluhulgale või vastavalt imendatavate masinate arvule. Vooluhulga reguleerimine vähendab oluliselt ventilaatori tarbimist ja ka kütte tarbimist, kui imetud õhk suunatakse väljapoole.
Uuendused filtreerimistehnoloogias
Vastusena tegevuse käigus tekkivate osakeste heitkoguste mitmekesisusele on kasutusel uuendus: lisafiltreerimine. See tähendab, et tolmukogumisseadmesse seeriaviisiliselt paigutatakse spetsiaalsed filtrikandjad, et koguda kogu tööstuslikust protsessist pärit tolm ja lenduvad orgaanilised ühendid (nt Dustomat 24, ePUR Box). Tulemuseks on tootja jaoks kohandatud, kohandatav lahendus. Näiteks komposiitmaterjalidega töötamisel, laserkeevitusel või 3D-printimisel tekivad eri tüüpi ja struktuuriga heitmed: tolm, väga peened suitsud ja gaasilised ühendid (LOÜ-d, lõhnad jne).
Innovatsioon materjalide ja filtrikandjate kavandamisel keskendub nanotehnoloogiatele ja biomimikriale. Me loome nanomaterjale, mis on spetsialiseerunud ühte tüüpi molekulide(CO2 CH4) filtreerimisele või vastupidi, mis on võimelised püüdma erinevaid tööstusprotsessis eraldunud osakesi.
Keskendumine uuenduslikele materjalidele õhuosakeste avastamiseks, filtreerimiseks ja neutraliseerimiseks
Nanofiltri valmistamine maisivalgudest
Keskkonnasõbralike materjalide väljatöötamine on üks innovatsiooni võimalustest. Näiteks on nanotehnoloogiline filtrikandja valmistatud maisivalkudest. See filter suudab koguda 99,5% osakestest, nagu praegused HEPA-filtrid, kuid ka 87% formaldehüüdidest. Viimane näitaja on parem kui seda tüüpi mürgistele molekulidele spetsialiseerunud filtritel. Fikseerimismehhanism põhineb valgu pinnal olevate funktsionaalsete rühmade võimel toimida nagu molekule püüdvad teleskoobid. Erinevate gaasimolekulide samaaegne püüdmine on ette nähtud tänu valgu aminohapete ümberpaigutamisele. Kuna valk on hüdrofoobne, saab filtrit kasutada ka niiskes õhus.
Toksiliste molekulide neutraliseerimine
Üks uuendus hõlmab mitmekomponentse kiu nanotehnoloogilist valmistamist, mis sisaldab fotokatalüütilist ainet kiu struktuuris. See hävitab LOÜ-d, lõhnad ja patogeenid, vältides samal ajal sekundaarsete saasteainete eraldumist. Biomimeetiline struktuur on sarnane diatoomi omaga, et maksimeerida õhu ja puhastava aine vahelist vahetust. See uuendus võib asendada aktiivsöefiltreid, kusjuures hooldustööd on vähem ja filtreerimisenergia on väiksem. Selle uuenduse on patenteerinud Prantsuse ettevõte Purenat.
Teine uuenduste allikas on filtrikanga pinnatöötlus. Uue pinnakatte puhul kasutatakse vase lähteainet, et luua juhtiv metallorgaaniline struktuur. See muudab mürgised gaasid neutraalseks aineks: lämmastikmonooksiid muudetakse nitritiks ja nitraadiks ning vesiniksulfiid vasesulfaadiks. Puuvillasse või polüestrisse integreeritud metallorgaaniline struktuur loob reaktiivse ja korduvkasutatava materjali. Pinnatöötlus võimaldab luua spetsiifilisi mustreid ja täita täpselt kangasniitide vahelisi tühimikke. See materjal on kulumis- ja rebenemiskindel ning vastupidav tavapärastele pesemisviisidele. Seda saab kasutada intelligentsete filtrite, keskkonnaandurite ja isikukaitsevahendite jaoks.
Innovatsioon aerosoolide patogeenide püüdmisel ja avastamisel.
Materjalidesse lisatakse uusi allergiavastaseid ja antibakteriaalseid tehnoloogiaid , et tagada tervislikum keskkond. Tulevikus võivad mõned tolmukogumisseadmete osad olla valmistatud nendest materjalidest.
Vaatamata rangetele puhastus- ja desinfitseerimismenetlustele on haiglates nakkusoht. Vastuseks sellele on plastmaterjal, akrüülnitriilbutadieenstüreen (või ABS), mida kasutatakse laialdaselt haiglate seadmetes (samuti autode ja kodumasinate korpustes, telefoni-, IT- ja 3D-printimise juhtmetes), sulatatud kloorheksidiiniga. Tulemuseks on uus pinnatöötlusmaterjal, mis on võimeline tapma bakterid 30 minutiga. See uuendus lahendab tavapäraste desinfitseerimisvahendite puudused, mis levivad õhku ja väljuvad pindade puudutamisel. Seda uut materjali on kavas lisada plastiku valmistamisel.
Samuti on välja töötatud kloorheksidiin diglükonaadil põhinev antimikroobne, seenevastane ja viirusevastane pinnatöötlusvahend, mida saab kohandada turul olevatele filtritele. Seda tehnoloogiat katsetati enne patenteerimist Briti raudteevõrgu rongidel.
Lõpuks, uuendusega filtrite pinnakattes püütakse edendada õhu bioproovide võtmist. Eesmärk on tuvastada ja tuvastada bakterid ja viirused võimalikult varakult, püüdes neid elusalt kinni. See on vajalik tingimus bioloogilise ohu varaseks tuvastamiseks. HEPA-filtrid on küll tõhusad haigustekitajate püüdmisel, kuid nende elus hoidmisel on nad ebatõhusad. Innovatsioon koosneb komposiitmembraanist koos vedelikukihiga, mis on mõeldud laboratoorseks uurimiseks kinnipeetud bakterite või viiruste elujõulisuse säilitamiseks.
Innovatsioon tööstuseCO2-heitmete filtreerimisel nende tekkekohas
Süsinikdioksiidi heitkoguste filtreerimine tööstuses tekkekohas hõlmab eraldusmaterjalide parandamist.
Si-CHA on ränidioksiidipõhine kristalliline struktuur, mida kasutatakse ühtlaselt poorsete membraanide loomiseks, mis eraldavad süsinikdioksiidi metaanist või muudest suurematest molekulidest. Puhta Si-CHA membraani sünteesimeetodi väljatöötamine suurendabCO2 eraldamise tulemuslikkust, kulutades samal ajal vähem aega ja energiat. Selle protsessi tööstuslikuks muutmiseks jätkuvad teadusuuringud.
Teine uuendus kasutab turul olevaid membraane, et parandada nendeCO2-selektiivsust. See nanotootmistehnoloogia kasvatab membraani pinnale hüdrofiilseid,CO2-läbilaskvaid polümeerikette. See suurendab standardmembraaniCO2-selektiivsust 150 korda. Muudetud membraanid jäävad vaatamata nanotootmise lisakuludele kasumlikuks. Esialgu elektrijaamade jaoks välja töötatud uut membraanitehnoloogiat optimeeritakse ja mitmekesistatakse, et hõlmata koostöös tootjatega ka teisi polümeere, et rahuldada nende konkreetseid vajadusi.
ElektrijaamadeCO2 filtreerimiseks mõeldud tekstiilinnovatsioonil on 80%-line püüdmismäär. See sisaldab looduslikku ensüümi carbonic anhydrase puuvillakangasesse, et kiirendada reaktsiooni, mis muudab vee jaCO2 bikarbonaadiks. Seejärel läbib õhk filtri kiirusega 4 l/min, mis on veel kaugel 10 miljonist liitrist õhust, mida tuleb elektrijaama jaoks töödelda. Kuna aga filtri valmistamisel kasutatakse traditsioonilisi tekstiilitööstuse meetodeid, on seda lihtsam viia tööstuslikule tootmisele, mis on järgmise etapi teema. Katsed filtri toimimise kohta pärast pesu-, kuivatus- ja ladustustsükleid on samuti kinnitanud, et selle jõudlus on säilinud.
CO2-filtrite 3D-printimine, kasutades alusmaterjalina ensüümi karboanhüdraasi sisaldavat hüdrogeeli, on teine uuenduslik lähenemisviis. See tehnoloogia on võimaldanud ekstrueerida 1D-niiti ja 2D-struktuuri. Eesmärk on muutaCO2-filtrid mitmekülgsemaks ja kiiremini konstrueeritavaks. Vähem kui 2 cm läbimõõduga filtri valmistamine katseotstarbel on seni andnud ainult 24%-lise püüdmise määra ning pärast 1000 töötundi on see määr vähenenud poole võrra. Selle määra suurendamiseks kaaluvad teadlasedmoodulelementide virnastamist. Need uuringud on alles algusjärgus.
Teine tehnoloogiline uuendusCO2 püüdmiseks hõlmab uuendusliku vaske sisaldava polümeerfiltri kasutamist. See filter muudabCO2 sisuliselt naatriumbikarbonaadiks. See uus hübriidmaterjal on mehaaniliselt tahke ja keemiliselt stabiilne sorbent. See seob 3 korda rohkemCO2 kui praegused otsese õhupüüdmise meetodid. SõltumataCO2 kontsentratsiooni tasemest (alates looduslikust kuni tööstusliku tasemeni) jätkub püüdmine, kuni filter on küllastunud. Kui filter on küllastunud, voolab soolane vesi läbi filtri ja muudabCO2 naatriumvesinikkarbonaadiks. Seejärel saab naatriumbikarbonaadi ilma negatiivse mõjuta merre juhtida. Olemasolevaid tehnikaid saab kasutada ka: filtri desorbeerimiseks (kuuma vee või auru voog), CO2 taaskasutamiseks, kokkusurumiseks ja ladustamiseks.
Tolmuvastaste nanotehnoloogiate industrialiseerimine pinnatöötluseks
Tolmuvastased tehnoloogiad on olnud kasutusel juba pikka aega. Siiski ei ole nad kunagi jõudnud uurimisjärgust kaugemale, sest nende tööstuslikuks muutmine osutus liiga keeruliseks. Uued tootmiskontseptsioonid on selle takistuse ületanud. Nanotrükk ja nanotrükk moderniseerivad 19. sajandi ajalehtede trükkimise tehnikat. Nad ladestavad nanomõõtmelisi püramiidstruktuure, mis takistavad tolmu kinnitumist. See uuendus muudab paljud materjalitüübid tolmukindlaks. Tulevased rakendused tööstusseadmetel on nüüd mõeldavad; eelkõige tolmueemaldussüsteemi komponentide sisepindadel ja seadmete välispindadel.
