Kokios yra dabartinės naujovės dulkių šalinimo ir pramoninių išmetamųjų teršalų filtravimo srityje?

Dulkių šalinimo ir pramoninių išmetamųjų teršalų filtravimo inovacijos daugiausia dėmesio skiria filtravimo medžiagoms ir technologijoms, skirtoms įrangos kontrolei ir priežiūrai. Siekiama, kad dulkių šalinimo sistemos taptų praktiškesnės ir veiksmingesnės.

Dabartinės inovacijų tendencijos dulkių surinktuvų ir oro filtrų srityje

Nuotolinėsdulkių šalinimo sistemų ir filtravimo įrangos priežiūros naujovės:

Integruojant jutiklius ir daiktų interneto technologijas siekiama realiuoju laiku gauti informaciją apie dulkių surinkimo sistemos veikimą ir dalytis šia informacija tarp gamintojo ir jo tiekėjo. Pavyzdžiui, modemų dėklai naudojami nuotolinei dulkių surinkimo sistemos techninei priežiūrai atlikti. Siekiama, kad operatorius ir gamintojas galėtų realiuoju laiku arba pagal poreikį dalytis pagrindiniais dulkių siurbimo sistemos veikimo parametrais (delta P užterštumas, energijos suvartojimas, gedimų istorija, darbo valandų skaičius, įvairių mazgų veikimas ir t. t.). Šie sprendimai leidžia tiksliau stebėti įrenginio raidą ir padidinti jo patikimumą, kartu sumažinant techninės priežiūros specialistų kelionių skaičių.

Naujovės energijos taupymo srityje :

Vienas iš pavyzdžių – tiksli valymo kontrolė. Suslėgtas oras yra labai brangus skystis. Tikslus valdymas sumažina suspausto oro sąnaudas. Valymo procesas prasidės reikiamu momentu (užprogramuotas laikas arba slėgių skirtumas). Tai sumažina valymo operacijų skaičių, taigi ir filtravimo medžiagos nusidėvėjimą bei sąnaudas. Be to, naujoji dulkių šalinimo įranga suprojektuota taip, kad taupytų energiją. Pavyzdžiui, naudojant naujus Venturi suslėgto oro įpurškimo purkštukus valymo operacijose suslėgto oro sąnaudos sumažėja 20-40 %, o valymo efektas yra toks pat.

Galiausiai, tiksliai reguliuojant įsiurbimo srautą galima sutaupyti daug lėšų. Ventiliatoriaus galia tiesiogiai proporcinga įsiurbiamam srautui. Todėl svarbu neperdidinti įsiurbimo greičio. Kiti sprendimai apima ventiliatoriaus įrengimą su dažnio keitikliu ir srauto greičio reguliavimą pagal įsiurbimo poreikį. Dažnio keitiklis pritaiko siurbimo galią pagal nustatytą vakuumą arba srautą, arba pagal siurbiamų mašinų skaičių. Reguliuojant srauto greitį gerokai sumažėja ventiliatoriaus sąnaudos, taip pat šildymo sąnaudos, kai išsiurbtas oras išleidžiamas į lauką.

Filtravimo technologijų naujovės

Atsižvelgiant į veiklos metu išmetamų dalelių įvairovę, naudojama naujovė – papildomas filtravimas. Tai reiškia, kad į dulkių surinktuvą serijiniu būdu įdedamas specializuotų filtravimo priemonių rinkinys, kad būtų surenkamos visos pramoninio proceso dulkės ir LOJ (pvz., Dustomat 24, ePUR Box). Rezultatas – individualus, gamintojui pritaikytas sprendimas. Pavyzdžiui, dirbant su kompozitinėmis medžiagomis, suvirinant lazeriu ar 3D spausdinimu, susidaro įvairių tipų ir struktūrų emisijos: dulkės, labai smulkūs dūmai ir dujiniai junginiai (LOJ, kvapai ir kt.).

Inovacijos medžiagų ir filtravimo terpės projektavimo srityje daugiausia dėmesio skiriama nanotechnologijoms ir biomimikrijai. Kuriamos nanomedžiagos, kurios specializuojasi filtruoti vienos rūšies molekules_{(CO2 CH4}) arba, priešingai, sugeba sulaikyti įvairias pramoninio proceso metu išmetamas daleles.

Dėmesys naujoviškoms medžiagoms, skirtoms oro dalelėms aptikti, filtruoti ir neutralizuoti

Filtro iš kukurūzų baltymų nanofabrikavimas

Vienas iš naujovių diegimo būdų – aplinkai nekenksmingų medžiagų kūrimas. Pavyzdžiui, filtro terpė buvo pagaminta iš kukurūzų baltymų. Šis filtras gali sulaikyti 99,5 % dalelių, kaip ir dabartiniai HEPA filtrai, bet taip pat ir 87 % formaldehidų. Pastarasis rodiklis yra geresnis nei filtrų, kurie specializuojasi šios rūšies toksiškų molekulių šalinime. Sulaikymo mechanizmas pagrįstas baltymo paviršiuje esančių funkcinių grupių gebėjimu veikti kaip molekules gaudantys čiuptuvai. Dėl baltymo aminorūgščių persitvarkymo vienu metu galima sugauti skirtingas dujų molekules. Be to, kadangi baltymas yra hidrofobiškas, filtrą galima naudoti drėgname ore.

Toksinių molekulių neutralizavimas

Viena iš naujovių yra daugiakomponenčio pluošto, į kurio struktūrą įterpiamas fotokatalitinis agentas, nanofabrikavimas. Tai sunaikina lakiuosius organinius junginius, kvapus ir patogenus, kartu išvengiant antrinių teršalų išsiskyrimo. Biomimetinė struktūra yra panaši į diatomų struktūrą, kad būtų maksimaliai padidinta oro ir valomosios medžiagos apykaita. Ši naujovė gali pakeisti aktyvintosios anglies filtrus, o jos priežiūra yra paprastesnė ir filtravimo energija mažesnė. Šią naujovę užpatentavo Prancūzijos bendrovė „Purenat”.

Kitas naujovių šaltinis – filtravimo audinių paviršiaus apdorojimas. Naujoje dangoje naudojant vario pirmtaką sukuriama laidi metalo-organinė struktūra. Taip nuodingos dujos paverčiamos neutraliomis medžiagomis: azoto monoksidas virsta nitritais ir nitratais, o vandenilio sulfidas – vario sulfatu. Į medvilnę ar poliesterį integruota metalo-organinė struktūra sukuria reaktyvią ir daugkartinio naudojimo medžiagą. Paviršiaus apdorojimas leidžia sukurti specifinius raštus ir tiksliai užpildyti tarpus tarp audinio gijų. Ši medžiaga yra atspari dėvėjimuisi, nusidėvėjimui ir standartiniam skalbimui. Ją galima naudoti išmaniesiems filtrams, aplinkos jutikliams ir asmeninėms apsaugos priemonėms gaminti.

Aerozolinių patogenų surinkimo ir aptikimo naujovės.

Į medžiagas diegiamos naujos antialerginės ir antibakterinės technologijos, kad aplinka būtų sveikesnė. Ateityje kai kurios dulkių surinkimo įrenginių dalys gali būti pagamintos iš šių medžiagų.

Nepaisant griežtų valymo ir dezinfekavimo procedūrų, ligoninėse kyla infekcijos pavojus. Reaguojant į tai, plastikinė medžiaga – akrilonitrilo-butadieno stirenas (arba ABS), kuris plačiai naudojamas ligoninių įrangoje (taip pat automobilių ir buitinių elektros prietaisų korpusuose, telefonijos, IT ir 3D spausdinimo laiduose), buvo sulieta su chlorheksidinu. Taip sukurta nauja paviršiaus apdorojimo medžiaga, galinti sunaikinti bakterijas per 30 minučių. Ši naujovė išsprendžia įprastinių dezinfekavimo priemonių, kurios pasklinda ore ir liečiant paviršių pasišalina nuo jo, trūkumus. Planuojama, kad gaminant plastiką bus pridėta ši nauja medžiaga.

Taip pat buvo sukurtas antimikrobinis, priešgrybelinis ir antivirusinis paviršiaus apdorojimas chlorheksidino digliukonato pagrindu, kurį galima pritaikyti rinkoje esančioms filtrų laikmenoms. Prieš patentuojant šią technologiją, ji buvo išbandyta Didžiosios Britanijos geležinkelių tinklo traukiniuose.

Galiausiai, taikant naujovę, susijusią su filtravimo priemonių paviršiaus danga, siekiama pagerinti oro biologinių mėginių ėmimą. Siekiama kuo anksčiau aptikti ir nustatyti bakterijų ir virusų pobūdį, užfiksuojant juos gyvus. Tai būtina sąlyga, kad būtų galima anksti nustatyti biologinę riziką. Nors HEPA filtrai veiksmingai sulaiko patogenus, jie neveiksmingi juos išlaikant gyvus. Naujovę sudaro kompozicinė membrana su skysčio sluoksniu, skirta laboratoriniam tyrimui paimtų bakterijų ar virusų mėginių gyvybingumui išsaugoti.

Inovacijos filtruojant pramoninį_CO2 išmetimą prie šaltinio

Filtruojant anglies dioksido išmetimus pramonėje prie šaltinio, reikia tobulinti atskyrimo medžiagas.

Si-CHA – tai silicio dioksido kristalinė struktūra, naudojama vienodai akytai membranai, kuri atskiria anglies dioksidą nuo metano ar kitų didesnių molekulių, sukurti. Sukūrus grynos Si-CHA membranos sintezės metodą, padidėja_CO2 atskyrimo našumas, o gamybai sunaudojama mažiau laiko ir energijos. Moksliniai tyrimai tęsiami siekiant šį procesą pritaikyti pramoniniu būdu.

Kita naujovė – rinkoje esančios membranos naudojamos siekiant pagerinti jų selektyvumą_CO2 atžvilgiu. Taikant šią nanotechnologiją membranos paviršiuje išauginamos hidrofilinės,_{CO2 praleidžiančios} polimerų grandinės. Taip standartinės membranos_CO2 selektyvumas padidėja 150 kartų. Modifikuotos membranos išlieka pelningos, nepaisant papildomų išlaidų, susijusių su nanogamyba. Iš pradžių ši nauja membranų technologija buvo sukurta elektrinėms, tačiau bendradarbiaujant su gamintojais ši nauja membranų technologija bus optimizuota ir diversifikuota įtraukiant kitus polimerus, kad atitiktų konkrečius jų poreikius.

Tekstilės naujovė, skirta filtruoti_CO2 iš elektrinių, surenka 80 % CO2. Į medvilninį audinį įterptas natūralus fermentas karboninė anhidrazė, kad būtų pagreitinta reakcija, kurios metu vanduo ir_CO2 virsta bikarbonatu. Tada oras per filtrą patenka 4 l/min greičiu, tačiau tai dar toli gražu nėra 10 mln. litrų oro, kurį reikia išvalyti vienai elektrinei. Tačiau kadangi filtras gaminamas tradiciniais tekstilės pramonės metodais, jį bus lengviau išplėsti iki pramoninės gamybos, kuri bus kito etapo objektas. Filtro veikimo bandymai po plovimo, džiovinimo ir sandėliavimo ciklų taip pat patvirtino, kad jo veikimas išliko toks pat.

Kitas naujoviškas būdas – 3D_CO2 filtrų spausdinimas naudojant hidrogelio, kurio pagrindo medžiaga yra fermentas karboninė anhidrazė, pagrindu. Ši technologija leido išspausti 1D siūlą ir 2D struktūrą. Siekiama, kad_CO2 filtrai taptų universalesni ir juos būtų galima greičiau suprojektuoti. Eksperimentiniais tikslais pagaminus mažesnio nei 2 cm skersmens filtrą, kol kas buvo gautas tik 24 % sugavimo rodiklis, o po 1000 darbo valandų šis rodiklis sumažėjo perpus. Siekdami padidinti šį rodiklį, mokslininkai svarsto galimybęsudėti modulinius elementus. Šie tyrimai dar tik pradedami.

Kita technologinė naujovė, skirta_CO2 surinkimui, yra inovatyvaus polimerinio filtro, kurio sudėtyje yra vario, naudojimas. Šis filtras iš esmės_CO2 paverčia natrio bikarbonatu. Ši nauja hibridinė medžiaga yra mechaniškai tvirtas ir chemiškai stabilus sorbentas. Ji sulaiko 3 kartus daugiau_CO2 nei dabartiniai tiesioginio oro surinkimo metodai. Nepriklausomai nuo_CO2 koncentracijos lygio (nuo natūralaus iki pramoninio), surinkimas tęsiasi tol, kol filtras prisipildo. Filtrui prisipildžius, pro jį teka sūraus vandens srautas, kuris_CO2 paverčia natrio bikarbonatu. Po to natrio bikarbonatą galima išleisti į jūrą be jokio neigiamo poveikio. Taip pat galima naudoti esamus metodus: desorbuoti filtrą (karšto vandens arba garų srautas), regeneruoti, suspausti ir saugoti_CO2.

Paviršiaus apdorojimo nuo dulkių nanotechnologijų pramoninis pritaikymas

Nuo dulkių apsaugančios technologijos naudojamos jau seniai. Tačiau jos taip ir liko neperžengusios mokslinių tyrimų etapo, nes jas pritaikyti pramoniniu mastu pasirodė pernelyg sudėtinga. Šią kliūtį įveikė naujos gamybos koncepcijos. Nano užspaudimas ir nano spausdinimas modernizuoja ^XIX a. laikraščių spausdinimo techniką. Jų metu įterpiamos nanometrinės piramidinės struktūros, neleidžiančios prilipti dulkėms. Dėl šios naujovės daugelio rūšių medžiagos tampa atsparios dulkėms. Dabar galima įsivaizduoti būsimą pritaikymą pramoninėje įrangoje, ypač ant vidinių dulkių šalinimo sistemos komponentų paviršių ir išorinių įrangos paviršių.