Inovácie v oblasti odstraňovania prachu a filtrácie priemyselných emisií sa zameriavajú na filtračné materiály a technológie na kontrolu a údržbu zariadení. Cieľom je zvýšiť praktickosť a účinnosť systémov odstraňovania prachu.
Sommaire
Aktuálne inovačné trendy v oblasti odlučovačov prachu a vzduchových filtrov
Inovácie v oblasti diaľkovej údržbysystémov na odstraňovanie prachu a filtračných zariadení:
Integrácia snímačov a technológií „internetu vecí“ je navrhnutá tak, aby poskytovala informácie v reálnom čase o správaní systému zberu prachu a aby sa tieto informácie zdieľali medzi výrobcom a jeho dodávateľom. Na diaľkovú údržbu zberača prachu sa používajú napríklad modemové puzdrá. Cieľom je, aby bolo možné zdieľať hlavné prevádzkové parametre odsávacieho systému medzi prevádzkovateľom a výrobcom v reálnom čase alebo na požiadanie (znečistenie delta P, spotreba energie, história porúch, počet prevádzkových hodín, prevádzka jednotlivých podjednotiek atď.) Tieto riešenia umožňujú presnejšie monitorovať vývoj zariadenia a zvyšovať jeho spoľahlivosť, pričom sa znižuje počet výjazdov technikov údržby.
Inovácie v oblasti úspor energie :
Jedným z príkladov je presná kontrola čistenia. Stlačený vzduch je veľmi drahá kvapalina. Presné riadenie znižuje spotrebu stlačeného vzduchu. Proces čistenia sa spustí v správnom okamihu (naprogramovaný čas alebo rozdiel tlakov). Tým sa znižuje počet čistiacich operácií, a teda aj opotrebovanie a spotreba filtračných médií. Navyše je nové odprašovacie zariadenie navrhnuté tak, aby bolo energeticky úsporné. Napríklad používanie nových Venturiho dýz na vstrekovanie stlačeného vzduchu pri čistiacich operáciách znižuje spotrebu stlačeného vzduchu o 20 % až 40 % pri rovnakom čistiacom účinku.
Presná regulácia prietoku pri odsávaní môže viesť k značným úsporám. Výkon ventilátora je priamo úmerný nasávanému prietoku. Preto je dôležité, aby ste nepredimenzovali sacie prietoky. Iné riešenia zahŕňajú vybavenie ventilátora frekvenčným meničom a nastavenie prietoku podľa požiadavky na nasávanie. Frekvenčný menič prispôsobuje sací výkon podľa nastaveného podtlaku alebo prietoku alebo podľa počtu strojov, ktoré sa majú vysávať. Nastavenie prietoku výrazne znižuje spotrebu ventilátora, ako aj spotrebu tepla, keď sa odsávaný vzduch odvádza von.
Inovácie vo filtračnej technológii
V reakcii na rôznorodosť emisií častíc z činnosti sa používa inovácia: aditívna filtrácia. Ide o sériové použitie súboru špecializovaných filtračných médií v odlučovači prachu na zachytenie všetkého prachu a VOC z priemyselného procesu (napr. Dustomat 24, ePUR Box). Výsledkom je prispôsobené, adaptívne riešenie pre výrobcu. Napríklad pri práci s kompozitnými materiálmi, laserovom zváraní alebo 3D tlači vznikajú emisie rôznych typov a štruktúr: prach, veľmi jemné výpary a plynné zlúčeniny (VOC, pachy atď.).
Inovácie v oblasti materiálov a konštrukcie filtračných médií sa zameriavajú na nanotechnológie a biomimikry. Vytvárame nanomateriály špecializované na filtráciu jedného typu molekúl(CO2 CH4), alebo naopak, schopné zachytávať rôzne častice emitované priemyselným procesom.
Zameranie na inovatívne materiály na detekciu, filtrovanie a neutralizáciu častíc vo vzduchu
Nanofabrikácia filtra z kukuričných proteínov
Jednou z možností inovácie je vývoj materiálov šetrných k životnému prostrediu. Napríklad filtračné médium bolo vyrobené z kukuričných bielkovín. Tento filter dokáže zachytiť 99,5 % častíc, podobne ako súčasné HEPA filtre, ale aj 87 % formaldehydov. Tento posledný výkon je lepší ako výkon filtrov špecializovaných na tento typ toxických molekúl. Mechanizmus zachytávania je založený na schopnosti funkčných skupín na povrchu proteínu pôsobiť ako chápadlá zachytávajúce molekuly. Súčasné zachytávanie rôznych molekúl plynu sa predpokladá vďaka preskupeniu aminokyselín proteínu. Okrem toho, keďže proteín je hydrofóbny, filter sa môže používať vo vlhkom vzduchu.
Neutralizácia toxických molekúl
Jedna z inovácií zahŕňa nanofabrikáciu viaczložkového vlákna, ktoré obsahuje fotokatalytické činidlo v štruktúre vlákna. Tým sa ničia prchavé organické látky, pachy a patogény a zároveň sa zabraňuje uvoľňovaniu sekundárnych znečisťujúcich látok. Biomimetická štruktúra je podobná štruktúre diatomu, aby sa maximalizovala výmena medzi vzduchom a čistiacim činidlom. Táto inovácia môže nahradiť filtre s aktívnym uhlím, pričom sa vyžaduje menšia údržba a nižšia energia na filtráciu. Túto inováciu si nechala patentovať francúzska spoločnosť Purenat.
Ďalším zdrojom inovácií je povrchová úprava filtračných tkanín. Nový povlak využíva medený prekurzor na vytvorenie vodivej kovovo-organickej štruktúry. Tá premieňa toxické plyny na neutrálne látky: oxid dusnatý sa mení na dusitany a dusičnany a sírovodík na síran meďnatý. Kovovo-organická štruktúra integrovaná do bavlny alebo polyesteru vytvára reaktívny a opakovane použiteľný materiál. Povrchová úprava umožňuje vytvárať špecifické vzory a precízne vypĺňať priestory medzi vláknami tkaniny. Tento materiál je odolný voči opotrebovaniu, roztrhnutiu a štandardnému praniu. Možno ho použiť na inteligentné filtre, environmentálne senzory a osobné ochranné prostriedky.
Inovácie v oblasti zachytávania a detekcie aerosólových patogénov.
Do materiálov sa začleňujú nové antialergické a antibakteriálne technológie, ktoré zabezpečujú zdravšie prostredie. V budúcnosti môžu byť z týchto materiálov vyrobené niektoré časti jednotiek na zachytávanie prachu.
Napriek prísnym čistiacim a dezinfekčným postupom existuje v nemocniciach riziko infekcie. V reakcii na to sa plastový materiál, akrylonitrilbutadiénstyrén (alebo ABS), ktorý sa široko používa v nemocničnom vybavení (ako aj v krytoch automobilov a domácich elektrických spotrebičov, telefónoch, IT a drôtoch na 3D tlač), spojil s chlórhexidínom. Výsledkom je nový materiál na povrchovú úpravu, ktorý dokáže zničiť baktérie do 30 minút. Táto inovácia rieši nevýhody bežných dezinfekčných prostriedkov, ktoré sa pri dotyku šíria do vzduchu a unikajú z povrchov. Pri výrobe plastov sa plánuje pridanie tohto nového materiálu.
V rovnakom duchu bola vyvinutá antimikrobiálna, protiplesňová a antivírusová povrchová úprava na báze chlórhexidíndiglukonátu, ktorá sa dá prispôsobiť filtračným médiám na trhu. Táto technológia bola pred patentovaním testovaná vo vlakoch britskej železničnej siete.
A napokon, inovácia v oblasti povrchovej úpravy filtračných médií má za cieľ pokročiť v odbere biologických vzoriek vzduchu. Cieľom je čo najskôr zistiť a identifikovať povahu baktérií a vírusov tým, že sa zachytia živé. Je to nevyhnutná podmienka na včasnú identifikáciu biologického rizika. Filtre HEPA sú síce účinné pri zachytávaní patogénov, ale sú neúčinné pri ich udržiavaní nažive. Inovácia pozostáva z kompozitnej membrány s tekutou vrstvou určenou na zachovanie životaschopnosti bakteriálnych alebo vírusových vzoriek zachytených na laboratórne vyšetrenie.
Inovácie v oblasti filtrovania priemyselných emisiíCO2 pri zdroji
Filtrovanie emisií oxidu uhličitého v priemysle pri zdroji zahŕňa zlepšenie odlučovacích materiálov.
Si-CHA je kryštalická štruktúra na báze oxidu kremičitého, ktorá sa používa na vytvorenie rovnomerne poréznej membrány, ktorá oddeľuje oxid uhličitý od metánu alebo iných väčších molekúl. Vývoj metódy na syntézu čistej Si-CHA membrány zvyšuje výkon separácieCO2 a zároveň spotrebuje menej času a energie na výrobu. Výskum pokračuje s cieľom priemyselného využitia tohto procesu.
Ďalšia inovácia využíva membrány na trhu na zlepšenie ich selektivityCO2. Táto nanotechnológia umožňuje vypestovať na povrchu membrány hydrofilné polymérne reťazcepriepustné pre CO2. SelektivitaCO2 štandardnej membrány sa tak zvýši 150-krát. Modifikované membrány zostávajú ziskové aj napriek dodatočným nákladom na nanovýrobu. Táto nová membránová technológia, pôvodne vyvinutá pre elektrárne, sa bude optimalizovať a diverzifikovať tak, aby zahŕňala aj iné polyméry v spolupráci s výrobcami a spĺňala ich špecifické potreby.
Textilná inovácia na filtrovanieCO2 z elektrární má 80 % mieru zachytávania. Do bavlnenej tkaniny je zabudovaný prírodný enzým karbonická anhydráza, ktorý urýchľuje reakciu, pri ktorej sa voda aCO2 premieňajú na hydrogénuhličitan. Vzduch potom prechádza cez filter rýchlosťou 4 l/min, čo je ešte stále ďaleko od 10 miliónov litrov vzduchu, ktoré je potrebné upraviť pre jednu elektráreň. Keďže sa však filter vyrába tradičnými metódami textilného priemyslu, bude jednoduchšie rozšíriť ho na priemyselnú výrobu, ktorá bude predmetom ďalšej etapy. Testy fungovania filtra po cykloch prania, sušenia a skladovania tiež potvrdili, že jeho výkonnosť sa zachovala.
Ďalším inovatívnym prístupom je 3D tlač filtrovCO2 s použitím hydrogélu obsahujúceho enzým karbonická anhydráza ako základného materiálu. Táto technológia umožnila vytlačiť 1D vlákno a 2D štruktúru. Cieľom je, aby saCO2 filtre stali univerzálnejšími a rýchlejšie sa navrhovali. Výroba filtra s priemerom menším ako 2 cm na experimentálne účely zatiaľ priniesla mieru zachytávania len 24 % a po 1 000 hodinách prevádzky sa táto miera znížila na polovicu. Aby sa táto miera zvýšila, výskumníci uvažujú ostohovaní modulárnych prvkov. Tento výskum je zatiaľ v počiatočnom štádiu.
Ďalšia technologická inovácia na zachytávanieCO2 zahŕňa použitie inovatívneho polymérového filtra s obsahom medi. Tento filter premieňaCO2 v podstate na hydrogenuhličitan sodný. Tento nový hybridný materiál je sorbent, ktorý je mechanicky pevný a chemicky stabilný. Zachytáva 3-krát viacCO2 ako súčasné techniky priameho zachytávania vzduchu. Bez ohľadu na úroveň koncentrácieCO2 (prírodná alebo priemyselná) zachytávanie pokračuje, kým sa filter nenasýti. Keď je filter nasýtený, prúd slanej vody prechádza cez filter a premieňaCO2 na hydrogenuhličitan sodný. Hydrogenuhličitan sodný sa potom môže vypúšťať do mora bez akéhokoľvek negatívneho vplyvu. Existujúce techniky sa môžu použiť aj na: desorpciu filtra (prúd horúcej vody alebo pary), regeneráciu, kompresiu a skladovanieCO2.
Priemyselné využitie protiprachových nanotechnológií na povrchovú úpravu
Protiprachové technológie sú známe už dlho. Nikdy však nepokročili ďalej ako do štádia výskumu, pretože ich rozšírenie na priemyselnú úroveň sa ukázalo ako príliš náročné. Nové výrobné koncepcie túto prekážku prekonali. Nano zasekávanie a nanotlač modernizujú techniku tlače novín z 19. storočia. Ukladajú nanometrické pyramídové štruktúry, ktoré zabraňujú priľnutiu prachu. Vďaka tejto inovácii je mnoho druhov materiálov odolných voči prachu. V budúcnosti si možno predstaviť aplikácie na priemyselných zariadeniach; najmä na vnútorných povrchoch komponentov systému na odstraňovanie prachu a na vonkajších povrchoch zariadení.
