Endüstriyel emisyonların tozdan arındırılması ve filtrelenmesi alanındaki yenilikler, ekipmanların kontrolü ve bakımı için filtreleme malzemeleri ve teknolojilerine odaklanmaktadır. Amaç, toz giderme sistemlerini daha pratik ve verimli hale getirmektir.
Sommaire
Toz toplayıcılar ve hava filtrelerindeki güncel yenilik trendleri
Toz giderme sistemleri ve filtrasyon ekipmanlarının uzaktan bakımında yenilikler :
Sensörlerin ve “Nesnelerin İnterneti” teknolojilerinin entegrasyonu, toz toplama sisteminin davranışı hakkında gerçek zamanlı bilgi sağlamak ve bu bilgileri üretici ile tedarikçisi arasında paylaşmak için tasarlanmıştır. Örneğin, toz toplayıcının uzaktan bakımı için modem kılıfları kullanılır. Amaç, bir emiş sisteminin ana çalışma parametrelerini operatör ve üretici arasında gerçek zamanlı olarak veya talep üzerine paylaşabilmektir (delta P kirlenmesi, güç tüketimi, arıza geçmişi, çalışma saati sayısı, çeşitli alt birimlerin çalışması, vb.) Bu çözümler, bir tesisin gelişimini daha doğru bir şekilde izlemeyi ve güvenilirliğini artırmayı mümkün kılarken, bakım teknisyenleri tarafından yapılan gezilerin sayısını azaltır.
Enerji tasarrufunda yenilikler :
Temizliğin hassas kontrolü buna bir örnektir. Basınçlı hava çok pahalı bir akışkandır. Hassas kontrol basınçlı hava tüketimini azaltır. Temizleme işlemi tam doğru anda (programlanan zaman veya basınç farkı) başlayacaktır. Bu da temizlik işlemlerinin sayısını ve dolayısıyla filtre medyasının aşınmasını, yıpranmasını ve tüketimini azaltır. Dahası, yeni tozsuzlaştırma ekipmanı enerji tasarruflu olacak şekilde tasarlanmıştır. Örneğin, temizleme işlemlerinde yeni venturi basınçlı hava enjeksiyon nozullarının kullanılması, aynı temizleme etkisi için basınçlı hava tüketimini %20 ila %40 oranında azaltır.
Son olarak, emiş debisinin hassas bir şekilde kontrol edilmesi önemli tasarruflar sağlayabilir. Bir fanın gücü emme debisiyle doğru orantılıdır. Bu nedenle emiş oranlarını aşırı büyütmemek önemlidir. Diğer çözümler, fanın bir frekans dönüştürücü ile donatılmasını ve akış hızının emme gereksinimine göre ayarlanmasını içerir. Değişken frekanslı sürücü, emiş gücünü ayarlanmış bir vakum veya akış hızına göre veya vakumlanacak makine sayısına göre uyarlar. Akış hızının ayarlanması fan tüketimini ve emilen hava dışarıya verildiğinde ısıtma tüketimini önemli ölçüde azaltır.
Filtrasyon teknolojisindeki yenilikler
Bir faaliyetten kaynaklanan partikül emisyonlarının çeşitliliğine yanıt olarak, kullanımda olan bir yenilik vardır: katkılı filtreleme. Bu, endüstriyel bir süreçten kaynaklanan tüm toz ve VOC’leri yakalamak için bir toz toplayıcıda bir dizi özel filtre ortamının serileştirilmesini içerir (örn. Dustomat 24, ePUR Box). Sonuç, üretici için özelleştirilmiş, uyarlanabilir bir çözümdür. Örneğin, kompozit malzemelerle çalışmak, lazer kaynağı veya 3D baskı farklı tür ve yapılarda emisyonlar üretir: toz, çok ince dumanlar ve gaz bileşikleri (VOC’ler, kokular, vb.).
Malzemelerde ve filtre ortamlarının tasarımında inovasyon, nanoteknolojilere ve biyomimikriye odaklanmaktadır. Tek tip molekülün(CO2 CH4) filtrelenmesinde uzmanlaşmış veya tam tersine endüstriyel bir süreçten yayılan çeşitli partikülleri yakalayabilen nanomalzemeler yaratıyoruz.
Hava partiküllerini tespit etmek, filtrelemek ve nötralize etmek için yenilikçi malzemelere odaklanın
Mısır proteinlerinden bir filtrenin nanofabrikasyonu
Çevre dostu malzemelerin geliştirilmesi inovasyon için bir yoldur. Örneğin, mısır proteinlerinden nanofabrik bir filtre ortamı üretilmiştir. Bu filtre, mevcut HEPA filtreler gibi partiküllerin %99,5’ini ve aynı zamanda formaldehitlerin %87’sini yakalayabilmektedir. Bu son performans, bu tür toksik moleküller konusunda uzmanlaşmış filtrelerden daha üstündür. Yakalama mekanizması, protein yüzeyindeki fonksiyonel grupların molekül yakalayıcı dokunaçlar gibi hareket etme kabiliyetine dayanmaktadır. Proteinin amino asitlerinin yeniden düzenlenmesi sayesinde farklı gaz moleküllerinin aynı anda yakalanması öngörülmektedir. Ayrıca protein hidrofobik olduğu için filtre nemli havada da kullanılabilmektedir.
Toksik moleküllerin nötralizasyonu
Yeniliklerden biri, elyaf yapısına fotokatalitik bir madde içeren çok bileşenli bir elyafın nanofabrikasyonunu içermektedir. Bu, VOC’leri, kokuları ve patojenleri yok ederken ikincil kirleticilerin salınımını önler. Biyomimetik yapı, hava ile arındırıcı madde arasındaki alışverişi en üst düzeye çıkarmak için bir diyatomunkine benzer. Bu yenilik, daha az bakım ve daha düşük filtrasyon enerjisi ile aktif karbon filtrelerin yerini alabilir. Bu yeniliğin patenti Fransız Purenat şirketi tarafından alınmıştır.
Bir başka yenilik kaynağı da filtre kumaşlarının yüzey işlemidir. Yeni bir kaplama, iletken bir metal-organik yapı oluşturmak için bir bakır öncüsü kullanıyor. Bu, zehirli gazları nötr maddeye dönüştürür: nitrojen monoksit nitrit ve nitrata, hidrojen sülfür ise bakır sülfata dönüşür. Pamuk veya polyestere entegre edilen metal-organik yapı reaktif ve yeniden kullanılabilir bir malzeme yaratır. Yüzey işlemi, özel desenlerin oluşturulmasını ve kumaş iplikleri arasındaki boşlukların hassas bir şekilde doldurulmasını sağlar. Bu malzeme aşınmaya, yıpranmaya ve standart yıkamaya karşı dayanıklıdır. Akıllı filtreler, çevresel sensörler ve kişisel koruyucu ekipmanlar için kullanılabilir.
Aerosol patojenlerin yakalanması ve tespit edilmesinde yenilik.
Daha sağlıklı bir ortam sağlamak için yeni anti-alerjenik ve antibakteriyel teknolojiler malzemelere dahil edilmektedir. Gelecekte, toz toplama ünitelerinin bazı parçaları bu malzemelerden yapılabilir.
Titiz temizlik ve dezenfeksiyon prosedürlerine rağmen hastanelerde enfeksiyon riski bulunmaktadır. Buna cevaben, hastane ekipmanlarında (ayrıca araba ve elektrikli ev aletleri muhafazalarında, telefon, IT ve 3D baskı tellerinde) yaygın olarak kullanılan plastik bir malzeme olan akrilonitril bütadien stiren (veya ABS), klorheksidin ile kaynaştırıldı. Sonuç, bakterileri 30 dakika içinde öldürebilen yeni bir yüzey işleme malzemesidir. Bu yenilik, havaya yayılan ve dokunulduğunda yüzeylerden kaçan geleneksel dezenfektanların dezavantajlarını çözmektedir. Plastik üretildiğinde bu yeni malzemenin de eklenmesi planlanmaktadır.
Aynı şekilde, klorheksidin diglukonat bazlı antimikrobiyal, antifungal ve antiviral bir yüzey işlemi de piyasadaki filtre ortamlarına uyarlanmak üzere geliştirilmiştir. Bu teknoloji, patenti alınmadan önce İngiliz demiryolu ağındaki trenlerde test edilmiştir.
Son olarak, filtre ortamının yüzey kaplamasındaki bir yenilik, hava biyolojik örneklemesini geliştirmeyi amaçlamaktadır. Amaç, bakteri ve virüsleri canlı olarak yakalayarak doğalarını mümkün olduğunca erken tespit etmek ve tanımlamaktır. Bu, biyolojik bir riskin erken teşhisi için gerekli bir koşuldur. HEPA filtreleri patojenleri yakalamada etkili olsa da, onları canlı tutmada etkisizdir. Bu yenilik, laboratuvar incelemesi için yakalanan bakteriyel veya viral numunelerin canlılığını korumak üzere tasarlanmış sıvı bir katmana sahip kompozit bir membrandan oluşmaktadır .
EndüstriyelCO2 emisyonlarının kaynağında filtrelenmesinde yenilik
Endüstride karbondioksit emisyonlarının kaynağında filtrelenmesi, ayırma malzemelerinin iyileştirilmesini içerir.
Si-CHA, karbondioksiti metan veya diğer büyük moleküllerden ayıran düzgün gözenekli bir membran oluşturmak için kullanılan silika bazlı kristal bir yapıdır. Saf Si-CHA membran sentezi için bir yöntemin geliştirilmesi,CO2 ayırma performansını artırırken daha az üretim süresi ve enerji tüketir. Bu süreci sanayileştirmek için araştırmalar devam etmektedir.
Bir başka yenilik iseCO2 seçiciliğini artırmak için piyasadaki membranları kullanıyor. Bu nano-üretim teknolojisi, membran yüzeyinde hidrofilik,CO2 geçirgen polimer zincirleri büyütüyor. Bu da standart bir membranınCO2 seçiciliğini 150 kat artırıyor. Modifiye edilmiş membranlar, nano-üretimin ek maliyetine rağmen kârlı olmaya devam ediyor. Başlangıçta enerji santralleri için geliştirilen bu yeni membran teknolojisi, özel ihtiyaçlarını karşılamak üzere üreticilerle ortaklaşa olarak diğer polimerleri de içerecek şekilde optimize edilecek ve çeşitlendirilecektir.
Elektrik santrallerinden gelenCO2 ‘yi filtrelemeye yönelik bir tekstil yeniliği %80’lik bir yakalama oranına sahiptir. Su veCO2 ‘yi bikarbonata dönüştüren reaksiyonu hızlandırmak için doğal karbonik anhidraz enzimini pamuklu bir kumaşa dahil ediyor. Hava daha sonra filtreden 4 l/dak hızla geçmektedir ki bu da bir enerji santrali için arıtılması gereken 10 milyon litre havadan hala çok uzaktır. Bununla birlikte, filtre geleneksel tekstil endüstrisi yöntemleri kullanılarak üretildiğinden, bir sonraki aşamanın konusu olan endüstriyel üretime kadar ölçeklendirilmesi daha kolay olacaktır. Filtrenin yıkama, kurutma ve depolama döngülerinden sonra çalışması üzerine yapılan testler de performansının korunduğunu doğrulamıştır.
Temel malzeme olarak karbonik anhidraz enzimi içeren bir hidrojel kullanarakCO2 filtrelerinin 3D baskısı bir başka yenilikçi yaklaşımdır. Bu teknoloji, 1 boyutlu bir iplik ve 2 boyutlu bir yapının ekstrüzyonunu mümkün kılmıştır. Amaç,CO2 filtrelerini daha çok yönlü ve daha hızlı tasarlanabilir hale getirmektir. Deneysel amaçlar için 2 cm’den daha küçük çaplı bir filtrenin üretimi şimdiye kadar sadece %24’lük bir yakalama oranı sağladı ve 1.000 saatlik çalışmadan sonra bu oran yarıya düştü. Bu oranı arttırmak için araştırmacılarmodüler elemanları istiflemeyi düşünüyor. Bu araştırma henüz başlangıç aşamasındadır.
CO2 yakalamaya yönelik bir başka teknolojik yenilik de bakır içeren yenilikçi bir polimer filtrenin kullanılmasıdır. Bu filtreCO2′ yi esasen sodyum bikarbonata dönüştürür. Bu yeni hibrit malzeme mekanik olarak katı ve kimyasal olarak kararlı bir sorbenttir. Mevcut doğrudan hava yakalama tekniklerinden 3 kat daha fazlaCO2 yakalar.CO2 konsantrasyon seviyesi ne olursa olsun (doğaldan sanayiye), filtre doyana kadar yakalama devam eder. Filtre doyduğunda, bir tuzlu su akışı filtreden geçer veCO2′ yi sodyum bikarbonata dönüştürür. Sodyum bikarbonat daha sonra herhangi bir olumsuz etki olmaksızın denize boşaltılabilir. Mevcut teknikler ayrıca şu amaçlarla da kullanılabilir: filtreyi desorbe etmek (sıcak su veya buhar akışı), CO2‘yi geri kazanmak, sıkıştırmak ve depolamak.
Yüzey işleme için toz önleyici nano teknolojilerin sanayileştirilmesi
Toz önleyici teknolojiler uzun zamandır var. Ancak, endüstriyel ölçeğe kadar ölçeklendirilmeleri çok zor olduğu için hiçbir zaman araştırma aşamasının ötesine geçemediler. Yeni üretim konseptleri bu engelin üstesinden gelmiştir. Nano sıkıştırma ve nano baskı, 19. yüzyıldan kalma bir gazete baskı tekniğini modernize ediyor. Tozun yapışmasını önleyen nanometrik piramidal yapılar bırakırlar. Bu yenilik birçok malzeme türünü toza karşı dirençli hale getiriyor. Endüstriyel ekipmanlar üzerinde gelecekteki uygulamalar artık düşünülebilir; özellikle bir toz giderme sisteminin bileşenlerinin iç yüzeylerinde ve ekipmanın dış yüzeylerinde.
