Способ теплофизического рассеивания пыли в атмосфере

 

Изобретение относится к обеспыливанию атмосферного воздуха. С целью повышения эффективности рассеивания в пылевом материале предварительно выявляют xи^4ичecки несвязанные ингредиенты. Затем для каждого из выявленный ингредиентов определяют температуру (Т) и соответствующую ей частоту собственногоспектра в инфракрасном диапазоне частот при максимальной интенсивности излучения. После этого на высоте факела выброса, где скорость пылинок составляет 0,4-0,6 от их начальной скорости, перед раздуванием пылевоздушного потока на пылевые частицы последовательно воздействуют тепловым излучением с частотами и Т, совпадающими с выявленными для каждого ингредиента, в порядке возрастания этих Т по высоте факела. Облучение в инфракрасном диапазоне обеспечивает дополнительный температурный градиент скорости подъема струи выброса. За счет различных теплофизических свойств пылевого материала и воздуха преимущественный нагрев дисперсной фазы по сравнению с дисперсной средой резко увеличивает внутреннюю энергию частиц пыли, повышая интенсивность хаотичного движения этих частиц в среде и способствуя тем самым снижению их концентрации в атмосфере. 1 табл.•^^Изобретение относится к обеспыливанию атмосферного воздуха и может быть использовано в любой отрасли промышленности.Известен способ аэродинамического рассеивания, заключающийся в формировании направленного воздушного потока через выхлопное устройство вентиляционных систем (часто после пылеочистных установок) с последующим раздуванием этого потока направленными внешними воздушными струями, ,Наиболее близким к предлагаемому является способ аэродинамического рассеивания нагретых выбросов пыли, когда формируют факел нагретого пылевого аэрозоля и раздувают его.Однако при использовании известного способа рассеивания нельзя достичь высокой эффективности рассеивания, так как он осуществляется только за счет энергии направленных воздушных струй .(ветра), которые существуют переменно во времени и зависят от погодных условий. При этом не^^сл00

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (st)s Е 21 F 5/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABT0PCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4736761/03 (22) 29.06.89 (46) 23.02.92. Бюл. М7 (71) Ростовский инженерно-строительный институт (72) 8.И.Беспалов и В.Х.Клойзнер (53) 622.817 (088.8) (56) Рихтер Л.А. и др. Охрана водного и воздушного бассейнов от выбросов ТЭС. — M.:

Знергоиздат, 1981, с. 105, 106, 118, Справочник- по пыле-.и золоулавливанию. / Под ред. А.А.Русанова. — M.: Энергия, 1975, с. 246, 249. (54) Cfl0C05 ТЕПЛОФИЗИЧЕСКОГО РАССЕИВАНИЯ ПЫЛИ В АТМОСФЕРЕ, (57) Изобретение относится к обеспыливанию атмосферного воздуха, С целью повышения эффективности рассеивания в пылевом материале предварительно выявляют химически несвязанные ингредиенты.

Затем для каждого из выявленных ингредиентов определяют температуру (Т) и соответствующую ей частоту собственного

Изобретение относится к обеспыливанию атмосферного воздуха и может быть использовано влюбой отрасли промышленности.

Известен способ аэродинамического рассеивания, заключающийся в формировании направленного воздушного потока через выхлопное устройство вентиляционных систем (часто после пылеочистных установок) с последующим раздуванием этого потока направленными внешними воздушными струями, „„5U „„1714158 А1

1 спектра в инфракрасном диапазоне частот при максимальной интенсивности излучения. После этого на высоте факела выброса, где скорость пылинок составляет 0,4-0,6 от их начальной скорости, перед раздуванием пылевоздушного потока на пылевые частицы последовательно воздействуют тепловым излучением с частотами и Т, совпадающими с выявленными для каждого ингредиента, в порядке возрастания этих Т по высоте факела. Облучение в инфракрасном диапазоне обеспечивает дополнительный температурный градиент скорости подьема струи выброса. За счет различных теплофизических свойств пылевого материала и воздуха преимущественный нагрев дисперсной фазы по сравнению с дисперсной средой резко увеличивает внутреннюю энергию частиц пыли, повышая интенсивность хаотичного движения этих частиц в среде и способствуя тем самым снижению их концентрации в атмосфере. 1 табл.

Наиболее близким к предлагаемому является способ аэродинамического рассеивания нагретых выбросов пыли, когда формируют факел нагретого пылевого аэрозоля и раздувают его.

Однако при использовании известного .; д способа рассеивания нельзя достичь высокой эффективности рассеивания, так как он осуществляется только за счет энергии направленных воздушных струй.(ветра), которые существуют переменно во времени и зависят от погодных условий. При этом не

1714158 используется дополнительно энергия сил другой природы, так как дисперсная фаза (частицы пыли) и дисперсная среда (воздух) имеют практически одинаковую температуРУ

Целью изобретения является повышение эффективности рассеивания пылевых частиц в атмосфере.

Поставленная цель достигается тем, что в пылевом материале предварительно выявляют химически несвязанные ингредиенты, для каждого из которых определяют температуру и соответствующую ей частоту собственного спектра в инфракрасном диапазоне частот при максимальной интенсивности излучения, затем на высоте факела выброса, соответствующей скорости пылинок 0,4-0,6 их начальной скорости, перед раздуванием пылевоздушного потока на пылевые частицы последовательно воздействуют тепловым излучением с частотами и температурами, совпадающими с выявленными для каждого ингредиента, в порядке возрастания этих температур по высоте факела.

В предлагаемомспособе предварительное выявление в пылевом материале химически несвязанных ингредиентов позволяет выделить весь набор частот и соответствующих им температур, при которых наблюдается максимальная интенсивность излучения в собственном диапазоне частот для каждого отдельно взятого ингредиента.

Облучение в инфракрасном диапазоне обеспечивает дополнительный температурный градиент скорости подьема струи выброса, а за счет различных теплофизических свойств (коэффициента температуропроводности, коэффициента теплопроводности и других) пылевого материала и воздуха преимущественный нагрев дисперсной фазы по сравнению с дисперсной средой резко увеличивает внутреннюю энергию частиц пыли, повышая интенсивность (по направлению и скорости) хаотичного движения этих частиц в среде. а следовательно, снижает их концентрацию в атмосфере.

Определение частот и температур для каждого химически несвязанного ингредиента позволяет индивидуально воздействовать тепловым излучением с соответствующей частотой и температурой на каждый из них. Облучение каждого ингредиента в пылевом материале с указанными значениями частот и температур обеспечивает теплофизическое увеличение собственных колебаний атомов пылевого вещества до наступления резонанса и с последующим спеканием этого вещества по ингредиентам. При этом условие максимальности интенсивности излучения обеспечивает комплекс резонансных колебаний пылевого материала в целом.

Возрастание температур по высоте фа5 кела обеспечивает осуществление наиболее экономического режима облучения, Если нагрев осуществлять хаотически по высоте, то достижение необходимой температуры на каждой последующей ступени будет со10 провождаться дополнительными энергетическими затратами, так как режим нагрева будет чередоваться с режимом охлаждения.

Если осуществлять нагрев с убыванием температур по высоте. то потребуется отвод

15 тепла на каждой последующей ступени, что менее экономично по сравнению с нагревом. Кроме того, процесс нагрева более гибок и оперативен.

Зона воздействия тепловым излучени20 ем на пылевой материал соответственно скоростному режиму движения частиц в факеле выброса выбрана, исходя из того. что, при больших скоростях частиц тепловое воздействие слишком мало во времени, а

25 при малых слишком велико. что в обоих случаях ухудшает эффективность рассеивания.

Пример. В сечении факела от выхлопного воздуховода вентиляционной системы, удаляющей запыленный воздух от транс30 портера горелой формовочной смеси цеха крупного литья реализовали следующие способы рассеивания: аэродинамический за счет формирования направленного воздушного потока через выхлопное устройст35 во вентиляционных систем с последующим раздуванием этого потока направленными внешними воздушными струями; аэродинамический за счет формирования факела предварительно нагретого пылевого аэро40 золя и раздувания его направленными внешними воздушными струями, а также предлагаемый теплофизический способ, в котором на высоте факела выброса, соответствующей скорости пылинок 0,4-0,6 их на45 чэльной скорости, последовательно воздействовали тепловым излучением с частотами и температурами, совпадающими с предварительно определенными для каждого ингредиента в порядке возрастания этих

50 температур по высоте факела, При этом предварительно находят для каждого химически несвязанного ингредиента (кварцевый песок, металл, глина) температуру и соответствующую ей частоту собственного

55 спектра в инфракрасном диапазоне частот при максимальной интенсивности излучения, При этом измеряют концентрацию пыли в приземном слое атмосферы, в месте отдыха работающих, расположенном от указанного выхлопа на 20 м, и в подфакельной зоне.

1714158

В результате промышленных испытаний определена концентрация пыли в указанной точке: 9,7 мг/м при использовании аэродинамического способа без прогрева;

9,39 мг/м при использовании прототипа и

5,63 мг/м при использовании предлагаемого способа.

Зависимость эффективности рассеивания пыли от скорости пылевых частиц в зоне теплового воздействия относительно их начальной скорости в сечении выброса для различных видов пылевого материала показана в таблице.

Из таблицы видно, что максимальная, эффективность рассеивания для всех типов пылевого материала достигает 58,6-58,9О и наблюдается в диапазоне значений скорости Vn от 0,4 до 0,6 своего начального значения Чо..

Применение предлагаемого способа снижает концентрацию пыли в приземном слое атмосферы.

Формула изобретения

Способ теплофизического рассеивания пыли в атмосфере, включающий формиро. вание направленного пылевоздушного потока через выхлопное устройство

5 вентиляционной системы с последующим раздуванием этого потока направленными внешними воздушными струями, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью повышения эффективности рассеивания, в пылевом ма10 териале предварительно выявляют химически несвязанные ингредиенты, для каждого из которых определяют температуру и соответствующую ей частоту собственного спектра в инфракрасном диапазоне частот при

15 максимальной интенсивности излучения, и перед раздуванием пылевоздушного потока производят воздействие на пылевые части-, цы на высоте факела выброса, где скорость пылевых частиц составляет 0,4-0,6 от их на20 чальной скорости, тепловым излучением с частотами и температурами, совпадающими с выявленными для каждого ингредиента, в порядке возрастания этих температур по высоте факела.