Бийские ученые направили ультразвук на борьбу с вредной пылью

В бийском Институте проблем химико-энергетических технологий СО РАН разработали новый эффективный способ осаждения вредной пыли. Данный метод позволяет бороться с пылью с помощью ультразвуковых волн и дополнительной дисперсной фазы и актуален для любого производства, сообщает «Наука в Сибири».

По словам ученых, химический состав пыли не имеет особого значения: это могут быть мельчайшие частицы, образующиеся при работе с краской, цементом, углем, мукой и т. д. «Особенно большой риск для здоровья возникает в процессе работы с нанопорошками, причем с точки зрения безопасности важен полный технологический цикл: от получения вещества до его утилизации. Отсюда возникла необходимость создания метода эффективной нейтрализации вредных выбросов», - рассказывает ученый секретарь ИПХЭТ СО РАН кандидат технических наук Сергей Титов.

Как оказалось, бийские ученые усовершенствовали уже известный способ по осаждению вредных фракций с помощью ультразвуковой коагуляции (физико-химического процесса укрупнения частиц). Ноу-хау заключается в том, что в существующую дисперсную среду с помощью ультразвукового ингалятора вводится обычная вода. Это позволяет намного быстрее и эффективнее осаждать загрязнения размерами около микрона и меньше. Ультразвуковое излучение действует двояко: с одной стороны, оно создает акустический ветер и сдувает мелкую пыль, а с другой — «сгоняет» частицы в области пучностей волн, где фракции быстро слипаются, становятся большими, тяжелыми и выпадают в осадок. При осаждении аэрозолей с характерным диаметром частиц менее 10 микрометров более эффективны ультразвуковые частоты порядка 30 кГц и более.

Известно, что специалисты ИПХЭТ СО РАН совершенствуют технологию с 2013 года. За это время ученые провели ряд экспериментов с разными модельными средами и условиями, изменяя влажность и температуру. Выяснилось, что ограничений по использованию метода нет, если только вредный порошок от взаимодействия с жидкостью не становится токсичнее. В работе использовался специальный лазерный измерительный комплекс, также разработанный в лаборатории физики преобразования энергии высокоэнергетических материалов. Сейчас ученые работают по гранту Российского фонда фундаментальных исследований. Руководитель проекта — доктор технических наук, профессор, главный научный сотрудник Томского государственного университета Евгений Козлов, а исполнитель — научный сотрудник ИПХЭТ СО РАН кандидат физико-математических наук Александра Антонникова. В ближайших планах ученых — создание легко устанавливаемых и настраиваемых устройств ультразвукового излучения и распыления жидкости, которые пока что существуют в виде лабораторных образцов.