Способ теплофизического рассеивания пыли в атмосфере

(505 Е 21 Р 5/ ЕТЕНИ беспыливаможет быть ромыалену яв- сеиогда эронамического в формировао потока четиляционных тных устаноем этого по- внешнимивел ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗО К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(56)Рихтер Л,А. и др, Охрана водного и воздушного бассейнов от выбросов ТЭС, - М.: Знергоиздат, 1981, с. 105, 106, 118,Справочник по пыле-.и золоулавливанию. 7 Под ред. А,А.Русанова. - М.: Энергия, 1975, е, 246, 249.(54) СПОСОБ ТЕПЛОФИЗИЧЕСКОГО РАССЕИВАНИЯ ПЫЛИ В АТМОСФЕРЕ, (57) Изобретение относится к обеспыливанию атмосферного воздуха, С целью повышения эффективности расаеивания 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 нию атмосферного воздуха и использовано влюбой отрасли ности,Известен способ аэроди рассеивания. заключающийся нии направленного воздушног рез выхлопное устройство вен систем (часто после пылеочис вок) с последующим раздувани тока направленными воздушными струями,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 дисперс- Я ной 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 предлагаемом ляется способ аэродинамического рас вания нагретых выбросов пыли, к формируют факел нагретого пылевого а золя 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 неиспользуется дополнительно энергия сил другой природы, так как дисперсная фаза (частицы пыли) и дисперсная среда (воздух) имеют практически одинаковую температу- РУЦелью 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 определяюттемпературу 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 засчет 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 (оо 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 колебанийпылевого материала в целом.Возрастание температур по высоте фа 5 кела обеспечивает осуществление наиболееэкономического режима облучения, Еслинагрев осуществлять хаотически по высоте,то достижение необходимой температурына каждой последующей ступени будет со 10 провождаться дополнительными энергетическими затратами, так как режим нагревабудет чередоваться с режимом охлаждения,Если осуществлять нагрев с убыванием температур по высоте. то потребуется отвод15 тепла на каждой последующей ступени, чтоменее экономично по сравнению с нагревом. Кроме того, процесс нагрева более гибок и оперативен,Зона воздействия тепловым излучени 20 ем на пылевой материал соответственноскоростному режиму движения частиц в факеле выброса выбрана, исходя из того. что,при больших скоростях частиц тепловоевоздействие слишком мало во времени, а25 при малых слишком велико. что в обоих случаях ухудшает эффективность рассеивания.П р и м е р. В сечении факела от выхлопного воздуховода вентиляционной системы,удаляющей запыленный воздух от транс 30 портера горелой формовочной смеси цехакрупного литья реализовали следующиеспособы рассеивания: аэродинамическийза счет формирования направленного воздушного потока через выхлопное устройст 35 во вентиляционных системс последующимраздуванием этого потока направленнымивнешними воздушными струями; аэродинамический за счет формирования факелапредварительно нагретого пылевого аэро 40 золя и раздувания его направленнымивнешними воздушными струями, а такжепредлагаемый теплофизический способ, вкотором на высоте факела выброса, соответствующей скорости пылинок 0,4-0,6 их на 45 чэльной скорости, последовательновоздействовали тепловым излучением с частотами и температурами, совпадающими спредварительно определенными для каждого ингредиента в порядке возрастания этих50 температур по высоте факела, При этомпредварительно находят для каждого химически несвязанного ингредиента (кварцевый песок, металл, глина) температуру исоответствующую ей частоту собственного55 спектра в инфракрасном диапазоне частотпри максимальной интенсивности излучения, При этом измеряют концентрацию пылив приземном слое атмосферы, в месте отдыхаработающих, расположенном от указанноговыхлопа на 20 м, и в подфакельной зоне.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 58,6-58,9 О и наблюдается в диапазоне значений скорости Чп от 0,4 до 0,6 своего начального значения ЧоПрименение предлагаемого способа снижает концентрацию пыли в приземном слое атмосферы. Ф орм ула изобретен ия Способ теплофизического рассеиванияпыли в атмосфере, включающий формиро.вание направленного пылевоздушного потока через выхлопное устройство5 вентиляционной системы с последующимраздуванием этого потока направленнымивнешними воздушными струями, о т л и ч аю щ и й с я тем, что, с целью повышенияэффективности рассеивания, в пылевом ма 10 териале предварительно выявляют химически несвязанные ингредиенты, для каждогоиз которых определяют температуру и соответствующую ей частоту собственного спектра в инфракрасном диапазоне частот при15 максимальной интенсивности излучения, иперед раздуванием пылевоздушного потокапроизводят воздействие на пылевые части-,цы на высоте факела выброса, где скоростьпылевых частиц составляет 0,4-0,6 от их на 20 чальной скорости, тепловым излучением счастотами и температурами, совпадающими с выявленными для каждого ингредиента, в порядке возрастания этих температурпо высоте факела,