способ пылеподавления
Классы МПК: | E21F5/00 Способы и средства для предотвращения образования пыли, для связывания, осаждения или удаления пыли; предотвращение взрывов или рудничных пожаров C09K3/22 для защиты от пыли или для пылепоглощения |
Автор(ы): | Шувалов Юрий Васильевич (RU), Веселов Александр Петрович (RU), Смирнов Юрий Дмитриевич (RU), Каменский Александр Андреевич (RU) |
Патентообладатель(и): | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный горный институт имени Г.В. Плеханова (технический университет)" (RU) |
Приоритеты: |
подача заявки:
2007-02-26 публикация патента:
27.08.2008 |
Изобретение относится к охране труда и области защиты окружающей среды в железорудной, угольной, строительной отраслях промышленности, может быть использовано для пылеподавления и снижения пылепереноса при ведении горных работ. Техническим результатом является легкость изготовления состава, экономичность, эффективность и экологическая безопасность способа. Способ характеризуется тем, что связывание и коагуляция пыли осуществляется в воздушном потоке аэрозоля, включающего воздухонаполненные водные (98%) пены высокой кратности, в состав которых входит поверхностно-активное вещество, представленное глицерином (0,2-0,4%), а в качестве стабилизатора - олеиновой кислотой (0,8-1,2%) и содой каустической (0,4-0,6%), а пылеподавление осуществляется выдуванием раствора через сопла форсунки на запыленные поверхности. 1 табл.
Формула изобретения
Способ пылеподавления, заключающийся в обработке пылящих поверхностей пенообразующим составом, включающим поверхностно-активное вещество ПАВ - глицерин, стабилизатор и воду, отличающийся тем, что связывание и коагуляцию пыли осуществляют в воздушном потоке аэрозоля, содержащем воздухонаполненные водные короткоживущие, высокой кратности пены, в состав которой в качестве стабилизатора входит олеиновая кислота и сода каустическая при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Олеиновая кислота | 0,8-1,2 |
Сода каустическая | 0,4-0,6 |
Глицерин | 0,2-0,4 |
Вода | Остальное |
Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к охране труда и области защиты окружающей среды в железорудной, угольной, строительной отраслях промышленности, может быть использовано для пылеподавления и снижения пылепереноса при ведении горных работ.
Известна установка для получения искусственного снега, используемая для пылеосаждения (патент RU №2159398, МПК 7 F25С 3/01, 2000 г.), принцип работы которой заключается в том, что из установки подается искусственный снег путем равномерного распределения по пылящей поверхности.
Недостатком устройства является низкая эффективность связывания осевшей пыли и закрепления пылящих поверхностей.
Известна установка для связывания пыли (патент RU №2230997, МПК 7 F24F 3/16, 2004 г.), принцип работы которой заключается в том, что через пневмогидравлическую форсунку и форсунку-туманообразователь подается вода и сжатый воздух, благодаря которым образуется туман, связывающий осевшую пыль и пылящую поверхность.
Недостатком указанного изобретения является необходимость постоянного подогрева форсунки и охлаждение подаваемого сжатого воздуха.
Известен принятый за прототип заявленного изобретения пенообразующий состав для защиты от пыли (патент RU №2027501, МПК B01F 17/02, 1995 г.), который содержит алкилсульфонат натрия или вторичный алкилсульфат натрия (3-32%), диэтаноламид (1-16%), глицерин (2-10%), додециловый спирт (0,01-3%), метилцеллюлозу или полиакриламид (0,1-5%), воду - остальное (до 100%). Состав распыляют на пылящую поверхность и благодаря композиции поверхностно-активных веществ и пенообразователя осуществляется пылеподавление.
Недостатком указанного изобретения является достаточно сложный состав и горючесть некоторых составляющих.
Техническим результатом изобретения является устранение указанных недостатков: упрощение состава, экономичность, эффективность и экологическая безопасность способа.
Технический результат достигается тем, что способ пылеподавления, заключающийся в обработке пылящих поверхностей пенообразующим составом, включающим поверхностно-активное вещество - глицерин, стабилизатор и воду, согласно изобретению связывание и коагуляцию пыли осуществляют в воздушном потоке аэрозоля, содержащем воздухонаполненные водные короткоживущие, высокой кратности пены, в состав которой в качестве стабилизатора входит олеиновая кислота и сода каустическая при следующем соотношении компонентных мас.%:
Олеиновая кислота | 0,8-1,2; |
Сода каустическая | 0,4-0,6; |
Глицерин | 0,2-0,4; |
Вода | остальное. |
Предложенный состав представляет собой короткоживущую пенную смесь высокой кратности (кратность - отношение объема полученной пены к объему водного раствора пенообразователя, который затрачен для получения пены), образованную при выдувании раствора через сопла форсунки.
Состав короткоживущих пен высокой кратности приготавливают следующим образом.
1. Сначала приготавливают концентрат раствора:
- в 87-91 г воды добавляют 4-6 г олеиновой кислоты;
- разбавленную олеиновую кислоту смешивают с 2-3 г соды каустической;
- смесь нагревают до 60°С при постоянном перемешивании;
- смесь охлаждают и добавляют в нее 1-2 г глицерина;
2. Рабочий раствор для пылеподавления получают, разбавляя полученный концентрат водой в 5 раз, который содержит глицерин (0,2-0,4%), олеиновую кислоту (0,8-1,2%), соду каустическую (0,4-0,6%) и воду (остальное).
Полученным рабочим раствором обрабатывают пылящую поверхность и воздушное пространство над ней при выдувании его через сопла форсунки.
Опытами установлено, что при механическом получении пены путем взбивания жидкости с последующим выдуванием ее через сопла форсунки при давлении 1 атм (3-5 м/с - скорость потока воздуха), общая масса осевшей пыли при данном способе пылеподавления в 2 раза больше, чем при диспергировании водой без примесей. Притягивание пыли достигается за счет электростатического заряда пузырей (получаемых при выдувании через сопло), притягивающего пыль на оболочку пузыря. Пылеподавление осуществляется как в воздухе, так и на поверхности благодаря клеящим свойствам олеиновой кислоты. Расстояние активного оседания пыли при пылеподавлении на 20% больше, чем в прототипе.
В таблице представлены опытные значения пылеподавления.
№ | Олеиновая кислота | NaOH, г | Глицерин, г | Н2O г | Размер пузыря, мм | Время существования, с | Кратность пены | Эффективность пылеподавления, % |
1 | 0,7 | 0,1 | 0 | 99,2 | 0 | 0 | 0 | 15-20 |
2 | 0,8 | 0,2 | 0,1 | 98,9 | 7-10 | 2-3 | 300-400 | 20-25 |
3 | 0,9 | 0,4 | 0,2 | 98,5 | 20-30 | 20-25 | 900-1000 | 90-95 |
4 | 1,2 | 0,5 | 0,3 | 98,0 | 20-30 | 22-30 | 950-1100 | 90-95 |
5 | 1,4 | 0,7 | 0,4 | 97,5 | 15-25 | 17-20 | 900-950 | 80-90 |
Из таблицы видно, что наибольшая эффективность пылеподавления наблюдается при третьем и четвертом составе.
Техническим результатом изобретения является более простой состав пылеподавляющего раствора, экономичность, эффективность и экологическая безопасность способа.
Затраты на пылеподавление снижаются за счет значительного уменьшения расхода воды (в 20-30 раз) при малых затратах на дополнительное оборудование.
Класс E21F5/00 Способы и средства для предотвращения образования пыли, для связывания, осаждения или удаления пыли; предотвращение взрывов или рудничных пожаров
Класс C09K3/22 для защиты от пыли или для пылепоглощения