Внимание, воздух! - [2]

Б. А. СИМКИН,

заместитель председателя ВСНТО, доктор технических наук, профессор

*************************************************************************

Введение в пылевыведение

Еще в середине XIX в. пылеулавливание мало кого интересовало. Единственной мерой, которую лондонцы приняли против пыли, было запрещение пользоваться каменным углем для отопления. В каминах жарко потрескивали огромные поленья, и старые леди кутались в теплые пледы.

Может быть, в один из таких зимних вечеров, сидя у камина, молодой физик Джордж Габриэль Стокс задумался над тем, что настанет время и мельчайшая пылинка вырастет в проблему угрожающих размеров. А какие силы влияют на свободное парение пыли? Как применить здесь закон Ньютона, безошибочный при расчете падения крупных тел? Ведь железный шарик размером в несколько микрометров при падении явно чем-то тормозится. И сэр Джордж вывел закон, определяющий силу сопротивления, действующую на твердый шар при медленном перемещении в вязкой среде. Впоследствии закон лег в основу всех расчетов движения частиц в жидкости и газе.

Если, купаясь в реке, нырнуть, открыть глаза и взглянуть вверх с рыбьей точки зрения, увидишь множество взвешенных частичек. Здесь и песок, и глина, и какие-то организмы, и шарики мазута. Все это несется течением и никак не хочет осесть.

В воздухе творится приблизительно то же самое. Только вязкость его намного меньше, чем воды, поэтому и частицы в нем удерживаются лишь очень маленькие и легкие.

Декабрьским днем 1952 г. над Лондоном появились барашки кучевых облаков. Погода была тихая. Дымили трубы фабрик и заводов, работали дробилки и мельницы, врезались в металл наждачные круги, полировальные шкурки драили дерево. А облачность росла. На третий день затишья над городом образовался темный свод, через который едва просвечивало солнце. Люди оказались в положении рыб, живущих в загрязненном водоеме. И вдруг эта дымно-пылевая туча, получившая позже название инверсионного слоя, стала выдавать обратно все, чем ее напитали люди. Пыль больше не могла удержаться в верхних слоях атмосферы и стала оседать. С нею спускались вниз гарь, капельки кислоты, газы.

Первыми жертвами смога, а это был именно он, оказались легочные больные. За четыре дня смог унес 4 тыс. жизней.

Лишь тогда засуетились санитарные инспекции. Фирмы, выпускающие автомобили, начали разрабатывать системы очистки и дожигания выхлопных газов. Вновь решили строить не выдержавшие когда-то конкуренции электромобили. Под угрозой разорительных штрафов к заводским трубам кое-где стали приделывать фильтры.

Владельца одного из металлургических заводов посетил необычный визитер. Он предложил избавить хозяина предприятия от всех неприятностей, связанных с требованиями санитарной инспекции, а взамен просил пустяк -- разрешение поставить возле дымовых труб свои фильтры. Хозяин, считая, что перед ним сумасшедший, тем не менее дал согласие и обязался всю уловленную этим чудаком пыль отдавать ему безвозмездно.

Прошло несколько месяцев, на территории завода выросли какие-то башни, а вскоре их владелец пришел к хозяину и предложил ему купить порошок металла, добытого из пыли. И тут хозяин подсчитал, что ему намереваются ежемесячно продавать ровно 6% выпускаемого продукта без затрат на доставку сырья и оплату труда плавильщиков...

Оказывается, пылеулавливание -- выгодное дело! Из золы электростанций можно извлекать редкие и даже драгоценные металлы, а основную массу сдавать как сырье на цементные заводы. Из сернистого газа получать серу. Из, казалось бы, никому не нужной минеральной пыли делать строительные блоки. И так далее -- без конца. Пылеулавливание выгодно!

Сейчас, в 80-х годах, на большинстве предприятий тем или иным методом 90% пыли из газов все-таки ловят. В воздух летят 10%. Конечно, можно сказать: "Подумаешь, всего десять процентов!" Но правильней воскликнуть: "Целых десять процентов!" Нужно воевать даже за доли процента. "Воевать", но уместно ли здесь это слово? Ведь на каждом заводе есть специализированные службы, в обязанности которых входит контроль за работой пылеуловителей. Конечно, это так, но силы загрязнителей и очистителей атмосферы несоизмеримы. Службе газоочистки без помощи рационализаторов не справиться со смогом. Значит -война?

Но чтобы воевать, нужно знать врага. В данном случае-- физико-химические свойства пыли и газов. Нужно владеть оружием -- знать весь арсенал средств, уже придуманных инженерами и учеными.

В любой патентной библиотеке вы найдете массу таких изобретений, как советских, так и зарубежных. Каких только систем нет: и пылеосадочные камеры, где пыль осаждается за счет расширения газа, и рукавные фильтры из шерстяной фланели, в которые загоняют газ и заставляют его выходить наружу через поры материи. Фильтров построено множество, но чтобы их поры очистить от пыли, рукава надо трясти, продувать и выколачивать, а это гибельно для ткани. Ведь в дырявом мешке пыль не удержать.

Очень много патентов на электрофильтры. Если в пылеосадочной камере подвесить проволочные электроды и подвести к ним высокое напряжение, то заряженные частицы, образующиеся из воздуха, начнут двигаться по силовым линиям электрического, поля. По пути они захватят с собой частицы пыли и тумана и доставят их к электроду. Потом электроды встряхнут, и пыль с них упадет в бункер. Но и этот пылеуловитель имеет ряд недостатков. Он очень громоздок, его электрооборудование сложно в эксплуатации, а во время встряхивания часть пыли с электродов все же уносится в атмосферу.