Научная статья на тему 'БЕЗОПАСНОСТЬ ЧЕЛОВЕЧЕСКОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ'

БЕЗОПАСНОСТЬ ЧЕЛОВЕЧЕСКОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ Текст научной статьи по специальности «Химические технологии»

CC BY
66
18
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
ВРЕДНЫЕ ГАЗЫ / ИСПАРЕНИЯ / ЗАЩИТА / ЭКСПЕРИМЕНТЫ / ЭКОЛОГИЯ

Аннотация научной статьи по химическим технологиям, автор научной работы — Войнов Кирилл Николаевич

Активная производственная и бытовая деятельность людей приводит к существенному загрязнению среды обитания: воздушного бассейна, воды и почвы. Огромное количество канцерогенных газов (включая выхлопные) и вредных испарений загрязняют природу, что отражается особенно негативно на здоровье человека. В статье показан современный подход с выполненными научными исследованиями по сохранению окружающей среды на примере комплексной защиты экологии от выхлопных газов автомобилей, хотя полученные результаты вполне применимы и для иного транспорта, включая защиту от газов, выходящих из труб предприятий. Алгоритм - одинаковый.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по химическим технологиям , автор научной работы — Войнов Кирилл Николаевич

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

SAFETY OF THE HUMAN ACTIVITY

Active production and social activities of people leads to very essential of the contamination for our environment, namely: air-pool, water and ground. Enormous amount of carcinogenic gases (including exhaust) and harmful evaporations which soil our nature. It has very negative effect on the man’s health. All-embracing approach with made scientific investigations are represented in this article using the example with the protection against the exhaust gases from the motor vehicles although the reached results can be also used and for another transport and for gases which turn out of the smoke-stacks. Algorithm is the same.

Текст научной работы на тему «БЕЗОПАСНОСТЬ ЧЕЛОВЕЧЕСКОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ»

УДК 504.75.05

БЕЗОПАСНОСТЬ ЧЕЛОВЕЧЕСКОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ

КН. Войнов

SAFETY OF THE HUMAN ACTIVITY

K.N. Voinov

Аннотация. Активная производственная и бытовая деятельность людей приводит к существенному загрязнению среды обитания: воздушного бассейна, воды и почвы. Огромное количество канцерогенных газов (включая выхлопные) и вредных испарений загрязняют природу, что отражается особенно негативно на здоровье человека. В статье показан современный подход с выполненными научными исследованиями по сохранению окружающей среды на примере комплексной защиты экологии от выхлопных газов автомобилей, хотя полученные результаты вполне применимы и для иного транспорта, включая защиту от газов, выходящих из труб предприятий. Алгоритм - одинаковый.

Ключевые слова: вредные газы; испарения; защита; эксперименты; защита; экология.

Abstract. Active production and social activities of people leads to very essential of the contamination for our environment, namely: air-pool, water and ground. Enormous amount of carcinogenic gases (including exhaust) and harmful evaporations which soil our nature. It has very negative effect on the man's health. All-embracing approach with made scientific investigations are represented in this article using the example with the protection against the exhaust gases from the motor vehicles although the reached results can be also used and for another transport and for gases which turn out of the smoke-stacks. Algorithm is the same.

Key words: harmful gases; environment; pollutions; gases; evaporations; experiments;

results

Введение

В настоящее время перед человечеством возникло особенно остро несколько экологических проблем, а именно: загрязнение воздушного бассейна от выхлопных газов автомобильного [1-2] и специального транспортного парка (железнодорожного, судового, авиационного, военного), выбрасывающего в воздух многие тонны канцерогенных газов, в состав которых входят очень опасные для человека и природы (вода, почва и их обитатели).

Свою негативную лепту в этом процессе безусловно вносят промышленные предприятия (заводы, фабрики, котельные, специальные исследовательские лаборатории, отдельные сельскохозяйственные комплексы и площадки с оборудованием для утилизации различных отходов), которые выбрасывают ядовитые газы и жар в атмосферу. Применяемые фильтры в трубах не уничтожают полностью все попадающие в воздух вредные химические элементы и их компоненты, что в дождливую погоду приводит к выпадению губительных для окружающей среды кислотных дождей.

Другой важный негативный фактор проявляется при работе весьма многочисленных сварочно-наплавочных работ, от очистных моюще-выварочных ванн, от которых нежелательные газы и испарения попадают в атмосферу через вытяжную вентиляцию.

И третий важный момент связан с перегревом атмосферы от высокой температуры различных газов и/или испарений, что приводит к возрастанию температуры воздуха, таянию вечной мерзлоты, образованию озоновых дыр в атмосфере и др.

1. Постановка задачи

Современные методы нейтрализации газов и вредных испарений с помощью высоких труб с фильтрами, с использованием вытяжной вентиляции не являются эффективными и,

кроме того, не препятствуют перегреву окружающего воздуха. Следовательно, основной задачей работы является разработка принципиально нового комплексного способа нейтрализации как агрессивных газов и/или вредных испарений, так и ликвидации какого-либо заметного перегрева атмосферного воздуха при сжигании промышленных и/или бытовых отходов, при работе печей металлургических заводов и пр. Поэтому в данной научной статье автор использовал комплексный подход к решению перечисленных выше проблем, успешно апробировав запатентованные разработки на примере нейтрализации выхлопных газов автомобилей с устранением сколько-нибудь заметного нагревания окружающего воздуха, что в целом может быть по аналогии эффективно применено к использованию и для всех иных транспортных средств, промышленных предприятий, прочих объектов и систем. Это подтверждается полученными патентами, результатами проведённых экспериментов и публикациями [3-9].

Одновременно решены и другие исключительно важные задачи. Вообще не требуется строительства у предприятий никаких разных по своей высоте труб, которые в военное время являются для противника прекрасным ориентиром для точного обстрела. При этом, если из труб выходит дым, то это значит, что предприятие ещё всё-таки работает. Поэтому его нужно продолжать обстреливать/бомбить. Вообще не нужно закупать, производить, устанавливать и ремонтировать любые фильтры, что, как и в предыдущем случае, даёт общую высокую финансовую экономию и сберегает экологию.

2. Методы исследования

Для решения означенных ранее задач и проблем были использованы следующие действия:

А - знакомство с нормами, правилами, руководящими материалами, ГОСТами, патентами, статьями/публикациями, которые связаны с исследуемой проблемой;

Б - изучение химических вопросов, связанных с составом выхлопных газов, с их температурой, степенью канцерогенности, с возможностью нейтрализации водой; В - ознакомление с приборами и средствами контроля для проведения фиксируемых параметров и рабочих характеристик исследуемых процессов;

Г-на основании накопленной информации разработать и запатентовать наиболее эффективные способы нейтрализации как выхлопных газов (а потенциально, и газов из труб промышленных предприятий), так и вредных испарений, что не будет превышать предельно допустимые концентрации (ПДК) для окружающей среды и для людей;

Д - проработать вопрос с использованием водного резервуара/бассейна, с помощью которого обеспечить существенное понижение температуры выходящих газов до нормального уровня и без выбросов опасных газовых пузырьков из воды в окружающий воздух; Е - математически и на приборах проанализировать результаты проводимых семилетних экспериментов, представив итоговые графики после описания процессов в компьютерной обработке по программе MathCad-15.

3. Этапы выполненных научных исследований

А. Данные в сокращённом виде о просмотренной технической литературе, Нормах, ГОСТах и полученных автором патентах приведены в общем списке литературы. Но часть патентов, выданных не автору работы, укажем ниже, которые возможны для использования, но из-за отсутствия комплексного подхода к реализации не будут столь эффективны.

- Фильтр (патент РФ 2147915, БИ 12, 27.04.2000). Фильтр представляет собой аппарат коробчатой формы, оснащённый фильтрующими элементами с развёрнутой в единице объёма поверхностью из пористого материала.

- Фильтрующий элемент для очистки жидкостей и газов (патент № 2205056). Изобретение относится к сорбционной технике, в частности к области производства фильтрующих элементов, для средств очистки воздуха, воды, топлива и других сред.

- Способ очистки газов (патент № 2064328). Изобретение относится к очистке газов от механических примесей и различных газовых соединений.

- Устройство для очистки воздуха и газов (патент № 2050944). Изобретение относится к устройствам для очистки воздуха и газов от пыли.

- Фильтр мокрой очистки газа (патент № 2043139). Изобретение относится к технике мокрой очистки газов; может применяться во многих отраслях промышленности, где есть необходимость улавливать одновременно пыль и вредный газ.

- Устройство для очистки газа (патент № 2008074). Изобретение относится к области очистки промышленных газов.

- Фильтрующий элемент для очистки жидкостей и газов (патент № 2205056). Изобретение относится к сорбционной технике, в частности к области производства фильтрующих элементов, для средств очистки воздуха, воды, топлива и других сред.

- Зернистый фильтр для выделения высокодисперсной сажи из аэрозольных потоков (патент № 2317134). Изобретение относится к пылеулавливанию.

- Металлокерамический фильтр (патент № №2281145). Изобретение относится к фильтрам очистки газов.

- Вертикальный трубчатый электрофильтр (патент № 2608402). Изобретение относится к электрической очистке газов от взвешенных частиц в различных отраслях промышленности.

- Фильтрующее устройство, в частности воздушный фильтр для двигателя внутреннего сгорания (патент № 2491113). Изобретение содержит фильтрующий элемент, выполненный в виде многосильфонного фильтра.

- Устройство для очистки выхлопных газов (патент № 2343961). Изобретение содержит фильтровальные элементы с множеством проходов для выхлопных газов.

- Регенерируемый сажевый фильтр выхлопных газов (патент № 2075603). Изобретение относится к очистке газов для дизельных двигателей путём периодической очистки с помощью нагрева фильтра для выгорания сажи и применения ультразвука.

Полученные автором патенты полностью и комплексно решают проблемы, связанные как с защитой от канцерогенных газов, так и от вредных испарений, чего нет в ранее известных патентах.

Б. Приведём выдержку из «Правила по охране труда при эксплуатации нефтебаз и автозаправочных станций» ПОТ Р О-112-001-95 (УТВ. МИНТОПЭНЕРГО РФ 18.09.95 № 191), из которых следует, что наиболее канцерогенными оказываются бензол, нефть, бензин, сероводород, керосин, тетраэтилсвинец и хлор.

Следующая краткая информация о химическом составе выхлопных газов [1, 2] в двигателях представлена в таблице.

Таблица - Составы газов объёму в %

Газ Бензиновый Дизельный Токсичность

Азот 74,0.. .77,0 76,0.78,0 Нет

Кислород 0,3...8,0 2,0.18,0 Нет

Пары воды 3,0.5,5 0,5.4,0 Нет

Диоксид углерода 5,0.12,0 1,0.10,0 Нет

Оксид углерода 0,1.10,0 0,01.5,0 Да

Углеводороды не

канцерогенные 0,2.3,0 0,009.0,5 Да

Альдегиды 0.0,2 0,001.0,009 Да

Оксид серы 0.0,002 0.0,03 Да

Сажа, г/м3 0.0,04 0,01.1,10 Да

Бензопирен, мг/м3 0,01.0,02 до 0,01 Да

http://vestnik-

;-nauki.ru

ISSN 2413-9858

Теперь запишем часть из тех химические реакции, которые могут происходить при контакте выхлопных газов с водой:

1) образование следующих композиций: Н20 + Б02^ Н2803 (сернистая кислота); Н2803+03 (озон, который, например, образуется во время грозы) ^ Н2Б04 (серная кислота) + 02;

2) окисление тяжёлых металлов в присутствии воды: 2РЬ + 03 -+■ 2Н20 —* 2РЬ(ОН)2;

3) формирование сложных составов, начиная с гидратированных ионов ЛГ3_ :

4) наличие хлорноватистой кислоты НОС1, что отличается от газообразного хлора по

своей сути: С12 + Н20 -> С1" + И + + НОС1.

Эти реакции скоротечны и при большом объёме водного резервуара (использовалась бочка пластмассовая БП205 ёмкостью 205 литров) (см. далее используемые приборы для контроля химического состава воды) не вызывают дополнительных затрат по реализации разработанной технологии очистки и контроля предложенного процесса. Кроме того, не возникнет проблем и с чрезмерным нагревом воды в резервуаре, в который направляются выхлопные газы.

При направлении любых выходящих газов (или испарений) в водный резервуар, будь то самотёком или насосом, представлял интерес в определении поля температур, с которыми потенциально будем иметь дело. Слишком высокие перегревали бы воду, доводя её до кипения, что нежелательно. Для этого применялась следующая разработанная методика. Общий шаг измерений температуры по отношению к краю выходного отверстия патрубка для выхлопных газов был принят 5 см.;

а - по осевой линии от кромки выходного отверстия измерения делались 4 раза (первое-примерно по центру отверстия, а остальные три - на 5, 10 и 15 см., следовательно, всего 4 измерения, цифры 2, 3, 4, 5); каждые измерения повторялись три раза с записью средних значений получаемых результатов. Например, в точке 2 температура была 56, 57 и 55 оС (то есть, средняя равна 56); для точки 12 были получены следующие значения температур: 47, 48 и 49 оС (среднее 48) и т. д.;

б - от верхнего края выходного отверстия патрубка и далее по горизонтальной линии ещё два измерения с шагом по 5 см., то есть всего 3 измерения, цифры 6, 7, 8;

в - выше верхнего края отверстия патрубка на 5 см и опять по горизонтальной линии с шагом 5 см., то есть всего 3 измерения температуры, цифры 9, 10, 11;

г - справа от края отверстия патрубка и далее по горизонтали через 5 см. три раза тестирования, то есть всего 4 измерения, цифры 12, 13, 14, 15;

д - справа от края отверстия патрубка на расстоянии 5 см в сторону и далее по горизонтали ещё три измерения с шагом 5 см., то есть всего 4 измерения, цифры 16, 17, 18, 19; е - слева от края отверстия патрубка и далее по горизонтали через 5 см три раза тестирования, то есть всего 4 измерения, цифры 20, 21, 22, 23 (все на рисунке не показаны); ж - слева на расстоянии 5 см в сторону и далее по горизонтали ещё 3 измерения с шагом 5 см., всего 4 измерения, цифры 24, 25, 26, 27 (все на рисунке не показаны).

Впервые получены общие поля контроля температуры (рис. 1).

На левой части рис. 1 схематично представлена часть конца выхлопной трубы 1 и места измерения температуры, обозначенные, как и на правом виде, цифрами. Некоторые цифры не представлены, так как на этих видах скрывали бы уже нанесённые точки. Даже по центральной горизонтальной оси трубы имеются, в частности, три группы точек контроля: по центру отверстия 2, 3, 4 и 5; далее в этой же горизонтальной плоскости по правому краю отверстия точки контроля имеют номера 12, 13, 14 и 15.

http://vestnik-nauki.ru

;-nauki.ru

ISSN 2413-9858

11

19

15

8

Рисунок 1 - Точки контроля температуры выхлопных газов

Аналогично, но по левому краю отверстия и также в горизонтальной плоскости указаны номера 16, 17, 18 и 19 (хотя, по своей сути) все эти три группы точек контроля лежат в одной плоскости рисунка и видны были бы лишь ближайшие к наблюдателю, то есть только 16-19. Поэтому на правой части рис. 1 при виде с торца мы видим лишь точку 5, а за ней в сторону к отверстию трубы не видим точки 4, 3 и 2.

Расстояния между точками измерения, как указывалось ранее, 5 см. В частности, между 6-9, 7-10, 8-11, 9-10, 10-11, 6-7, 7-8, 2-3, 3-4, 4-5, 12-13, 13-14, 14-15, 16-17 и т. д. Измерения проводились на открытом воздухе при вхолостую работавшим двигателям легковых автомобилей как бензиновых, так и на дизельном топливе. Установлено, что в зависимости от расстояния измерения по отношению к выхлопной трубе диапазон температур колебался от 56 до 15 оС. То есть, это всё не будет критичным для перегрева воды в резервуаре.

Компьютерно-математическое описание изменений температуры выхлопных газов вне патрубка автомобиля

Составление компьютерной программы в оболочке МаШСаё-15 выполнялось для примера на четырёх экспериментальных точках, учитывая полученные статистические экспериментальные данные, приведённые выше.

Итак, для случая, когда обрабатывались четыре опытные точки (п = 4) измерений (позиции 2, 3, 4 и 5 (рис. 2)). Шаг контрольных измерений по температуре и от выхлопной трубы был принят равным пяти сантиметрам.

В качестве нелинейной аппроксимации наблюдаемых статистических данных по изменению температуры была выбрана парабола, что показало правильность использования полинома второй степени как в этом примере, так и в последующих. При этом через буквы а, Ь и с в итоговом уравнении были обозначены параметры уравнения параболы.

На рис. 2 представлен итоговый график, где по оси ординат красными линиями соединены наблюдаемые экспериментальные точки и фиксации изменения температуры и теоретически полученные точки для Щ. Из рис. 2 следует, что совпадение опытных данных с теоретическим описанием высокое.

http://vestnik

;-nauki.ru

ISSN 2413-9858

О

О

5

10

15

Рисунок 2 - Пример изменения измеренной температуры по вертикальной оси, исходящей из центра края отверстия выхлопного патрубка, а по горизонтали Li - расстояния (см) от конца

патрубка наружу от автомобиля

В. Для проведения экспериментальных измерений были изучены следующие приборы.

По единой методике исследовались спектры состава химических элементов у следующих легковых машин, работающих как на бензине, так и на дизельном топливе: Lada Kalina; Audi; Solaris; Santafe, Chevrolet Lacetia, Toyota V6-4WD, Fiat 2008 и Polo.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

FT-IR (спектрометр) и рентгеновский аппарат вакуумного типа для спектрального анализа МАКС-GV, которые подходят для анализа состава воды с примесями из химических элементов.

Tensor-37FT-IR фирмы BRUKER OPTIC GmbH с детектором DLaTGS и приставка MIRacleTM Single Reflection Horizontal ATR Accessory и вакуумный спектроскан MAKS-GV с рентгеновской трубкой БХВ-17, а также анализатор БА-15 для контроля испарения агрессивного бензола. Последний прибор использовался на базе лаборатории «ЛЮМЭКС-МАРКЕТИНГ» в Санкт-Петербурге под контролем к.х.н. химика-аналитика Погарева С.Е.

Автоматическая обработка результатов экспериментов проводилась совместно с аспирантом Яхья Гхеллаб и к.х.н. В.Е. Ситниковой на базе специализированной и сертифицированной лаборатории в Университете ИТМО, входящей в состав кафедры «Информационные технологии топливно-энергетического комплекса».

Для экспериментального контроля газов применялась ИК-спектроскопия, что позволяло получать результаты и графики волновых спектров состава химических компонентов в мерном количестве дистиллированной воды в каждой стеклянной кювете. Каждый из этих образцов при троекратном запуске в этот мерный объём в 200 мл выхлопного газа из разных легковых автомобилей тщательно анализировался на сертифицированных измерительных приборах. Забор выхлопных газов из автомобилей в их стационарном состоянии, но с включёнными двигателями (и работающих как на бензиновых, так и на дизельных двигателях) осуществлялся с помощью резиновых груш, плотно вставляемых в выхлопные трубы машин.

Далее собранный газ выдавливался в мерное количество дистиллированной воды, находящейся в стеклянных банках, с последующим приборным контролем состава.

Основные полученные результаты проведённых экспериментов следующие.

В воде остаются фактически все водорастворимые соединения. А такие соединения, как углеводороды, в воде не растворяются и поэтому можем говорить только об углеводородных радикалах альдегидов, кетонов, либо карбоновых кислотах. С учётом сказанного можно сделать следующие выводы:

1) Во всех трёх банках в растворах однозначно присутствуют органические соединения с

углеводородным скелетом. Об этом свидетельствуют валентные колебания связей С-

Н в функциональных группах СН2 (2852-2854 см-1 и 2924 см-1) и СН3 (2960 см-1).

Можно наблюдать из спектра, в образце 3 наличие соединений с либо более

разветвлёнными углеводородными скелетами, либо с более короткими -интенсивность полосы колебаний С-Н в СН3 группе (2960 см-1) более интенсивная, чем в образцах 1 и 2.

2) Во всех трёх образцах присутствует карбонильная группа -С=О на частоте ~1740 см-1. При этом интенсивности полос поглощения невелики.

3) В образцах 2 и 3, в отличие от образца 1, наблюдается интенсивная полоса 1170 см-1, которая может быть отнесена как к колебаниям связи Б=0, так и к связям Р=0.

4) Полоса поглощения 1020 см-1 в образцах 2 и 3 может относиться к связи Р-Н или Р-0К

5) Полосы 1120 см-1 и 1350 см-1 в образце 1 могут свидетельствовать о наличии связей Б=0.

6) Полоса поглощения 1260 см-1 возможна для колебания связи С-О в соединении типа Лг-0-К Или же для связи Р=0.

7) Наличие полосы поглощения на 800 см-1 свидетельствует о наличии ароматического фрагмента.

Полученные результаты подтвердили правомочность выбранного и исследованного подхода к снижению канцерогенности выхлопных газов, количество которых было существенно уменьшено (в среднем на 42%). При этом не использовались в воде даже какие-либо нейтрализующие химические добавки, что в следующих исследованиях удалось полностью нейтрализовать вредные составляющие в газах (уже с добавками) и не позволить пузырькам газа попадать в атмосферу, а вредным испарениям не превышать установленные нормы ПДК, что и будет подтверждено далее.

Г. На перспективные способы улавливания и комплексной нейтрализации канцерогенных газов и вредных испарений автором получены 4 патента, приведённые в списке технической литературы, в конце данной работы [3-6].

Сделанные разработки при их практической реализации полностью решают все возникающие задачи по комплексному решению проблемы защиты среды обитания от любых газов или испарений. Это достигается использованием водных резервуаров с добавками в них тех химических реагентов, которые полностью нейтрализуют опасные химические элементы или их соединений содержащиеся в конкретных газах; при этом использование обычной технической воды одновременно препятствует повышению температуры окружающего воздуха.

Д. и поз. Е. изложены здесь в объединённом варианте с приведением конкретных испытаний путём направления выхлопного газа автомобиля непосредственно в водный резервуар (бочка с обычной технической водой). При этом естественно, что температура газа падала в воде практически до комнатной температуры цеха, в котором проведены испытания.

Общий вид схемы испытания показан на рис. 3.

Рисунок 3 - Принципиальная схема защиты среды обитания от выхлопных газов автомобилей: 1 - транспортное средство; 2 - выхлопная труба; 3 - шланг или труба для отвода выхлопных газов; 4 - навес, препятствующие свободному попаданию в атмосферу нагретых испарений, по какой-либо причине не полностью обезвреженных; 5 - масляная или любая иная прослойка, нейтрализующая и задерживающая канцерогенные составляющие газов (например, тедларовая плёнка толщиной 1 мм); 6 - вода в резервуаре

http://vestnik

;-nauki.ru

ISSN 2413-9858

Была также исследована эффективность использования слоя смазочного материала (индустриального масла, нейтрализующего сероводород), нанесённого на поверхность водного резервуара, в который направляем выхлопные газы. Анализ визуально фиксировался по проценту пузырьков газа, прорывающих масляную плёнку толщиной до 15 мм и вылетающих в окружающий воздух. Такая масляная плёнка нейтрализует ещё и сероводород.

Доказательство эффективности применения масляного покрытия индустриальным маслом поверхности водного резервуара представлено на графике (рис. 4), когда практически нет выхода пузырьков газа в воздух. При этом в компьютерной оболочке МаШСаё написана программа и получено уравнение, описывающее данный защитный процесс. Наличия лёгкого навеса (или лёгкой крыши) над резервуаром дополнительно страхует ситуацию, когда пузырьки газа всё-таки иногда могли бы вырваться из-под масла в воздух.

Рисунок 4 - Теоретическое описание уравнением (Ру) и опытными данными (у) уменьшения процента выхода газовых пузырей в воздух (ось ординат) при разной толщине масляного покрытия поверхности воды по горизонтальной оси (мм)

Параметры уравнения параболы для описания наблюдаемого процесса были следующие: а = 1.101, Ь = -9.036, с = 18,344; х] = 0, 2, 4, 6, 8, 10, 12, 14 - толщины слоя масляной плёнки (мм); у] - среднее количество пузырьков газа, выходящих из-под масляной плёнки в атмосферу (%); к = 2 - шаг наблюдения изменения толщины масляного слоя (мм); х0 = 7 - среднее значение толщины масляного слоя (мм); п = 8 - число точек контроля при измерениях.

Теперь покажем схему (рис. 5) абсолютно надёжного улавливания любых вредных для здоровья и окружающей среды испарений (даже таких, как смесь бензола и керосина) [6].

На рис. 5 обозначены: 1 - насос; 2 - вентиль/кран; 3 - патрубок; 4 - непрозрачный большой резервуар; 5 и 12 - плёнки газонепроницаемые; 6 и 13 - фланцы; 7 и 14 - болты крепёжные; 8 и 15 - крышки/колпаки; 9 и 16 - отверстия; 10 - труба соединительная; 11 -резервуар с прозрачным корпусом.

При наличии герметичной газонепроницаемой плёнки нет вырвавшихся в окружающий воздух пузырьков газов вообще. В данной статье описаны ситуации при стационарном состоянии транспортных средств с включёнными на холостых оборотах двигателями [7-9]. Для движущихся объектов автором также найдены эффективные технические решения, которые здесь не приводятся.

0

0

10

Рисунок 5 - Общая схема защиты воздуха от потенциально вредных испарений

Заключение

В представленной работе на примере улавливания и нейтрализации выхлопных газов автомобиля показаны результаты исследования с подробным описанием способа гарантированной защиты среды обитания от канцерогенных газов, наносящих непоправимый вред как всему живому, так и самой природе.

Зная химический состав любых газов, вылетающих в атмосферу, их самотёком или с помощью насоса следует направлять в водный резервуар, в воду которого предварительно следует добавить те химические элементы, которые преобразуют вредные химические элементы/соединения в безопасные (плавающие, растворяющиеся, тонущие на дно резервуара). При этом поверхность воды целесообразно покрыть масляной плёнкой (толщина не менее 15 мм, например, из индустриального масла). Кроме того, над водным резервуаром для страховки от редких прорывающихся в воздух из-под плёнки пузырей газа следует сделать лёгкий навес или крышу (как это делается с крышкой при варке супа). Использование воды, в которую направляются газы, даже без добавления в неё нейтрализующих химических элементов примерно на 65% нейтрализует вредное влияние газов и снижает их температуру до нормального уровня.

Применение газонепроницаемой плёнки в резервуарах для сбора и хранения вредных испарений или опасных для экологии газов полностью гарантирует сохранение ПДК в установленных Нормами и Стандартами даже для очень вредных химических составов/смесей. Собранные под плёнкой канцерогенные испарения/газы насосом направляются в водный резервуар, где нейтрализуются по выше описанной схеме. Изложенные результаты исследования на основе полученных автором четырёх патентов могут успешно применяться для самых разных производственных процессов, например, при сварочно-наплавочных операциях, при использовании выварочных ванн для очистки и обезвреживания деталей и объектов (типа колёсных пар, рам и кузовов вагонов/локомотивов и др.), доменных/мартеновских печей и др.

ЛИТЕРАТУРА

1. Singer W., Schindler W., Linke M. Particulate and Smoke Measurement on Euro 4 Engines. Combustion Engines. 1(124), 2006, pp. 54-59.

2. Kalisinskas D., Kersys A. Improvement of diesel engine ecological and economic parameters by using hydrogen. Transport Problems. Gliwice, 2013. No. 8, рр. 75-83.

3. Патент 2604816 РФ МПК B01D. Способ комплексной очистки воздушного бассейна от производственных отходов/выбросов из труб / К.Н. Войнов, 2016. Бюл. №34.

4. Патент 2656458 РФ МПК B01F. Ловушка вредных испарений и запахов / К.Н. Войнов, 2018. Бюл. №16.

5. Патент 2679238 РФ МПК В01Б. Способ улавливания выхлопных газов / К.Н. Войнов, 2019. Бюл. №4.

6. Патент 2705354 РФ МПК В0Ш, F01N. Способ улавливания и очистки выхлопных газов / К.Н. Войнов, 2019. Бюл. №31.

7. Трибология - Международная энциклопедия: Компьютерные программы и примеры расчётов в трибологии и триботехнике / Под ред К.Н. Войнова. СПб.: Нестор-История, 2016. № 11. 240 с.

8. Войнов К.Н., Гхеллаб Я. Трибология - Международная энциклопедия: О загрязнении воздуха автомобильными газами / Под ред К.Н. Войнова. СПб.: Нестор-История, 2017. № 12. С. 127-129.

9. Войнов К.Н., Васильев В.А., Хилдаяти А., Гхеллаб Я. Новый подход к уменьшению загрязнения воздушного пространства. Международная энциклопедия «Трибология». № 12. / Под ред К.Н. Войнова. СПб.: Нестор-История, 2017. С. 130-133.

REFERENCES

1. Singer W., Schindler W., Linke M. Particulate and Smoke Measurement on Euro 4 Engines. [Combustion Engines]. 1(124), 2006, pp. 54-59.

2. Kalisinskas D., Kersys A. Improvement of diesel engine ecological and economic parameters by using hydrogen. [Transport Problems] Gliwice, 2013. No. 8, рр. 75-83.

3. Patent 2604816 RU MPK B01D. Sposob kompleksnoj ochistki vozdushnogo bassejna ot proizvodstvennyh othodov/vybrosov iz trub [Way for the over-all cleaning of the air against the production waste products/scraps from pipes]. K.N. Voinov, 2016. Bull. No. 34.

4. Patent 2656458 RU MPK B01F. Lovushka vrednyh isparenij i zapahov [Trap for the harmful evaporations and smells]. K.N. Voinov, 2018. Bull. No. 16.

5. Patent 2679238 RU MPK V01F. Sposob ulavlivaniya vyhlopnyh gazov [Way to catch exhaust gases]. K.N. Voinov, 2019. Bull. No. 4.

6. Patent 2705354 RU MPK V01D, F01N. Sposob ulavlivaniya i ochistki vyhlopnyh gazov [Way to catch and to clean exhaust gases]. K.N. Voinov, 2019. Bull. No. 31.

7. Tribologiya - Mezhdunarodnaya enciklopediya: Komp'yuternye programmy i primery raschyotov v tribologii i tribotekhnike [International encyclopaedia Tribology. Computer programme and examples of calculations in tribology and tribo-technics]. Ed. by K.N. Voinov. Saint-Petersburg. Nestor-History, 2016. No. 11. 240 p.

8. Vojnov K.N., Ghellab Y. Tribologiya - Mezhdunarodnaya enciklopediya: O zagryaznenii vozduha avtomobil'nymi gazami [About contamination for air from the motor-cars gases. International encyclopaedia Tribology]. Ed. by K.N. Voinov. Saint-Petersburg. Nestor-History, 2016. No.12, рр. 127-129.

9. Vojnov K.N., Vasil'ev V.A., Hildayati A., Ghellab Y. Novyj podhod k umen'sheniyu zagryazneniya vozdushnogo prostranstva. Mezhdunarodnaya enciklopediya Tribologiya [New way to decrease the pollution into the air space. International encyclopaedia Tribology]. Ed. by K.N. Voinov]. Saint-Petersburg. Nestor-History, 2017. No. 12, рр. 130-133.

ИНФОРМАЦИЯ ОБ АВТОРЕ

Войнов Кирилл Николаевич Межведомственный научный совет по трибологии в Институте проблем механики РАН, г. Санкт-Петербург, Россия, академик Санкт-Петербургской Инженерной академии, профессор.

E-mail: forstar@mail.ru

Voinov Kirill Nikolaevich The Inter-departmental scientific council in tribology in the University of the problems of mechanics in Russian Academy of Science, Saint-Petersburg, Ruissia, Dr. of Tech. Sc., academician of Saint-Petersburg Engineering academy, professor. E-mail: forstar@mail.ru

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.