Как фильтровать дым с водой

Вода не фильтрует дым. Курение кальяна может привести к интоксикации

По мнению специалистов, кальян является одной из опаснейших форм курения. Исследователи Университета Калифорнии (США) установили, что курение кальяна может грозить серьезной интоксикацией организма.

Так, ученые рассказывают, что любители покурить кальян получают большую дозу опасных соединений, а негативный эффект увеличивает еще и продолжительность его курения.

Как пишет издание The Daily Mail, специалисты развеяли популярный в народе миф о том, что дым от кальяна фильтрует вода. Уточняется, что после прохождения через воду возникают мелкодисперсные частицы, которые могут достигать самых глубоких отделов легких.

Так, одна затяжка кальяна равняется 1-2 сигаретам, только помимо никотина, человек вместе с дымом пропускает в свой организм опасные соединения, в частности, бензол.

Специалисты установили, что от 1 сеанса курения кальяна по сравнению с сигаретами в организм поступает большое количество окиси углерода, примерно, такое же количество человек получил бы, если бы выкурил 12 сигарет.

При сжигании табака в кальяне вырабатывается большое количество глицерина, при нагревании он разлагается и образует альдегиды, которые являются раздражителями и потенциальными канцерогенами. По этой причине, ученые советуют отказаться от курения кальяна.

Ранее мы сообщали, что курение кальяна может спровоцировать развитие рака. Зависимость человека от никотина является первым признаком того, что у курильщика могут развиться злокачественные опухоли легких, горла и других органов.

Также медики заявили, что курение кальяна повышает риск развития туберкулеза. По мнению врачей, из-за того, что кальяны не подвергаются санитарной обработке повышается риск развития инфекционных заболеваний, в частности, туберкулеза. Отметим, что вейпы способны быстро разрушить легкие. Отметим, что сигареты на Смоленщину везут из «европейского центра контрабанды».

Источник

Фильтрация дыма через воду

5. Фильтрация дыма через воду

Одним из распространенных способов очищения воздуха, позволяющих извлекать и использовать задержанные вещества, – является фильтрование через жидкую среду. Способ достаточно эффективен как для улавливания значительно концентрированных газов, так и для конденсации паров, поглощения твердых частиц. Механизм очистки воздуха при прохождении через воду не является до конца изученным. Он представляет собой совокупность нескольких процессов, одним из которых является диффузия на границе соприкосновения сред, другим – циркуляция воздуха за счет омывания водой. Кроме того, воздушные загрязнения по признаку «поведения» в атмосфере и при перемешивании с жидкостью, можно разделить на 4 основных группы. Это «газы», пары растворимых в воде веществ, пары нерастворимых веществ и твердые частицы.

Здесь под «газами» подразумеваются соединения, не способные конденсироваться в жидкое состояние (сжижаться) при температурах, близких к комнатной (-5ºС и далее). К ним относятся сероводород, аммиак, азот, кислород, хлор, углекислый, угарный, сернистый и др. газы. Под парами будет подразумеваться взвесь микроскопических капелек или отдельных молекул веществ в воздухе, способных конденсироваться при температурах, близких к комнатной. Это пары воды, спиртов, жиров, карбоновых кислот и т.д. Твердые частицы – пыль, копоть и так далее. Рассмотрим перемешивание с водой каждой из этих групп.

Пузырек, проходя через слои воды, интенсивно омывается жидкостью. В результате слои воздуха, прилегающие к поверхности раздела воздух-вода постоянно двигаются. Находящиеся непосредственно у поверхности раздела слои этих сред интенсивно перемешиваются. Легкие молекулы газов значительно подвижнее многоатомных органических молекул примесей и уж тем более массивных по сравнению с ними твердых частиц. Поэтому при интенсивном движении молекулы, состоящие из малого количества атомов имеют большие шансы изменить направление при встрече с границей раздела и направиться обратно в пузырек. Более массивные же молекулы и частицы, приближаясь к поверхности раздела не могут быстро изменить направление, и в результате – уходят в более плотную и вязкую среду – воду. Пары ведут себя подобно твердым частицам. Находясь в пузыре, часть микроскопических капелек за счет движения слоев воздуха, сливается друг с другом. При столкновении с поверхностью воды происходит слияние с ней и растворение в жидкости капелек растворимых веществ. Для микрокапель нерасворимых в воде веществ, столкновение с поверхностью раздела приводит к конденсации. Конденсировашиеся капельки поднимаются с пузырем и объединяются вблизи поверхности воды, образуя маслянистые пятна и парафиновые «айсберги». Эффективность этой отчистки зависит от отношения объема пузырька к площади его поверхности, а так же времени подъема.

Поднимаясь все ближе к поверхности, пузырек увеличивается в объеме, так как с уменьшением глубины, давление окружающей воды падает. Иными словами, отношение объема пузырька к его площади – увеличивается. Однако, внутренняя энергия сжатого газа при прочих равных условиях, возрастает при увеличении давления. Следовательно, выше и энергия движения частиц газа. Таким образом, вероятность перехода частиц из газа в воду для пузырька под бо́льшим давлением будет выше. Поэтому желательно, чтобы пузырьков образовывалось больше, а вот их начальные объемы были предельно малы, глубина подъема была так же больше. Этого можно добиться, если конец трубки перекрыть, а в нижней ее части сделать множество маленьких дырок, находящихся друг от друга сравнительно далеко. Последнее условие необходимо, чтобы, приближаясь к поверхности, пузырьки не сливались.

Подобный способ очистки давно применяется азиатскими курильщиками в кальяне. Табачный дым через трубку попадает в сосуд, наполненный водой, проходит через воду, при этом частично очищается. Из горлышка сосуда идет еще одна трубка, с помощью которой и затягивается курильщик.

Прохождение дыма через воду сокращает количество смол, дегтя и других веществ потенциально канцерогенного характера. Исследования показали, что фильтрование дыма через воду в кальяне сокращает содержание: никотина, фенолов на 90%, мелких твердых частиц на 50%, бензопирена, ароматических углеводородов полицикликена. Отмечается сокращение канцерогенного потенциала дыма, который пересек воду по сравнению с тем, который не прошел такой фильтрации. Дым от кальяна, лишенный таких веществ как акролеин и альдегиды, в отличие от сигаретного, не раздражает слизистых оболочек горла или носа курильщиков и лиц, находящихся поблизости от кальяна

Однако, установлено, что содержание в крови котонина повышено, по сравнению с курильщиками сигарет. На этом основании исследователи сделали вывод о том, что дым, проходя через воду, теряет концентрацию лишь некоторых из своих компонентов, иные же остаются примерно в том же составе.

По мере насыщения примесями, способность воды растворять новые порции постепенно снижается. При фильтрации дыма в воде концентрируются вещества, являющиеся растворителями для некоторых органических соединений. Например, спирты и кислоты растворяют жиры, некоторые углеводороды растворяются альдегидами и кетонами. Однако, взаимное сочетание всех этих соединений может снижать растворимость соединений других классов. Поэтому, вне зависимости от формирующегося состава, залогом высокой эффективности водной фильтрации является периодическая замена воды.

Источник

Типы оборудования и методы водяной очистки воздуха и газов

Приволжский завод газоочистного оборудования ООО «ПЗГО» тепло приветствует своих Клиентов и Посетителей и предлагает к детальному рассмотрению такой процесс захвата нежелательных и вредных соединений как водяная очистка воздуха.

Промышленные мокрые фильтры, пыле-, дымо- и золоуловители занимают одну из крупнейших ниш в области очистки воздушных и газовых потоков от механических и – параллельно – газообразных выбросов.

В отличие от сухих циклонов, адсорбционных колонн и электростатических преципитаторов (ESP), принцип действия аппаратов, реализующих водный захват, основывается на объемной диффузии, средой для которой является вода – в виде микропленки, тумана или слоя пены.

Физический принцип очистки воздуха с помощью воды

Прежде чем перейти к описанию принципа действия водных воздухоочистителей, следует заметить, что в рамках данной страницы мы рассмотрим лишь физическую сорбцию, то есть ту, которая протекает без образования или разрыва химических (ковалентных) связей. Для ознакомления с жидкостной химической сорбцией (хемосорбцией), пожалуйста, проследуйте на страницу «Абсорбер».

Функциональная концепция задержания нежелательных или вредных компонентов газопотока обуславливается наличием на поверхности (и внутри) воды т.н. электрических диполей.

Длина связи в триадном соединении O–H–O составляет 0,096 нанометра. На расстояниях схожих масштабов, (сравнимых с длиной молекул), начинают провялить себя силы Казимира и ориентационно-поляризационные Вандерваальсовы силы, (также ответственные за агрегатное состояние вещества).

Объяснение эффекта Казимира, ответственного за взаимное притиягивание частиц на расстояних менее 100 нм

Таким образом, для того, чтобы произошел захват поллютанта в слое воды, единственное, что нужно, это обеспечить взаимодействие, фактически, – столкнуть молекулы сорбента (H₂O) и молекулы /атомы сорбата (улавливаемого вещества – газа, дыма, аэрозоля, пыли, золы, сажи, частиц краски).

Важной особенностью водяной воздухоочистки является то, что H₂O практически не реагирует с компонентами воздуха, а также плохо растворяет в себе кислород, азот и инертные газы. Поэтому в фильтрах происходит задержание именно тех соединений, которые демонстрируют свою реакционность в отношении воды – основной жизненной среды всех высших существ и Человека.

Инертная воздушная смесь без изменения минует недра жидкостного пылегазоуловителя и может быть отведена в атмосферу или на рециркуляцию (в цех или производственный цикл).

Водяные фильтры для очистки воздуха

После рассмотрения физической концепции задержания активных соединений в слое H₂O следует заметить, что процессы газопылевого захвата, идущие в рабочих камерах нижеописанных аппаратов, в целом, схожи в принципиальном плане. Разница проявляется лишь в тонкостях способа взаимодействия сред внутри воздухоочистителей.

Мокрые центробежные пылеуловители

Одной из наиболее простых, но эффективных моделей, способных на улавливание крупно- и среднедисперсной пыли, сажи и золы, а также – в некоторой степени – на физиосорбцию дымовых / отходящих газов, являются мокрые центробежные пылеуловители. Они также нередко фигурируют в технической литературе под именами «орошаемый циклон (гидроциклон)» или «полый газопромыватель» (без дополнительного уточнения).

Принцип действия полых водяных пылеуловителей походит на принцип функционирования сухих инерционных циклонов:

1. Поток тангенциально вводится в конусообразную колонну, которая изнутри орошается форсуночным блоком.
2. Радиальное завихрение среды увлекает механический партикулят к внутренним стенкам конуса, покрытых микропленкой воды.
3. Происходит «прилипание» загрязнителя к жидкостной пленке, которая под силой гравитации непрерывно опадает в шламоприемный бункер.

Дисперсность мокрых радиально-инерционных фильтров превышает таковую у сухих при одинаковой неспособности на результативную обработку слипающихся пылевых взвесей.

Фильтр с водяной завесой

С точки зрения образования водной преграды, барботажные (также тарельчатые или пенные) газопромыватели являют собой устройства с более плотным и, соответственно, активным слоем.

1. Загрязненный воздухопоток подается, как правило, снизу вверх. По мере продвижения внутри аппарата струя, содержащая газопылевой концентрат, встречает на своем пути перфорированные опорные тарелки, поверх которых идет орошение водой (или реагентом).
2. Поток, проходя через перфорацию, вспенивает жидкость, образуя слой нестабильной пены, на поверхности (и внутри) которой происходит физио- или хемосорбционное задержание нежелательных / токсичных соединений.

Процесс барботажа в небольшой прозрачной колонне бытового назначения

В силу низкой плотности пены, барботеры не демонстрируют эффективное задержание механических частиц крупного и среднего сечения, но проявляют высочайший КПД в отношении нейтрализации опасных аэрозолей, гидрозолей, паров, дымов, эмульсий и суспензий.

Скоростные микрокапельные фильтры системы Вентури

Водно-капельная завеса создается и в скрубберах Вентури. Диффузорно-конфузорная конструкция основного элемента газопромывателя – трубки Вентури – позволяет пылевому потоку развивать в рабочей зоне скорость до сотен метров в секунду.

Труба Вентури переменного диаметра

1. Газовая фаза, содержащая нежелательный сорбат, разгоняется в конфузоре (конусе) рабочей трубы в силу закона Бернулли.
2. В том месте, где скорость потока максимальна, установлен форсуночный блок, генерирующий капельную преграду.
3. Механические частицы, обладающие огромной кинетической энергией, разбивают капли до состояния микротумана.
4. Высокая дисперсность капель позволяет веществам проявлять силы молекулярного притяжения, что создает благоприятную среду для осуществления диффузионного захвата.
5. После конфузора труба расширяется, и микротуман с захваченными загрязнителями мгновенно конденсируется в более крупные и тяжелые капли, которые опадают вниз и отводятся в шламоприемную секцию.

Насадочные абсорберы

Насадочные абсорберы жидкостного типа представляют собой вертикальные колонны или горизонтальные блоки, в рабочих камерах которых уложена т.н. стационарная насадка – массив колец (хорд, седел, трубок, полухорд, спиралей) определенной топологии, имеющих большую поверхность при скромном объеме.

Разнообразие насадочных тел

1. Очистка газопылевых потоков происходит в рабочей камере аппарата, где располагается насадка (регулярной или структурной укладки).
2. Насадка орошается водой или химическим агентом, что создает на поверхности насадочных тел межфазую поверхность жидкость-газ, исчисляемую сотнями квадратных метров и выше.
3. Нагнетаемый вентилятором поток вынужден многократно соприкасаться с жидкой микропленкой, каждый раз «теряя» на ее поверхности часть присутствующего загрязнителя.
4. Непрерывное опыление насадки замещает загрязненный слой, и процесс абсорбции, таким образом, продолжается без снижения результативности. Образованный шлам отводится в шламовый бункер.

Полипропиленовый абсорбер (рабочий реагент – техническая вода)

Мокрые золоуловители с псевдоожиженным слоем

Пожалуй, максимальную результативность при очистке воздуха водой показывают газопромыватели с псевдоожиженным слоем, (они же скрубберы с кипящим слоем или скрубберы с подвижной насадкой).

Контакт, обеспечивающийся хаотичным движением (обычно) полипропиленовых шариков в жидкостном слое, максимально полон – даже при использовании в качестве реагента обычной технической воды.

Особенностью аппаратов этого типа является их способность к комплексной очистке воздуха от механических и газообразных примесей.

Презентация воздухоочистной системы на базе мокрого аппарата серии «ШВ»

Жидкостный драйвер также обеспечивает возможность обработки высокотемпературных сред, содержащих сажу, золу и другие частицы (дым, доменные газы, промышленные выбросы предприятий, выхлопы котельных, ТЭЦ, ТЭС, свалочные газы, а также любые другие выбросы после сгорания органического и неорганического топлива). Это позволяет рассматривать такие устройства в качестве высокоэффективных золоуловителей.

Наглядно работа FBS-скруббера представлена в видео ниже. Вы также можете в деталях ознакомиться с техническими характеристиками и особенностями работы этих устройств, пройдя по этой ссылке.

Демонстрация принципа работы скруббера с подвижной насадкой

Заказ на проектирование, изготовление, доставку и монтаж оборудования

По любым вопросам, касающимся проектирования и изготовления водяных фильтров для очистки воздуха и систем пылеудаления на производстве, пожалуйста, контактируйте с нами по телефону, электронной почте или заполняйте Анкету Заказчика.

Осуществим быструю бережную доставку оборудования по России, СНГ, Азии и Европе. При необходимости произведем профессиональный ввод в эксплуатацию промышленных систем воздухо- и газоочистки, аспирации и вентиляции. Длительная гарантия на всю продукцию.

Источник