Theo các chuyên gia, thiết bị ngắt dùng khí nén cho phép giảm lượng khí thải vào khí quyển tới 50 lần và làm cho điều kiện làm việc của công nhân tiếp xúc với các chất ô nhiễm độc hại an toàn hơn. Kết quả của các cuộc thí nghiệm đã xác nhận dữ liệu tính toán, dịch vụ báo chí của trường đại học SUSU đưa tin.
Theo các chuyên gia Nga, ngày nay các nhà máy luyện kim chiếm tới 50% tổng lượng ô nhiễm khí quyển – lượng chất thải hơn 10,3 triệu tấn/năm. Điều này là do thực tế rằng, trong các loại hình sản xuất luyện kim như nấu gang trong lò cao, luyện thép và nung nấu kim loại thành hợp kim, một trong những hoạt động chính là nạp nguyên vật liệu vào lò nung.
Khi nạp nguyên liệu thô, thiết bị ngắt cơ học sẽ mở và các phản ứng hóa học trong lò nung xảy ra dưới áp suất cao hơn áp suất khí quyển, dẫn đến việc phát thải khí độc hại ra bên ngoài qua chính thiết bị nạp. Thông thường, khí thải có chứa các oxit nitơ, lưu huỳnh và carbon, bao gồm cả carbon monoxide.
Các nhà khoa học lưu ý rằng, ngoài ra, các chất khí mang theo các hạt nhỏ thường chứa kim loại nặng, chẳng hạn như chì, không chỉ xâm nhập vào môi trường (đất, nước, không khí) mà còn xâm nhập vào cơ thể công nhân tham gia nạp nguyên liệu vào lò nung.
Để giảm thiểu rủi ro cho môi trường và con người, các nhà khoa học từ Đại học Tổng hợp Nam Ural (SUSU) đã phát triển một thiết bị ngắt kiểu xoáy khí nén nhằm ngăn chặn việc thải khí độc hại bằng khí ngược dòng dưới áp suất khi cửa chớp cơ học được mở.
“Chúng tôi để lại một cửa chớp cơ học trong thiết kế của lò công nghiệp và đặt một thiết bị dẫn hướng xung quanh kênh nạp với các lưỡi quạt cố định đặt với những góc độ nhất định”, - bà Daria Khabarova, phó giáo sư Khoa Thủy lực và Thủy khí nén của Đại học SUSU cho biết.
Chuyên gia Daria Khabarova lưu ý rằng, vật liệu dạng hạt đi vào lò nung theo cách truyền thống, nhưng tại thời điểm này, vùng kênh nạp bị khóa bằng dòng xoáy, ngăn cản khí độc hại vào không gian làm việc của con người.
Các nhà nghiên cứu nhấn mạnh rằng, khi nguyên liệu được đổ vào lò nung từ màn trập cơ học, khí độc hại thoát ra bên ngoài, và khối lượng sản xuất lớn làm tăng lượng khí độc hại.
“Việc sử dụng thiết bị ngắt kiểu xoáy dùng khí nén kết hợp với thiết bị cơ khí sẽ loại bỏ gần như hoàn toàn lượng bụi, khí độc hại vào nhà xưởng và giảm tổng lượng khí thải từ lò nung vào khí quyển tới 50 lần”, - chuyên gia Daria Khabarova lưu ý.
Bà nói thêm rằng, một phần nhỏ khí (2%) chắc chắn sẽ rò rỉ qua các khe hở của cơ cấu trong quá trình vận hành lò nung, khi kênh nạp bị khóa bằng cửa trập cơ và thiết bị khí nén bị tắt.
Dịch vụ báo chí của trường đại học cho biết rằng, các cuộc thí nghiệm với nguyên mẫu đã xác định độ chính xác của các tính toán và xác nhận tính hiệu quả của màn trập như vậy.
"Với thiết bị mới nảy, không cần lắp đặt hệ thống lọc khí bổ sung, tuổi thọ của thiết bị nạp được tăng lên. Ngoài ra, thiết bị mới tạo điều kiện thuận lợi và đẩy nhanh quá trình nạp vật liệu rời vào lò nung, vì vận tốc không khí/khí đi vào lò nung mang theo nguyên liệu cùng với nó”, - chuyên gia lưu ý.
Đồng thời, bà Daria Khabarova nhấn mạnh, thiết bị phát triển trong nước có thiết kế đơn giản, được làm bằng gốm chịu nhiệt không có bộ phận chuyển động nên an toàn, bền bỉ và có khả năng hoạt động 24/24 không ngừng nghỉ.
Chuyên gia Daria Khabarova nói thêm: “Điểm độc đáo của dự án này là ở chỗ: ngành luyện kim thế giới chưa biết đến các thiết bị khóa dựa trên nguyên lý khí nén”.
Theo bà, điểm phức tạp nhất trong quá trình phát triển thiết bị này là ở việc thiếu các phương pháp kỹ thuật để tính toán và định hình các thiết bị như vậy
Thiết bị khí nén để khóa lò nung đang được sử dụng tại một trong những nhà máy luyện kim lớn ở Nga.