Ультразвуковое воздействие в решении проблемы уменьшения карбонового следа: научные основы и технические предложения

Abstract

На сегодняшний день актуальной задачей является стремление уменьшить совокупный «карбоновый след». Существует несколько типов устройств разделения газов: криогенные, мембранные и сорбционные, которые наиболее эффективны при их реализации. Из сорбционных способов наибольшее развитие получили те, которые основаны на абсорбции – поглощение газового компонента реализуется всем объёмом жидкости. Для повышения производительности применяют ультразвуковое воздействие на пленку жидкости, вдоль которой движется поток поглощаемого газа – углекислого газа. За прошедшие годы не было проведено глубоких исследований по формированию колебаний жидкости в различных режимах для эффективного взаимодействия с газовым потоком. Поэтому в статье рассмотрены возможности реализации процесса абсорбции углекислого газа при высокоинтенсивном ультразвуковом воздействии (в кавитационном режиме) на дисперсные среды с жидкой фазой. Предложенная и разработанная модель, основанная на анализе влияния возникающих за счет кавитации волнообразных капиллярных возмущений поверхности «жидкость-газ», позволила установить возможность существенного ускорения абсорбции газа в жидкость и выявить оптимальные режимы диффузии в объёме жидкости. Результаты исследований подтвердили возможность ускорения процесса поглощения углекислоты и других вредных и целевых газообразных примесей не менее чем в 3 раза.