Экспериментальное исследование очистки промышленных газов от масляного тумана в вихревом сепараторе

Рассмотрена актуальная проблема очистки промышленных газовых выбросов от масляных аэрозолей в условиях ужесточения экологических нормативов и необходимости разработки энергоэффективных сепарационных устройств. Экспериментально изучена эффективность вихревого сепаратора прямоточного типа с аксиальным завихрителем потока газа как перспективной конструкции, минимизирующей вторичный унос жидкости за счет ее отвода с лопастей. Определено влияние ключевых конструктивных параметров завихрителя (число лопастей 6, 8, 12; угол наклона 30, 45, 60°) и режимных характеристик (удельная нагрузка 0–0,58 кг/кг, скорость газа 15–23 м/с) на процесс сепарации. Обоснована оптимальная конфигурация завихрителя (6 лопастей под углом 45°), обеспечивающая компромисс между высокой эффективностью сепарации при умеренных нагрузках и небольшим гидравлическим сопротивлением. Сравнительный анализ с полым вихревым аппаратом и вихревой камерой подтвердил универсальность выявленных закономерностей и преимущество сепаратора с отводом жидкости в области средних нагрузок (L/G < 1,5). Разработаны практические рекомендации по конструированию и эксплуатации вихревых сепараторов, направленных на улучшение качества воздуха в промышленных зонах и снижение экологических рисков.

1. Wang X., Liu Y., Zhao J., Zhou Y., Wang F. Numerical Simulation of an Oil Mist Particle Emission and Gas-Oil Separation Device of a Closed Machine Tool in the Post-Environmental Area. International Journal of Environmental Research and Public Health. 2022. Vol. 19(24). Article 16415. DOI:10.3390/ijerph192416415.

2. Makhmudov M.J., Yuldashev T.R. Cleaning of Industrial Emissions from Gas and Dispersive Particles. Journal of Siberian Federal University. Engineering and Technologies. 2023. Vol. 16. № 2. P. 198—210.

3. Puring S.M., Vatuzov D.N., Novopashina N.A. Refining Vent Emissions from Fine Droplet Aerosols. Environment. Technology. Resources. 2017. Vol. 1. P. 220—223. DOI: 10.17770/etr2017vol1.2640.

4. Обзор загрязнения окружающей среды в Российской Федерации за 2024 год. М., Росгидромет, 2025. 222 с. [Электронный ресурс]. URL: https://www.meteorf.gov.ru/upload/iblock/88f/Обзор%20за%202024%20год_300625.pdf (дата обращения: 31.10.2025).

5. Qiu Z., Zhou L., Bai L., El-Emam M.A., Agarwal R. Empirical and numerical advancements in gasliquid separation technology: A review. Geoenergy Science and Engineering. 2024. Vol. 233. Article 212577. DOI: 10.1016/j.geoen.2023.212577.

6. Zinurov V.E., Kharkov V.V., Madyshev I.N. Numerical simulation of pressure loss in a classifier with coaxial pipes Mining Informational and Analytical Bulletin. Scientific and Technical Journal. 2022. No. 10-1. P. 173—181. DOI 10.25018/0236_1493_2022_101_0_173.

7. Башкиров А.С., Пещеренко С.Н., Борш И.С. Экспериментальные исследования гидроабразивного газосепаратора вихревого типа повышенной надежности. Актуальные проблемы повышения эффективности и безопасности эксплуатации горношахтного и нефтепромыслового оборудования. 2023. Т. 1. С. 117—122.

8. Акулич А.В., Лустенков В.М., Акулич В.М., Гостинщикова Л.А. Исследование гидравлического сопротивления и эффективности улавливания двухступенчатой системы циклон-вихревой противоточный пылеуловитель. Вестник Белорусского государственного университета пищевых и химических технологий. 2023. № 2(35). С. 128—136.

9. Бахмат Г.В., Пахаруков Ю.В., Кабес Е.Н. Разделение газожидкостных смесей в вихревых аппаратах. Тюмень, Изд-во Тюменского гос. ун-та, 2007. 203 с.

10. Li Y., Xu X., Li M., Li R., Zhang H., Tian A. A Review on Recent Patents for Oil Mist Separation Devices. Recent Patents on Engineering. 2025. Vol. 19. № 4. DOI: 10.2174/0118722121280764240117113538.

11. Liu L., Bai B. Experimental study and similarity analysis of separation efficiency of swirl-vane separator. Nuclear Engineering and Design. 2020. Vol. 359. Article 110442. DOI: 10.1016/j.nucengdes.2019.110442.

12. Дмитриева О.С., Харьков В.В., Николаев А.Н. Экспериментальное исследование очистки промышленных газов от пыли в вихревом скруббере. Экология и промышленность России. 2025. Т. 29. № 6. С. 4—10. DOI: 10.18412/1816-0395-2025-6-4-10.

13. Svarovsky L. Solid-Liquid Separation. Oxford: Butterworth-Heinemann, 2012. 568 p.

14. Гусейнов Ч.С. Исследование двухфазных потоков для повышения эффективности сепарации. Берлин, Palmarium Academic Publishing, 2018. 316 с.