ГОРОДСКАЯ КОММУНАЛЬНАЯ АСПИРАЦИОННАЯ СИСТЕМА
CITY MUNICIPAL ASPIRATION SYSTEM

Изобретение относится к области строительства и коммунального хозяйства и может быть использовано для радикального улучшения градостроительных в экологических условий жизни людей.
Имеются коммунальные системы для удаления и переработки жидких отходов (например, городская канализация) и твердых отходов (например, организованный сбор мусора и переработка его на мусоросжигающем заводе).
Газовые экологически вредные выбросы осуществляются отдельно каждым хозяйственным субъектом - будь то крупное промышленное предприятие или жилой дом (квартира). Возможности полного и системного контроля и нейтрализации этих выбросов нет, так как отсутствует в физическом виде собственно система, позволяющая целостно принимать отходящие газы от всех городских источников с последующей их переработкой.
Городская коммунальная аспирационная система отсутствует как таковая.
Аналогов Городской коммунальной аспирационной системы не выявлено.
Газовые выбросы являются «тотальным» загрязнителем, так как отравляют не только воздушный бассейн, но, осаждаясь, наносят ущерб и водоемам, и почве. Проблема загрязнения воздуха из локального уровня (городского, государственного) переросла в актуальную глобальную проблему парникового эффекта (Киотский протокол, саммиты "Большой восьмерки", программа ООН по окружающей среде "ЮНЕП" и др.) и стала не только градостроительной, но и важнейшей политической - по сути неокультурным вызовом для человечества. Если с другими «операторами» жизнедеятельности человека - землей, водой, полезными ископаемыми, электроэнергией, канализацией и др. - практически решаются экологические затруднения, то с загрязнением атмосферы ситуация продолжает осложняться.
Предлагаемое изобретение решает задачу ликвидации массового и бессистемного выброса газовых отходов в городах и, как следствие, принципиально упрощает или снимает градостроительные проблемы, неразрывно связанные с этими выбросами.
Решение задачи достигается созданием Городской коммунальной аспирационной системы, включающей городскую коммунальную аспирационную сеть (газоотводы) для приема и транспортировки отработанных («дымовых») газов и станцию их утилизации, по сути предлагается организация «Города без дымовых труб».
Данное техническое решение обладает следующими преимуществами. Первое - экологическое: предохранение воздушного бассейна, водоемов и почвы от загрязнения. Второе - упрощается градостроительный проект: функции города как жилища и места работы формируются максимально экономично, поскольку снимаются ограничения на воздушно-экологическую привязку социально-экономических, строительных, архитектурно-художественных и санитарно-гигиенических градостроительных вопросов. Устраняется архитектурный «раздражитель» - дымовая труба (на макетах ее часто и не показывают), расширяются возможности для зонирования, дизайнерских и эстетических решений. Третье - система как объект, интегрирующий отдельные разрозненные элементы, сориентирована на ресурсосбережение и постоянный объективный контроль («счетчики») за газовыми выбросами от всех субъектов экономики. Четвертое - система позволяет утилизировать физический, химический и кинетический потенциал «дымовых» газов.
Наличие средств рассеивания отработанных газов в атмосферу (Некоторые железобетонные трубы-дымоходы достигают высоты более 300 метров!) резко ограничивает, а то и исключает возможности эффективного и разумного решения градостроительных социально-экономических, строительных, архитектурно-художественных и санитарно-гигиенических проблем, так как поиск оптимума обусловливается дополнительными факторами - начиная с румбов розы ветров и заканчивая излишествами и усложнениями в строительстве дорог и коммуникаций (вода, газ, электроэнергия, отопление, канализация). А рассеиваемые дымовые газы (в основном продукты горения) кроме загрязнения воздуха, воды и почвы еще и греют атмосферу, отдавая ей избыточное тепло, что в совокупности и создает пресловутый «парниковый эффект», генерирующий перспективу потепления Земли, которым обеспокоены все.
Предлагаемое изобретение принципиально представлено на чертеже и сводится к созданию общегородской системы газоотведения, которая за счет «тяги», создаваемой эксгаустерами, обеспечивает возможность транспортировки отработанных дымовых газов по аспирационной сети (1) от источников выбросов до станции утилизации (2) для газопереработки. Последовательность газопереработки на станции утилизации структурно можно представить в следующем виде.
Блок 1 - анализ состава и количества принимаемых газовых отходов.
Блок 2 - газоочистка: освобождение от пыли, механических частиц - применяются сепараторы, скрубберы, пылеуловители, электрофильтры, дезинтеграторы, дроссельная группа и т.п. В этом блоке через теплообменник может осуществляться теплосъем.
Блок 3 - газ проходит через эксгаустерные камеры («вытяжки»), создающие разрежение в сети и, соответственно, обеспечивающие перекачку газа.
4
2
2
2
4
2
2
4
2
Блок 4 - утилизация, регенерация и рециркуляция: здесь могут производиться газоразделение, фильтрация, нейтрализация, синтез, пиролиз и другие операции с применением как известных, так и будущих технологий - мембраны, нанотехнологии, катализ, абсорбция и адсорбция, микробиологические методы и др. Многие указанные технические решения уже практически применяются на объектах выбросов локально, что значительно облегчит интеграцию их как компонентов в предлагаемую систему. В качестве популярного варианта (элемента) утилизации можно привести, например, так называемую реакцию «пароуглекислотной конверсии» метана (CH ~ природный газ), когда последний под воздействием основных парниковых газов (СО и НО) конвертируется в экологически чистое топливо - водород: CО+СН=СО+2Н↑/HО+CH=2CO+3Н↑.
Газоотводная сеть предполагает возможность массового и недискриминационного присоединения всех источников газовых выбросов, начиная от промышленных объектов (комбинаты, заводы, тепловые электростанции, мусороперерабатывающие предприятия, котельные и т.п.) и таких распространенных вредных производств с вентиляционными выбросами, как типографии и экструзионные линии, и заканчивая промышленными кухнями и вентиляционными камерами жилых домов (а дома-башни часто имеют еще и собственные замаскированные дымоходные трубы).
Аспирационную сеть можно условно разделить на «внутреннюю» - для приема от зданий, сооружений и производств отходящих газов и «внешнюю» (или «магистральную») - для транзита собираемых газов на станцию утилизации. Для обеспечения технологической устойчивости системы от возможных изменений количества, состава и свойств отходящих тазов в сети могут быть предусмотрены выделенные и резервные линии (газопроводы). Возможны и различные варианты технологии приема дымовых газов в сеть. Например, клиентам сети могут устанавливаться ограничения по содержанию водяных паров (воды) и абразивных механических частиц (пыли), если эти компоненты проще утилизировать локально.
Таким образом, предлагается Городская коммунальная аспирационная система, включающая сеть труб (каналов) приема и отвода дымовых газов с территории населенных мест и промышленных предприятий для их дальнейшего массового использования и/или нейтрализации. Предлагаемое решение инициирует принципиально новый и улучшающий жизнь людей подход к градостроительству, позволяет организовать «Город без дымовых труб» и является эффективным с социальной, экологической и экономической точек зрения.