Brevet 3784099 – Méthode de contrôle de la pollution de l’air – 1974

1. Procédé de contrôle des polluants dans l’atmosphère comprenant les étapes de:

2. Procédé selon la revendication 1, dans lequel lesdits produits chimiques sont vaporisés par combustion dans une flamme.

3. Procédé selon la revendication 2, dans lequel lesdits produits chimiques sont dispersés en projetant les produits chimiques en combustion dans l’atmosphère.

4. Procédé selon la revendication 1, dans lequel lesdits produits chimiques comprennent l’iodure d’argent, le soufre, le sulfate de baryum et le nitrate de potassium.

5. Procédé selon la revendication 4, dans lequel l’iodure d’argent vaporisé produit des particules d’halogénure qui servent à inhiber la formation d’oxydants.

6. Procédé selon la revendication 4, dans lequel ledit iodure d’argent comprend entre environ 0,01 et environ 0,1% en poids de la charge.

7. Procédé selon la revendication 4, dans lequel ledit soufre comprend entre environ 0,5 et environ 7% en poids de la charge.

8. Procédé selon la revendication 1, dans lequel lesdits noyaux d’agrégat sont d’environ 0,005 micron et plus petits et sont à une concentration d’environ 0,1 partie par million.

9. Procédé selon la revendication 1, dans lequel ledit courant ascendant produit un système à basse pression pour aspirer l’air vers le haut à partir de la surface du sol sur un rayon d’un demi-mille à plusieurs milles.

10. Procédé selon la revendication 1, dans lequel lesdits rejets sont espacés de 2 à 10 milles dans des stations au sol.

11. Procédé de contrôle des polluants résultant des procédés de combustion pour un volume d’atmosphère maintenu par des couches d’air stagnant comprenant les étapes suivantes:

12. Procédé de contrôle des polluants dans l’atmosphère comprenant les étapes de:

CONTEXTE DE L’INVENTION

La présente invention concerne généralement des modifications des conditions atmosphériques existantes et plus particulièrement une nouvelle méthode de contrôle de la pollution de l’air.

La qualité de l’atmosphère est devenue un sujet de préoccupation croissante. Les niveaux de pollution de l’air doivent être abaissés pour des raisons de santé, d’esthétique et d’économie. Une approche de la pollution de l’air a été la réduction à la source mais, à ce jour, les coûts du contrôle des émissions sont énormes et substantiellement impraticables.

Actuellement, les principales sources de pollution de l’air sont les déchets de combustion. La combustion du charbon et de l’huile entraîne la production de soufre et d’oxyde d’azote. Le moteur à essence produit du monoxyde de carbone et des hydrocarbures imbrûlés et des oxydes d’azote. L’énergie solaire est importante dans la production de réactions avec les polluants primaires ci-dessus pour produire des oxydants en tant que polluants secondaires.

La stratification atmosphérique ou les inversions ont tendance à piéger les polluants et à favoriser la pollution atmosphérique la plus grave. Un certain nombre de techniques sont utilisées pour surveiller les niveaux de pollution mais, à l’heure actuelle, il n’existe pas de méthodes pratiques permettant de réduire sensiblement ou d’éliminer les polluants délétères de l’atmosphère. Un changement dans les conditions météorologiques telles que l’augmentation de la vitesse du vent et l’augmentation de la turbulence de l’air est une méthode naturelle disponible pour éliminer les polluants qui s’accumulent à la suite de l’air stratefié. La pluie et la neige sont aussi une méthode naturelle disponible pour éliminer les polluants. Certaines tentatives ont été faites pour ajouter des produits chimiques dans l’atmosphère afin de réduire la pollution. Dans U. S. Pat. On introduit dans l’atmosphère de l’iode, du brome ou du chlore pour inhiber les réactions photochimiques. Dans U. S. Pat. Dans le brevet des Etats-Unis d’Amérique n ° 3 499 723, une solution d’iodure d’ammonium est pulvérisée dans un brouillard à partir d’un récipient aérosol pour supprimer la pollution atmosphérique.

Résumé de l’invention

La présente invention fournit un procédé très efficace pour réduire les polluants formant smog dans l’atmosphère en utilisant une nouvelle technique d’ensemencement qui provoque des rejets de chaleur latente de la condensation de la vapeur d’eau en gouttelettes et la congélation des gouttelettes en cristaux de glace qui servent de noyaux pour une réaction en chaîne des dégagements de chaleur qui induit un courant ascendant de manière à percer la couche d’inversion et en même temps les produits chimiques utilisés inhibent ou empêchent la formation de produits de pollution secondaires ou oxydants. Dans le passé, l’approche consistant à semer des nuages ​​pour produire de la pluie a consisté à placer des quantités excessives de noyaux dans l’atmosphère pour induire des précipitations. La présente invention s’écarte des précédentes méthodes d’ensemencement des nuages ​​employées dans le procédé de la présente invention seulement des agrégats très minuscules de noyaux et spécifiquement des tailles approximativement submicromoléculaires colloïdales sont dispersés dans un volume d’atmosphère de telle manière que les nucléations se déroulent librement. à partir des nucléations adjacentes avec les gouttelettes d’eau et les cristaux de glace formés en tant que noyaux dans une réaction en chaîne de la chaleur latente avec une coalescence de gouttelettes d’eau pour augmenter la réaction pour libérer de grandes quantités de chaleur latente qui produit un courant ascendant capable de déplacer le polluants à travers l’atmosphère stratifiée.

En conséquence, un objet général de la présente invention est de fournir un procédé simple, efficace et relativement bon marché pour réduire la teneur en pollution dans l’atmosphère.

Encore un autre but de la présente invention est de fournir un nouveau procédé de réduction des polluants dans l’air en utilisant la chaleur latente produite par la dispersion des particules de nucléation qui provoquent la condensation et la congélation de la vapeur d’eau dans l’atmosphère.

Encore un autre objet de la présente invention est de fournir un nouveau procédé de réduction des polluants dans l’atmosphère ou de prévention de la pollution en dispersant les produits chimiques de telle sorte que les nucléations soient exemptes de nucléation adjacente pour éviter les réactions massives et l’auto-extinction de la la chaleur latente de sorte que les nucléations individuelles se déroulent sans l’effet des nucléations adjacentes dans une réaction en chaîne des nucléations qui, à son tour, produit un courant ascendant pour percer des couches d’air stratifiées.

Une technique préférée de production de chaleur latente à partir de vapeur d’eau est de fournir un mélange de produits chimiques comprenant de l’iodure d’argent ayant des propriétés inhibitrices de production de noyaux et de polluants lorsqu’ils sont vaporisés, du soufre qui aide à la coalescence de gouttes d’eau et un produit chimique tel que sulfate de baryum et le nitrate de potassium et ayant des propriétés combustibles, le mélange étant placé dans un récipient ayant une gorge restreinte ou semblable à un venturi, de sorte que les cristaux brulés produisent un effet de projection qui provoque la dispersion d’un agrégat de noyaux dans une relation spatiale les dégagements isolés souhaités de la chaleur latente de la vapeur d’eau dans l’atmosphère, avec les gouttelettes d’eau et les cristaux de glace produits servant de noyaux pour une réaction en chaîne des dégagements de chaleur latente. Le soufre aide à la coalescence des gouttelettes d’eau pour augmenter les nucléations.

Un dispositif qui s’est avéré efficace pour produire cet effet de projection est de construction similaire à une fusée de signalisation de type ferroviaire et comprend un corps tubulaire avec une série de bagues venturi espacées axialement divisant le corps tubulaire en une pluralité de sections tubulaires. Un mélange de produits chimiques comprenant une charge est placé dans chaque section tubulaire. La charge est enflammée et la flamme passe à travers les anneaux venturi qui ont une gorge restreinte entraînant la vaporisation des produits chimiques en une agrégation de noyaux qui peut être caractérisée comme étant de taille colloïdale et sensiblement sous-micromoléculaire. Une taille approximative pour cet agrégat de noyaux est sur la racine cubique du nombre d’Avagadros de 6,02 × 1023 molécules dans une masse d’un gaz. Le rayon de chaque noyau est estimé à environ 0,005 micron ou moins et à une concentration d’environ 0,1 partie par million.

L’exemple spécifique suivant présente les résultats obtenus en utilisant les enseignements de la présente invention:

EXEMPLE

Préféré Mélange approprié Gamme Iodure d’argent 0,1 grammes 0,001- 0,5 grammes Soufre 10 grammes 5- 20 grammes Sulfate de baryum 120 grammes 80- 120 grammes Nitrate de potassium 10 grammes 6- 30 grammes Diamètre de la gorge du venturi 3/8 pouces 1/4 – 5 / 8 pouces Diamètre interne du tube 7/8 pouces 0,75- 1,0 pouces Longueur de la charge dans chaque section tubulaire de 3 pouces 2- 10 pouces

Dans l’exemple ci-dessus, l’iodure d’argent est une source de particules nucléantes qui initient les nucléations pour provoquer la condensation de la vapeur d’eau en gouttelettes d’eau et la congélation des gouttelettes d’eau en cristaux bas avec une libération simultanée de chaleur latente. Pour l’eau, la libération de chaleur latente de vapeur en liquide est d’environ 540 calories par gramme et d’un liquide à solide est d’environ 79,7 calories par gramme. Pour une petite tempête d’un kilomètre de rayon avec un centimètre d’eau précipitée, la masse d’eau précipitée est d’environ 30 000 tonnes, ce qui correspond à un dégagement de chaleur de 2 x 1013 calories comme chaleur latente. L’iodure d’argent vaporisé est également une source d’hologènes qui, dans l’atmosphère, inhibe la formation de polluants secondaires connus sous le nom d’oxydants et est discutée plus complètement dans le brevet U.S. No. 3.084.024. Le soufre, ses isotopes et les produits de la combustion agissent comme un agent actif pour faciliter la coalescence des gouttes d’eau, contribuant ainsi à la réaction. Le sulfate de baryum et le nitrate de potassium produisent la chaleur. De plus, il peut s’avérer souhaitable parfois d’ajouter de petites quantités de diverses autres substances pour modifier la charge afin de favoriser davantage l’une des étapes ci-dessus. De tels ajouts peuvent être incorporés dans la charge sans sortir du cadre de l’invention.

Dans l’exemple ci-dessus, la charge a été brûlée pendant 5, 10, 15 minutes d’intervalle. Les dispositifs de torche ont été placés à des intervalles d’environ 2 à 10 milles.

Avec la combustion de l’évasement, il y a une étape initiale de nucléation par laquelle les particules d’iodure d’argent vaporisées produisent des nucléations en condensant la vapeur d’eau en gouttelettes et certaines des gouttelettes se congèlent également dans les cristaux de glace. L’étape suivante est une étape de reproduction dans laquelle chaque gouttelette et chaque cristal de glace amènent la vapeur d’eau à se condenser et à se congeler dans une réaction en chaîne de dégagements de chaleur latente. Le produit chimique de coalescence aide à la coalescence des gouttelettes d’eau formées pour faciliter la réaction. La troisième étape est une étape de diffusion par laquelle la chaleur latente libérée augmente et se dilate pour produire un courant d’air capable de perforer des couches stratifiées d’atmosphère qui contribuent grandement à des conditions de pollution indésirables.

Il est apprécié que la libération de produits chimiques selon la présente invention est utile pour empêcher l’accumulation de polluants dans l’atmosphère ainsi que pour réduire leur concentration. En d’autres termes, si les données météorologiques indiquaient une accumulation future, les rejets des produits chimiques pourraient être faits pour inhiber la formation. De plus, les rejets peuvent être chronométrés pour leur permettre d’être transportés avec un mouvement d’air rapide vers une zone de niveaux de polluants élevés afin de réduire la concentration de polluants.

Bien que la présente invention ait été décrite avec un certain degré de particularité, il est entendu que la présente description a été faite à titre d’exemple et que des changements dans les détails de la structure peuvent être faits sans s’écarter de l’esprit de celle-ci.