ИНЖЕНЕРНЫЕ РЕШЕНИЯ
Рассмотрено влияние различных по составу и происхождению видов топлива на производительность и эффективность гибридной системы твердооксидный топливный элемент–газовая турбина (ТОТЭ-ГТ). Представлены результаты литературных и расчетных данных моделирования воздействия разных видов топлива на показатели эффективности работы и параметры контроля топливных потоков в предлагаемой гибридной энергоустановке ТОТЭ-ГТ. Сделан вывод о необходимости учета при проектировании гибридных установок ТОТЭ-ГТ вариаций топлива на входе и их влияния на производительность цикла. Показано, что использование гибридной электрохимической-механической системы актуально для переработки и утилизации газовых углеводородсодержащих сбросов в индустриально-энергетических комплексах тепловая электрическая станция–нефтехимическое предприятие.
Предложено технологическое решение, направленное на переработку высокодисперсных углеродсодержащих техногенных отходов в продукты природоохранного назначения, характеризующееся значительным энерго- и ресурсосбережением. Определены продукты переработки – высокоэффективные и конкурентоспособные активные угли сферической формы, получаемые с применением технологического приема высокооборотного гранулирования в водной среде с различными углеводородными связующими материалами. Описана постадийная схема получения сферических гранул при высокоскоростном перемешивании компонентов системы в водной среде. Установлены основные параметры процесса получения сферических активных углей (САУ) на основе представленных материалов, подобрана рецептура (соотношение компонентов), условия формования и последующих высокотемпературных процессов карбонизации и активации. Проведена оценка параметров пористой структуры, сорбционных свойств и технических показателей полученных материалов по методикам, принятым для аттестации активных углей. Показано, что разработанные САУ не уступают промышленным активным углям по характеристикам пористой структуры и сорбционным свойствам, а по параметрам зольности и прочности – существенно превосходят.
НАУЧНЫЕ РАЗРАБОТКИ
Исследованы родийсодержащие катализаторы, нанесенные на различные носители (Ce0,75Zr0,25O2, Ce0,5Zr0,5O2, Ce0,4Zr0,5Y0,05La0,05O2, γ-Al2O3, TiO2), приготовленные разными методами (сорбционно-гидролитическое осаждение и пропитка по влагоемкости) и отличающиеся массовым содержанием родия (от 0,5 до 4 % по массе). Рассмотрена зависимость каталитической активности родиевых катализаторов от состава, текстурных и окислительно-восстановительных свойств носителя. Сделан вывод о возможном применении результатов работы в задаче подготовки к утилизации попутного нефтяного газа на месторождениях России.
Представлены данные по экспериментальному изучению подвижности меди при переходе из лежалых отходов пирометаллургической переработки полиметаллических руд (Беловский цинковый завод, Кемеровская область) в раствор. На основании данных перколяционных экспериментов предложена методика извлечения меди с учётом минимизации экологических рисков.
Представлен анализ применения лидарных технологий для дистанционного измерения концентраций климатически активных газов. Проведено моделирование лидарного уравнения для измерения концентрации молекул карбонового цикла лидаром комбинационного рассеяния света в атмосфере на расстояниях зондирования до 100 м. Показано, что при зондировании атмосферы лидаром комбинационного рассеяния света с использованием лазерного излучения на длине волны 405 нм можно зарегистрировать концентрацию всех исследованных молекул в газовой смеси.
Рассмотрен способ переработки отходов ацетона в изопропиловый спирт (ИПС) с помощью жидкофазной гидрогенизации на новом катализаторе, полученном методом самораспространяющегося высокотемпературного синтеза (СВС). Определены оптимальные составы композиции для проведения СВС для создания никель-хромовых катализаторов. Проведён сравнительный анализ активности катализатора, полученного методом СВС, с катализатором, полученным традиционным методом соосаждения. Измерена удельная площадь поверхности полученных образцов. Исследована морфология поверхности, в том числе проведён расчёт распределения мезопор. Установлено, что предлагаемый катализатор восстанавливается при более высокой температуре, чем предложенный ранее. Сделан вывод об устойчивости к спеканию частиц катализатора.
Исследовано влияние замещения цемента высококальциевыми летучими золами (ВКЛЗ), отобранными в виде 4-х фракций (Фр1–Фр4) на 4-х полях электрофильтров установки золоулавливания Красноярской ТЭЦ-2, на свойства тампонажного раствора. Определены параметры растекаемости, загустевания и прочности на сжатие образцов с содержанием фракций Фр1–Фр4 от 100 до 20 %. Предложены оптимальные составы тампонажного раствора с содержанием 20, 30 и 40 % фракции Фр3.
Приведены результаты оценки высвобождения питательных элементов образцами струвита как азотно-фосфорного удобрения контролируемого действия, полученного с применением двух вариантов технологий. Показано, что использование традиционной технологии осаждения струвита приводит к образованию крупнокристаллического продукта (средний размер кристаллов 578 мкм). Подтверждено, что модифицированная технология позволяет получить мелкодисперсный струвит (средний размер кристаллов 19 мкм) с более развитой поверхностью частиц и содержанием аммония на уровне 98–99 % от теоретического значения, который характеризуется более высокими интенсивностями высвобождения питательных элементов по сравнению со струвитом, полученным по традиционной технологии. Установлено, что синтезируемый по модифицированной технологии струвит продемонстрировал улучшение характеристик как MgNP-удобрение контролируемого действия.
Представлены исследования по оценке экономической эффективности локальных газогенераторных электростанций на биомассе для электроснабжения пяти населенных пунктов, расположенных в Центральной экологической зоне Байкальской природной территории. Рассмотрены различные схемы работы электростанций с использованием биомассы в качестве основного топлива (топливная щепа или пеллеты) и варианты комбинированной работы с дизельной электростанцией. Проведен расчет нормированной стоимости электроэнергии для каждого случая. Показано, что щепу, как самое дешевое древесное топливо, целесообразно доставлять на расстояние не более 115 км и 180 км по сравнению с пеллетами и дизельным топливом соответственно.
АНАЛИЗ. МЕТОДИКИ. ПРОГНОЗЫ
Изучен вклад аэротехногенной миграции в накоплении тяжелых металлов растением мать-и-мачехой в г. Тюмени. Выполнен анализ содержания металлов (Cu, Zn, Fe, Mn, Pb, Cd, Ni, Co, Cr) с помощью атомно-абсорбционной и атомно-эмиссионной спектроскопии. Сделан вывод о поглощении металлов из почвы корневой системой растений и наличии фолиарного поступления металлов из атмосферы. Выявлена взаимосвязь аэротехногенной миграции с летучестью металлов и устойчивостью их аэрозолей.
Выполнена карбонизация древесных опилок сосны обыкновенной размером 0,5–1 мм. Проведена активация полученного биоугля. Подтверждено, что активированный КОН биоуголь является лучшим сорбентом красителя метиленового синего по сравнению с исходным углем. Сделан вывод о возможном использовании результатов исследования в процессах переработки отходов лесопромышленного комплекса в углеродные сорбенты для систем водоочистки и обеспечения экологической безопасности промышленных предприятий.
ISSN 2413-6042 (Online)