Деловая слава России


Новости


МЕЖОТРАСЛЕВОЙ АЛЬМАНАХ

Свежий номер альманаха, Архив номеров, Подписка на альманах, Реклама в альманахе, Контакты



РАЗВИТИЕ НАУКИ В РОССИИ



Опрос

Нужно ли стремиться вернуть в Россию учёных, уехавших жить и работать за границу?
Да, не стоит упускать умных и талантливых людей
Скорее да, но вряд ли наше государство сможет обеспечить им заграничный уровень жизни
Скорее нет, лучше обеспечить хорошие условия тем, что ещё не уехали
Нет, лучше вложить средства в воспитание и развитие молодых учёных
Другое








Деловая слава России » Наука » ПГУ наука

Наука, Межотраслевой альманах: ПГУ наука - 9-05-2012, 21:33

Преподаватели ПГУ

 

Владимир Иванович ВОЛЧИХИН,

ректор Пензенского государственного университета

 

СОЗДАНИЕ НАУКОЕМКОЙ ПРОДУКЦИИ УЧЕНЫМИ ПЕНЗЕНСКОГО УНИВЕРСИТЕТА

 

Значительная концентрация высокоинтеллектуальных кадров, их профессиональная компетенция и практический опыт позволяет высшим учебным заведениям решать важные государственные задачи. Одним из примеров этого является участие Пензенского  государственного университета (ПГУ) в Федеральной целевой программе «Национальная система химической и биологической безопасности Российской Федерации (2009-2013 годы)». (Межотраслевой альманах ДСР №35/2012)

 

 

Принятие ФЦП «Национальная система химической и биологической безопасности Российской Федерации (2009-2013 годы)» правительством Российской Федерации связано с усиливающимся негативным влиянием химических и биологических факторов на население, производственную и социальную инфраструктуру и экологическую систему, представляющих реальную угрозу жизнедеятельности человека, национальной безопасности, социально-экономическому развитию страны. Данные проблемы свойственны всем высокоразвитым странам, и это отражено рядом международных договоров и соглашений, участницей которых является Российская Федерация.

 


Применяемые в настоящее время технологии пepepa6oтки опасных отходов часто базируются на методах термической деструкции, использование которых связано с дополнительным загрязнением атмосферного воздуха. Либо применяется захоронение отходов в «могильниках», что приводит к отчуждению больших территорий и не исключает опасности экологических последствий.

 


Предлагаемые Министерством промышленности и торговли РФ технологии по уничтожению высокотоксичных жидких и твердых отходов имеют наилучшее сочетание технических и экологических показателей при минимальных затратах. В соответствии с техническим заданием ПГУ совместно с рядом академических и отраслевых институтов, инженерно-технических центров (Институт химической физики имени Н.Н. Семёнова, научно-исследовательский физико-химический институт имени Л.Я. Карпова, Инженерно-технологический центр «Сварка» и другие) должен разработать и изготовить опытные образцы двух типов реакторов, которые будут представлены на государственные испытания.

 


Первый из реакторов действует по методу сверхкритического водного окисления (CKBO). Здесь степень уничтожения высокотоксичных отходов в исходной смеси и их переработки в экологически безопасные компоненты не менее 99,9%; продуктами переработки вредных химических веществ и стойких органических загрязнителей являются: углекислый газ, азот, водород и мелкодисперсные частицы солей металлов, входящие в состав утилизируемых отходов.



 

Второй реактор работает по методу высокотемпературного пиролиза (ВТП), в результате которого протекают процессы глубокого и парциального окисления органических и неорганических соединений, оксидехлорирования, димеризации природного газа до этилена, пиролиз нефтепродуктов с получением этилена со степенью переработки твердых бытовых и промышленных отходов не менее 95%. Так как протекающие реакции являются экзотермическими, то есть сопровождаются выделением тепла, энергетические затраты необходимы только на начальном этапе при запуске реакторов, а в дальнейшем они будут сами давать тепловую энергию. Кроме этого, появляется возможность не только утилизировать опасные и вредные химические вещества, но и получать из них полезные  продукты, а также топливные газы, которые можно в дальнейшем использовать для выработки электроэнергии.

 


Если технологическая схема опытнопромышленных установок и вопрос фазового превращения высокотоксичных химических веществ и стойких органических загрязнителей в широком диапазоне температур и давлений на настоящий момент достаточно хорошо изучен, то аппаратное и технологическое оформление вызывает немало проблем.



Например, прохождение самих реакций, в частности при СКВО, протекает в воде, обогащенной кислородом или перекисью водорода, при температурах до 650оС и давлении до 400 атмосфер. Это высокоагрессивная среда, поэтому стойкость реакторов, изготовленных из традиционных материалов, при такой эксплуатации не будет превышать одного года, что нерентабельно. Аналогичные проблемы возникают и в реакторах типа ВТП.

 


Здесь очень кстати оказалась совместная разработка группы ученых, инженеров ПГУ и ИТЦ «Сварка» по созданию нового класса коррозионностойких материалов. В 2008 году по результатам разработки оформлена и опубликована в рамках РСТ международная заявка на изобретение № WO2010/036139 А1 «Многослойный материал повышенной коррозионной стойкости (варианты) и способы его получения» (рисунок 1), относящаяся к области электрохимии, материаловедения и металлургии. В настоящее время поданы заявки на национальные процедуры патентования в Европейском и Евразийском патентных ведомствах, в Японии, США, Китае, Корее, Украине. Предполагается получение исключительных прав на изобретение в более чем 30 странах мира, включая Россию, страны СНГ, Восточную и Западную Европу, США, Японию, Китай, Южную Корею.



Разработанные многослойные композиционные металлические материалы с «протекторной питтинг-защитой» могут быть использованы как самостоятельные конструкционные материалы, так и в качестве плакирующих слоев для несущих конструкций. Ресурс работы реакторов типа СКВО и ВТП в этой связи может быть повышен от 5 до 15 раз.

 


Уже на стадии проектирования установок СКВО и ВТП было найдено ещё несколько оригинальных решений, по которым поданы заявки на изобретения. Разработка конструкторской документации реакторов велась с применением компьютерного моделирования, в частности, с использованием программного продукта Delcam Power SHAPE.

 


Следует отметить, что ПГУ является признанным российским лидером в обучении и распространении данного программного продукта. Неоднократно студенты и выпускники университета являлись победителями соответствующих олимпиад и конкурсов, проводимых английской фирмой Delcam в России.

 

 

Изготовление основных узлов и автоматики было осуществлено на пензенских предприятиях, имеющих большой опыт в создании химической аппаратуры. Для окончательной сборки на территории университета был создан опытно-экспериментальный участок площадью 400 м2 (рисунок 2).

 


Опытные образцы подготовлены к натурным испытаниям (рисунки 3, 4), которые будут продолжаться в течение двух лет на специализированной площадке под контролем экологов. Так как системы предназначены в первую очередь для частей МЧС и являются мобильными и энергоавтономными, натурные испытания не привязаны ни к каким инфраструктурным системам. Интерес представляет не только сам факт участия пензенских учёных в решении крупной государственной задачи. Пензенский край может стать экспериментальной площадкой для испытания, а в дальнейшем и масштабного производства таких реакторов, поскольку для этого у нас есть все возможности. Реализация данного проекта подтверждает тезис о том, что в новой экономике одним из наиболее перспективных является рынок промышленной наукоемкой продукции.

 

 

 

V.I. VOLCHIKHIN. Penza State University, in conjunction with a number of academic and industrial institutions, engineering and technical centers has to develop and produce prototypes of the two types of reactors for the treatment of hazardous substances. The systems are designed primarily to EMERCOM of Russia and are mobile and energo autonomous. The first reactor operates according to the method of supercritical water oxidation (CKWO). The second reactor uses the method of hightemperature pyrolysis (HTP), in which processes run deep and partial oxidation of organic and inorganic compounds.



 

Другие новости по теме:


Уважаемый посетитель, Вы зашли на сайт как незарегистрированный пользователь. Мы рекомендуем Вам зарегистрироваться либо войти на сайт под своим именем.


АКТУАЛЬНО

ПРИОРИТЕТНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ НАУКИ


Календарь событий:

«    Октябрь 2017    »
ПнВтСрЧтПтСбВс
 
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
 

Архив новостей:

Сентябрь 2017 (2)
Август 2017 (3)
Июль 2017 (5)
Февраль 2017 (1)
Декабрь 2016 (1)
Ноябрь 2016 (7)