В течение ряда лет ГУП «Водоканал Санкт Петербурга» был изучен опыт различных организаций по переработке осадка (биошлама), расположенного на полигонах. К сожалению, ни одна не отвечала поставленной задаче – создание высокопроизводительного мобильного комплекса по переработке осадка, расположенного на иловых накопителях, с автономным электроснабжением.

В результате выполненных работ была создана технологическая линия, состоящая из 4 х модулей: 1) модуль подачи осадка, 2) модуль приготовления и подачи растворов флокулянта, 3) модуль смешивания осадка с раствором флокулянта, 4) модуль дозирования вспомога тельных веществ (дезинфектант, дезодорант, реагент для связывания свободных форм тяжелых металлов, стабилизатор).

Для приготовления растворов флокулянта была использована оригинальная установка с весовой подачей полимера, позволяющая приготовлять до 30 кг полимера в час. Для смешивания осадка с полимером была использована on line система, позволяющая обеспечить:

однородное смешение за счет введения полимера в объем осадка в виде пленки. При этом достигается экономия флокулянта до 20% за счет эффективной технологии линейного перемешивания и возможности использования концентрированных растворов флокулянта от 1% и более, что в 10 раз сокращает потребление воды для растворения и значительно сокращает энергозатраты. В модуле смешивания осадка с раствором флокулянта предус мотрена кавитационная гомогенизация осадка, что в комбинации с последующим высоко эффективном контактным взаимодействием с раствором флокулянта позволяет добиться высокой степени обезвоживания осадка при использовании геотекстильных материалов.

Реагентная обработка осадка позволяет гарантированно получить осадок 4 го класса опасности. Затем суспензия с сфлокулированным осадком подается на статическое обезвоживание в геотубы. Мобильный комплекс может быть снабжен автономным питанием и использоваться на удаленных территориях. В настоящее время выпускаются технологические линии производительностью до 200 м3 осадка/час.

Содержание сухого вещества на входе составляет от 1,5% до 7,5%, что позволяет обеспечить оптимальные условия флокулообразования. Содержание сухого вещества на выходе: 20% 25% (после заполнения геотубы и отвода дренажных вод), окончательная степень обезвоживания в процессе хранения зависит от различных факторов.

Преимущества разработанной технологии: отсутствие капитального строительства, мобильность, непрерывный технологический процесс, решение задач при отсутствии техно логической воды, получение фильтрата соответствующего требованиям сброса на очистные сооружения, низкая энергоемкость, низкие эксплуатационные затраты, равномерные распределение финансовых затрат на весь период реализации проекта, получение экологически безопасного продукта, возможность, выполнения работ в удобные для заказчика сроки.

Производимый за счет разработанной технологии продукт получил товарный знак ГРИНЛАЙФ™.

Области применения разработанной технологии: в первую очередь предприятия ЖКХ, горнодобывающая промышленность, осадки промышленных сточных вод и другие области, где требуется эффективное обезвоживание осадка, его хранение и использование в виде композиционных материалов для дорожно транспортного строительства, рекультивации полигонов ТБО и промышленных отходов, биологической рекультивации нарушенных земель и т.п.

Работа выполняется при финансовой поддержке Министерства образования и науки Российской Федерации в рамках выполнения государственного контракта по Федеральной целевой программе «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно технологического комплекса России на 2007 2013 годы».

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Российский химико технологический университет Российский химико технологический университет им. Д.И. Менделеева перешагнул 125 летний рубеж. Эта внушительная дата вызывает уважение и ко многому нас обязывает.

Начиная с первых лет существования, Менделеевка готовила практических инженеров для промышленности. И сегодня это направление остается главным. Качественно изменилось содержание подготовки. Выпускник университета должен уметь решать проблемы комплексно:

наука производство окружающая среда – развитие личности – только так можно обеспечить устойчивое развитие общества.

Химия – это наука, способная обеспечить прогресс не только самой химической отрасли, но и всей экономики страны. Развитие современных высокоэффективных технологий в машиностроении, авиации, космосе связано с использованием разработанных нашими учеными новых материалов, существенно превосходящих традиционные. Мы занимаемся решением проблем охраны окружающей среды, созданием безотходных, ресурсо и энергосберегающих технологий, новых источников энергии.

Роль нашей науки в последние годы не только не уменьшилась – она возросла. Появились биотехнология, микробиология, нанотехнология, ряд других отраслей. И на нашем университете лежит огромная ответственность прежде всего за кадровое сопровождение наукоемких технологий, атомной энергетики, оборонных отраслей промышленности.

Блочные высокопористые каталитические системы ячеистой структуры для очистки от вредных примесей Технические характеристики каталитической системы:

– степень окисления сбросных и отходящих газов не менее 97%;

– открытая структура ячейки 0,5 3,0 мм;

удельная поверхность не менее 180 м2/г;

– гидравлическое сопротивление не более 5000 Па/м;

– прочность на сжатие не менее 1,5 МПа;

– термостойкость (устойчивая работа катализатора при температурах не более 900°С);

– порозность не менее 92%;

– проведение конверсии СО до СО2 при температурах не более 300°С;

– нагрузка на катализатор должна составлять 0,2 (в 20 раз выше, чем на гранулированный алюмо ванадиевый катализатор АВК 10, в 10 раз выше, чем для ванадий титан оксидного катализатора);

– снижение уровня содержания моно оксида углерода не менее 99 %;

– снижение уровня содержания угле водородов не менее 97 %.

Ключевые конкурентные преиму щества:

Основой нашей технологии очистки сточных вод и отходящих газов – это принципиально новый тип катализаторов на основе высокопористых ячеистых материалов, что позволяет по новому решить многие сложные технологические проблемы.

Научная значимость:

– Каталитические системы дожига NOx промышленных газовых выбросов.

– Фильтры нейтрализаторы выхлоп ных газов для дизельных двигателей.

– Высокоэффективные фильтрующие хемосорбенты газовых радиоактив ных отходов (Цезий 137Cs, 131I, 14C).

– Каталитическая очистка сложных стоков.

Примеры практического применения в РФ:

Разработаны разнообразные конструкции нейтрализаторов выхлопных газов дизельных двигателей КАМАЗ, Higer Bus.

Подготовлены и выданы исходные данные ОАО «Химпром» (г. Новочебоксарск) для проектирования вновь реконструируемой технологической схемы восстановления тринитро бензанилида и технологической схемы циклодегидратации триаминобензанилида в производстве мягчителя 2, который используется для производства высокопрочного арамидного волокна Русар С, применяемого для изготовления бронежилетов и др. средств защиты личного состава, корпусов ракет и др., мощностью 300 т/год с использованием блочных высокопористых ячеистых катализаторов.

Изготовлено 1,5 м 3 палладийсодержащего блочного ячеистого катализатора на предприятии ЗАО «Кировская керамика» для загрузки его в промышленный реактор восстановления ТНБА на предприятии ОАО «Химпром» (г. Новочебоксарск).

Разработана промышленная технология блочного высокопроницаемого ячеистого материала, носителя, катализатора любой геометрической конфигурации и любых геометрических размеров; предложенная технология была испытана в промышленных условиях предприятий ЗАО «Кировская керамика» и ОАО «Гжельский завод электро изолятор».

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Национальный исследовательский технологический Адрес: Россия, 119049, г. Москва, Ленинский проспект, д. НИТУ «МИСиС» – учебно научный центр. Направления деятельности:

– материаловедение и производство металлов и сплавов, композиционных, порошковых, аморфных, сверхпроводящих и полупроводниковых материалов, технических алмазов, наноматериалов;

– обогащение руд;

– ресурсосбережение;

– экология;

– сертификация.

Универсальный экологичный энергосберегающий плавильный агрегат для утилизации твёрдых техногенных и бытовых образований и отходов с получением вторичного продукта и пара энергетических Создана металлургическая печь для переработки твёрдых отходов не загрязняющая ни одной из природных сред (земля, воздух, вода) с получением годного для дальнейшего использования вторичного продукта.

Универсальный экологичный энергосберегающий плавильный агрегат позволяет осуществлять переработку вторичного сырья и шлаков в металлургии; химической промышленности; промышленности по производству стройматериалов; в энергетике для сжигания низкосортных топлив; при утилизации технологических и бытовых отходов; при консервации радиоактивных и токсических веществ.

Основные технические характеристики:

Площадь рабочей камеры – 18 м – Продольный размер – 6,5 м – Поперечный размер – 2 м – Диаметр носика горелок – 80 мм – Число камер сгорания – – Высота рабочего пространства печи:

• надслоевого простр. – 2,9 м;

• подфурменной зоны – 1,2 м;

Удельный проплав – 8,89 т/(м2·сут.) Удельный расход топлива – 0, 073 м3/кг шихты – Коэффициент полезного теплоиспользования – – В сравнении с аналогичными печами агрегат позволяет увеличить:

удельную производительность – с 1.64 до 8.89 т/м2х сут.;

• производительность по пару – с 0 до 32 т/ч;

• коэффициент полезного теплоиспользования – с 30 до 80 %;

• среднею температуру расплава – с 1350°С до 1500°С;

и уменьшить удельный расход топлива – с 0,16 до 0,073 м3/кг;

площадь рабочего пространства печи – с 97,6 м2 до 18 м2;

объем огнеупорной кладки – 1080 до 51 м3;

• температуру подогрева воздуха – с 1200 до 450°С.

Примеры практического применения в РФ:

Внедрение перспективного экологически чистого технологического процесса производства искусственного щебня для асфальтобетонного покрытия дорог из силикатосодержащих отходов.

Дорсил (дорожный ситалл) – искусственный щебень – используется в качестве наполнителя асфальтобетонных покрытий дорог с высокой механической нагрузкой. Сырьё – силикатосодержащие промышленные отходы, кварцевый песок и сульфат натрия.

Дорсил изготавливается плавлением отходов производства. Искусственный щебень имеет в зависимости от предъявляемых к нему требований плотность 1260 2650 кг/м3, пористость 18 49%, пределы прочности на сжатие 250 320 МПа, на растяжение 10 12 МПа, истираемость 20 24%, морозостойкость более 300 циклов, коэффициент отражения света 50 60%.

Созданная технология, включающая плавильную печь, по своим эксплутационным показателям превосходит существующие аналоги. Произведена и реализована партия дорсила.

Оценка качества окружающей среды и оптимизация потребления вторичных ресурсов на урбанизированных и индустриальных территориях с целью обеспечения экологически безопасного социально экономического развития регионов России Описание разработки:

Впервые разработана концепция управления отходами техноэкосистемы и предложены принципы формирования информационных потоков, обеспечивающих функционирование системы управления отходами в урбанизированных и индустриальных территориях с целью обеспечения экологически безопасного социально экономического развития регионов Система мониторинга обеспечивает адекватность расчетов и возможность их надежного использования с расширением пространственной зоны анализа, позволяет производить расчеты концентраций компонентов выбросов на основе реальных производственных и географических данных без использования дорогостоящих программных продуктов.

– оценка качества окружающей среды урбанизированных территорий;

– анализ социально экономическое развитие территорий РФ;

– создается единая концепция комплексной системы эколого – медико – социального мониторинга урбанизированных и индустриальных территорий РФ;

– методическая документация комплексной системы эколого – медико – социального мониторинга;

– методику испытаний математических и имитационных моделей для конкретных территорий Ключевые конкурентные преимущества:

– не менее чем 3 х кратное увеличение скорости анализа вредных выбросов в окружающую – на 5 % возрастет доверительный интервал точности анализа содержания вредных выбросов;

– размещение данных на общедоступных системах информации;

– возможность анализа данных и осуществление управления в режиме on line;

– снижение экономических затрат на добычу природных ресурсов, за счет переработки отходов промышленных предприятий;

– снижение экономических затрат за счет минимизация экологических последствий.

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Санкт Петербургский государственный Санкт Петербургский государственный политехнический университет – многофункциональное государственное высшее учебное заведение. В 2010 году университет получил статус национального исследовательского университета, что явилось признанием его роли и возмож ностей как в области подготовки кадров, так и в мультидисциплинарных научных исследованиях и разработках. В рейтинге технических университетов России Политехнический неизменно занимает ведущие позиции.

Комплекс технических, технологических средств Комплекс технологических и технических средств (КТТС) для очистки высокотоксичных жидких отходов предназначается для глубокой очистки от высокотоксичных органических и минеральных примесей жидких отходов из карт полигонов, хвостохранилищ и шламо накопителей с целью предотвращения техногенных катастроф в результате переполнения карт и разлива отходов, а также продления срока эксплуатации полигонов.

Проблема хранения и переработки жидких токсичных органических и минеральных отходов в России является одной из наиболее острых экологических проблем. Так, нефтяной комплекс России включает 148 тыс. нефтяных скважин, 48,3 тыс. км магистральных нефтепроводов, 34 нефтеперерабатывающих завода общей мощностью более 300 млн т/год нефти. При этом ежегодно в стране образуются сотни миллионов тонн токсичных органических и минеральных отходов, из которых перерабатывается не более 15 %, а остальные накапливаются в шламонакопителях и хвостохранилищах промышленных предприятий, а также в картах (котлованах) полигонов, предназначенных для хранения подобных отходов. хранилища объемом около 500 млн кубометров относятся к предприятиям химической, нефтехимической и нефтеперерабатывающей промышленностей.

Подобные «хранилища» представляют экологическую угрозу для отдельных регионов, для страны в целом, а также для смежных зарубежных территорий. Таким образом, очевидна и актуальность проекта, и принадлежность разрабатываемого технологического комплекса к критическим технологиям Российской Федерации («Технологии переработки и утилизации техногенных образований и отходов»).

Разрабатываемый КТТС представ лен четырьмя модулями, в которых использованы сочетания разных прин ципов обработки жидких отходов в отдельных модулях, а также широкий спектр воздействий на отходы во всех четырех модулях. Он включает: механи ческую очистку (сепарацию в гравита ционном поле), химическую (реагент ную) – химическое осаждение ионов, окисление кислородом воздуха, окис ление пероксидом водорода), физи ческие методы воздействия (окисление и обеззараживание ультрафиолетовым облучением), физико химические ме тоды (флотацию, коагуляцию, флоку ляцию, мембранную фильтрацию). При менение разных по природе способов воздействия на примесные компоненты очищаемых жидких отходов приводит к их более полному извлечению и дето ксикации.

При проектировании модулей ис пользованы также современные мате риалы конструкции и материалы (например, аэрационный рукав с лазерной перфорацией мембраны, трековые мембраны последнего поколения, тонкослойные блоки, изготав ливаемые из экструдированных профилей и др.) Четырехмодульный комплекс очистки высокотоксичных жидких отходов комплектуется системой мониторинга на основе проточных датчиков с программным управлением.

Федеральное государственное унитарное предприятие «Российский научный центр «Прикладная химия»

(ФГУП «РНЦ «Прикладная химия») Адрес: Россия, 197198, г. Санкт Петербург, пр. Добролюбова, д. ФГУП «РНЦ «Прикладная химия» – ведущий научно исследовательский и производственный центр в области химии и технологии фторсодержащих соединений, продуктов основного и тонкого органического синтеза, продуктов неорганического синтеза, катализаторов технологического и экологического назначения, особо чистых веществ. Организация решает задачи для оборонного и ракетно космического комплекса России в области химической технологии. Предприятие имеет большой опыт в проектировании и строительстве химических производств. В организации работает аспирантура.

Промышленная технология и опытно промышленная установка переработки хлорорганических отходов промышленных производств хлормономеров и полимеров на их основе Генеральной линией обеспечения устойчивого развития экономики является предотвра щение негативного антропогенного воздействия промышленного производства на окружающую среду. В этой связи следует отметить, что в последние 20 30 лет на промышленных предприятиях по производству хлор мономеров и полимеров (ПВХ, эпихлоргидрин и эпоксидные смолы из него) сложилась критическая экологическая ситуация. Это обусловлено рядом причин. С одной стороны, в указанной отрасли РФ успешно работают несколько крупных предприятий, которые постоянно увеличивают выпуск продукции, имеющей большой спрос на рынке. Так, суммарный выпуск ПВХ на этих предприятиях превышает 600 000 т/год, а в ближайшие 4 5 лет выпуск продукции достигнет 850 1000 т/год. Суммарно производство эпихлоргидрина достигает 250 300 тыс. т/год, и также имеет тенденцию к увеличению.

С другой стороны, производство указанных продуктов характеризуется относительно большим индексом отходов. В производстве ПВХ на каждую тонну готовой продукции образуется 70 кг жидких безводных хлорорганических отходов (ХОО), а в производстве эпихлоргидрина доля образующихся ХОО значительно выше и составляет 250 300 кг/т.

Таким образом, суммарный объем образующихся ХОО в России на предприятиях отрасли достигает 100 тыс. тонн/год и в ближайшие годы может возрасти на 15 20%. По своему химическому составу ХОО – углеводороды, при этом токсичность отдельных компонентов соответствует 1 3 классу опасности. Такое состояние ХОО отрасли обусловлено перестройкой хозяйственной деятельности с 90 х г.г. прошлого века. Все существующие предприятия по получению ПВХ и эпихлоргидрина, созданные 25 35 лет назад, перерабатывали образующиеся ХОО хлоролизом (высокотемпературным исчерпывающим хлорированием) до образования четыреххлористого углерода, который в свою очередь, применяли в качестве сырья для получения фреонов и ряда фторорганических соединений. В настоящее время все старые производства фреонов закрыты в соответствии с Монреальским протоколом по защите озонового слоя Земли и четыреххлористый углерод в промышленных масштабах не используется. Таким образом, экологически замкнутый химический цикл оказался разорванным, а на предприятиях отрасли возникли экологические проблемы обезвреживания и переработки ХОО. В связи с тем, что основные продукты имеют большой спрос на рынке, а сами производства остаются рентабельными, то предприятия не были остановлены из за отсутствия надежных экологических решений по переработке ХОО.

В настоящее время 25 30% ХОО подвергают сжиганию с получением абгазной соляной кислоты средней концентрации 20 26%, спрос на которую ограничен в связи с ее низким качеством, а основная масса ХОО (до 75%) закачивается в подземные выработки, образовавшиеся от добычи поваренной соли. Однако такое решение проблемы является временной и вынужденной мерой. За местами указанных захоронений ведется постоянный геологический мониторинг, который выявил, что за последние 15 лет наблюдается проникновение ХОО в горные породы за пределы полости захоронений. Кроме того, медленно протекает процесс взаимодействия ХОО с горными породами внутри самой полости закачки.

Экспертная оценка указывает, что суммарное количество захороненных ХОО в РФ может превышать 0.5 млн. тонн. В то же время, разрешение на захоронение ХОО по существу остановили химико технологические разработки по переработке ХОО и, тем самым, привели к критическому положению по охране окружающей среды на рассматриваемых предприятиях.

Таким образом, на предприятиях отрасли создана «экологическая бомба замедленного действия» и эта проблема требует проведения срочных технологических и инженерных исследований.

В рамках Государственного контракта разработан технологический процесс переработки хлорорганических отходов методом каталитического оксихлорирования с получением товарных продуктов – перхлорэтилена и трихлорэтилена, широко используемых в химической чистке хлорорганических соединений. Новизна применяемых подходов заключается в использовании вместо хлористого водорода, как одного из реагентов оксихлорирования, 20 % соляной кислоты. В отличие от хлористого водорода соляная кислота является крупнотоннажным товарным продуктом, и, кроме того, является отходом многих химико технологических процессов. На основании результатов, полученных на лабораторной установке, разработан проект опытно промышленной установки и на его основе создана сама установка (рисунок 1).

Одним из важнейших требований, учитываемых при разработке, являлись полная переработка хлорорганических отходов, отсутствие в технологии образующихся органических отходов, а количество твердых неорганических отходов должно составлять величину не более 3 % от исходного количества отходов.

Основным узлом установки является каталитический реактор оксихлорирования. Новизна применяемых конструкторских решений при создании реактора позволила максимально оптимизировать реакторный узел, снизить коррозионную нагрузку на материалы. Исключение снижения температуры среды ниже установленных значений позволило использовать в качестве основного конструкционного материала – нержавеющую сталь.

На опытно промышленной установке были наработаны опытные партии товарных продуктов, содержание в которых основного вещества не менее 99,5 мас. % (рисунок 2).

По окончании работ по Государственному контракту предполагается внедрение разработанной технологии на ведущих предприятиях хлорорганического синтеза, а именно ООО «Усольехимпром», ВОАО «Химпром». При этом коммерциализация предполагается путем продажи лицензионных договоров.

Рис. 1. Ректификационная колонна выделения перхлорэтилена и трихлорэтилена ЗАО «Твин Трейдинг Компани» создано в 1993 году как многопрофильное предприятие, основным направлением деятельности которого является проведение научных исследований, разработка и внедрение новых прогрессивных инновационных технологий и оборудования.

В результате исследований, созданы научно прикладные основы и экспериментальная база для внедрения вакуумных технологий в различных областях промышленности и сельского хозяйства.

Разработка инновационной энерго и ресурсосберегающей технологии и опытного образца установки для утилизации осадков сточных вод путем их безотходной переработки в сухие гранулированные органоминеральные удобрения на основе термо вакуумноимпульсных технологий Целью реализуемого проекта является разработка опытного образца установки (ООУ) для утилизации осадков сточных вод (ОСВ) производительностью 20 тонн в час путем их безотходной переработки в сухие гранулированные органоминеральные удобрения (ОМУГ) с применением инновационных энерго и ресурсосберегающих термо вакуумноимпульсных технологий.

Применение разрабатываемого оборудования обеспечит решение следующих задач:

– внедрение энерго и ресурсосберегающей экологически безопасной технологии;

– утилизации и переработки техногенных образований и отходов;

– восстановление нарушенных земель;

– ликвидации дефицита органических удобрений в сельском хозяйстве.

Основные технические характеристики ООУ:

– производительность (по входящему ОСВ) – 20 т/час;

– производительность по ОМУГ (в зависимости от влажности ОСВ) – 4 10;

– конечная влажность ОМУГ – не более 12 %;

– установленная электрическая мощность – 446 кВт;

– напряжение электрической сети – 380/220 В;

– масса установки – не более 180 т;

– основные размеры: занимаемая площадь – не более 800 м2, высота 6 м.

Создаваемый ООУ предназначен для применения в существующих и создаваемых водоочистных сооружениях для переработки осадков сточных вод в органоминеральное удобрение, предназначенное для использования в с/х. Применение полученного ОМУГ позволит повысить урожайность сельскохозяйственных культур и восполнить дефицит органоминеральных удобрений в стране.

Схема переработки осадков сточных вод в товарный продукт Показатели эффективности результатов проекта могут быть распределены на три группы.

Показатели улучшения экологической обстановки, условий жизни и здоровья населения:

освобождение территории от вредных, токсичных отходов жизнедеятельности; возврат для дальнейшего использования в сельском и городском хозяйстве значительных по площади территорий, занятых для размещения ОСВ; полное отсутствие отходов после реализации полного технологического процесса переработки ОСВ в ОМУГ.

1) Показатели эффективности установок по переработке ОСВ в ОМУГ в значительной мере определяются принципиальной новизной применяемых ТВИ технологий и достигаемыми за счет этого техническими характеристиками установок. Создаваемый в рамках проекта ООУ по переработке ОСВ в ОМУГ будет иметь следующие показатели эффективности по отношению к традиционно используемому оборудованию по производству удобрений:

– полную безотходную переработку ОСВ в ОМУГ;

– полное соблюдение требований норм пожарной безопасности и экологических прав;

– полное отсутствие выбросов в атмосферу;

– уменьшение затрат на утилизацию ОСВ по сравнению с другими способами утилизации – – снижение себестоимости получения ОМУГ в сравнении с себестоимостью производства аналогичных удобрений за счет значительного снижения эксплуатационных расходов (ориентировочно на 10 – 12%);

– использование в своей конструкции доступных и не дорогих комплектующих и расходных материалов.

2) Показатели эффективности применения ОМУГ для различных сельскохозяйственных культур. В целом при внесении ОМУГ достигалось достоверное повышение урожайности всех исследуемых сельскохозяйственных культур, а экологические показатели по содержанию тяжелых металлов и мышьяка и в растениях, и в почвах были значительно ниже допустимых нормативов. Данный факт свидетельствует об эффективности и экологической безопасности ОМУГ. Показатели эффективности применения ОМУГ для различных сельскохозяйственных культур по данным исследований институтов РАСХН РФ приведены в таблице.

Показатели эффективности применения ОМУГ для сельскохозяйственных культур Приведенные в таблице показатели подтверждают высокую эффективность ОМУГ и хорошие перспективы завоевания значительной ниши рынка удобрений в России и за рубежом.

Обобщая содержание данного раздела можно сделать вывод о высокой эффективности результатов проекта.

Гранулированные органоминеральные удобрения (ОМУГ) Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт нефтехимического синтеза им. А.В. Топчиева Адрес: Россия, 119991, г. Москва, Ленинский проспект, д. Институт создан в 1934 году. В настоящее время ИНХС РАН представляет собой многопрофильное научное учреждение, основными направлениями исследований которого является нефтепереработка, нефте и газохимия; гетерогенный, гомогенный и мембранный катализ; синтез и физико химия полимеров, в том числе полимеров биомедицинского назначения; создание перспективных полимерных и композитных материалов, в том числе нанокомпозитов; мембранная наука и технология. Структура Института включает 29 научных подразделений, в которых работают 270 научных сотрудников, всего в Институте трудятся около 400 человек. На базе ИНХС РАН создан ряд Научно обра зовательных центров и международных лабораторий. Руководит институтом академик РАН Саламбек Наибович Хаджиев.

Инновационная технология переработки природного газа Разрабатывается инновационная технология переработки природного газа в олефины.

Технология включает в себя стадии получения синтез газа из природного газа (возможен выбор различных процессов по желанию заказчика), одностадийный процесс превращения синтеза газа в диметиловый эфир при 260 290 °С и давлении 5.0 8.0 МПа, процесс превращения диметилового эфира в низшие олефины (этилен и пропилен) на цеолитсодержащих катализаторах при давлении 0,2 МПа и температурах 320 380 °С. Выделение индивидуальных олефинов может осуществляться по стандартной схеме, применяемой на установках пиролиза.

Конкурентные преимущества разработки:

– монетизация природного газа, возможность переработки различных источников углеводородных газов и использования различных способов получения синтез газа в интегрированном процессе;

– получение в одну стадию из синтез газа диметилового эфира с выходом 90%;

– возможность регулирования отношения этилен/пропилен от 1.5 до 4. – снижение себестоимости олефинов на 15% по сравнению с традиционным промышленным способом их получения пиролизом;

– время непрерывной работы катализаторов до регенерации – не менее 600 часов – энергозатраты – не более 650 кВтч на 1 тонну продукции.

Разработана технология превращения природного или биогаза через синтез газ и оксигенаты в сырье для нефтехимии: этилен и пропилен. Разработаны катализаторы, технологическая схема процесса, обеспечивающие получение указанных олефинов с выходом 1 т на 2600 м3 природного газа. Конверсия оксигенатов не менее 90 %, при селективности по сумме этилена и пропилена не менее 75 %. Разработаны кинетические модели процессов.

Предложены научные и технологические решения, существенно удешевляющие процесс и позволяющие осуществлять его без выделения оксигенатов.

Рис. 1 4. Опытная установка получения олефинов через оксигенаты ОАО ЭлИНП Рис. 5. Технологическая схема блока получения диметилового эфира (ДМЭ) Рис. 6. Технологическая схема блока получения олефинов Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт высокотемпературной электрохимии Уральского отделения Российской академии наук Основное направление научных исследований института: высокотемпературная физическая химия и электрохимия расплавленных и твердых электролитов.

Области практической реализации результатов фундаментальных исследований института:

– получение новых материалов с заданными свойствами для различных отраслей про мышленности;

– электрохимическая энергетика (первичные источники тока, аккумуляторы, топливные элементы, электролизеры для получения кислорода и водорода, конвертеры для получения водорода, газовые сенсоры);

– научные основы ресурсосберегающих электрохимических технологий получения, рафи нирования, защиты металлов, переработки природного и техногенного сырья, включая ядерные материалы.

Технология переработки свинецсодержащих техногенных Разработана комплексная технология переработки твердых свинецсодержащих отходов, позволяющая извлечь свинец и ценные компоненты из техногенного и вторичного сырья.

Разработана оригинальная конструкция аппарата для электрохимического рафинирования чернового свинца, не имеющая аналогов в мировой практике. Конечными продуктами технологии являются сортовой свинец и свинцовые лигатуры (свинец сурьма и свинец висмут с заданной концентрацией сурьмы и висмута). Качество получаемых марочных продуктов соответствует ГОСТ 3778 98 (чистота свинца марки С1 не менее 99,985 мас.%).

Конструкция электролизера для полупромышленных испытаний Таблица 1. Исходное сырье для получения марочных продуктов ция аккумуляторного лома Достоинства разработанного аппарата:

– Разработанная конструкция электролизёра позволяет в одну технологическую операцию получать чистый металл, по контролируемым примесям соответствующий мировым стандартам.

– Предложен высокопрочный материал для изготовления корпуса электролизера.

– Повышается производительность процесса рафинирования за счет увеличения плотности катодного тока.

– Повышается надежность работы электролизера за счет новых конструкционных решений и контроля параметров процесса рафинирования.

– Предлагаемая конструкция может быть использована для проектирования аппаратов многотоннажного производства.

Конкурентные преимущества технологии:

– Электрорафинирование чернового свинца происходит в одном аппарате.

– Организация процесса исключает накопление шлаков и образование газообразных и пылевидных отходов. Расходуемые реагенты отсутствуют.

– Имеются патенты РФ: № 2415202, № 2418083.

Основной вклад в свинцовое загрязнение окружающей среды стацио нарными источниками вносят предприятия цветной металлургии: около 660 т/год или 87% от регистрируемых свинцовых выбросов всех отраслей промышленности.

Объем твердых отходов предприятий цветной металлургии, содержащих свинец, составляет 90 100 тыс. тонн в год.

Способ вскрытия оболочки тепловыделяющего элемента Разработан новый оригинальный способ удаления оболочки тепловыделяющего элемента, изготовленной как на основе специальных сталей, так и циркониевых сплавов. Он заключается во вскрытии оболочки ТВЭЛа отработавшей тепловыделяющей сборки путем использования в качестве растворителя жидкого металла. Процесс растворения ведут в расплавленном цинке при температуре 600 900 °С в течение 1 10 часов при соотношении массы оболочки к массе растворителя как 1:10 – 1:43 с последующей отгонкой растворителя.

Предлагаемый способ позволяет существенно упростить процесс удаления оболочки ТВЭЛов как тепловых, так и быстрых реакторов, снизить материалоемкость и энергоемкость головного передела, а также реализовать головной процесс короткого пристанционного топливного цикла, в том числе на солевых расплавах.

При использовании данного способа повышается как производительность, так и технологичность переработки радиоактивных материалов.

Способ разработан совместно с ОАО СвердНИИхиммаш и ФГУП НИКИЭТ.

Растворение оболочки циркониевого ТВЭЛа реакторов типа ВВЭР в жидком цинке.

Преимущества предлагаемого способа:

– Позволяет отделить топливо от конструкционных материалов сборки без ее разделки, что существенно упрощает и удешевляет процесс переработки.

– Позволяет вскрывать оболочку ТВЭЛа практически без потери как нитридного, так оксидного топлив.

– Позволяет организовать компактирование остатков ТВС, что важно как для организации процесса переработки, так и для создания условий утилизации и хранения отходов.

Получение изделий из тугоплавких металлов способом высокотемпературной гальванопластики Разработана технология получения изделий различных конфигураций и размеров из тугоплавких металлов (молибдена, рения, вольфрама, тантала) электролизом солевых расплавов. Изделия обладают повышенной формоустойчивостью и стойкостью при эксплуатации в режиме многократных тепловых нагрузок до высокой температуры, что увеличивает их суммарный срок службы.

В качестве исходного материала может использоваться лом, содержащий эти металлы (вышедшие из строя изделия, обрезь, стружка и пр.), в том числе загрязненный радионуклидами (отработанные молибденовые лодочки). Изде лия, полученные из радиоактивного лома, не содержат радиоактивных примесей.

Технология экологически чистая. Вредных выбросов и стоков практически нет. В случае переработки радиоактивного сырья отделен ные от молибдена радиоактивные компоненты могут быть возвращены в основное произ водство.

Конкурентные преимущества:

– Срок службы изделий, полученных данным способом, в 2 5 раз выше, чем у анало матрице в технологической оснастке гичных изделий, полученных традицион ными способами, что связано с их отличительными структурными особенностями.

– Изделия обладают высокой химической чистотой (99,99 99,999% при анализе примесных элементов).

– Возможность получения широкого ассортимента изделий высокого качества на одном и том же базовом оборудовании.

Технология отработана на специально созданном крупно лабора торном оборудовании и оснастке. Получены образцы различных видов изделий с размерами, удовлетворяющими производственным требо ваниям или максимально приближенными к ним.

Испытания наших молибденовых поддонов, используемых при восстановительном обжиге таблеток оксида урана для ТВЭЛов, показали увеличение времени их эксплуатации в 6 раз по сравнению с изделиями других производителей. Двухслойные рений иридиевые корпуса ракетных двигателей малой тяги прошли успешные испытания в условиях, имитирующих реальные условия их использования в космических аппаратах. Использование рениевой фольги при масс спектроскопическом анализе позволило Корпуса жидкостных ракетных Молибденовые лодочки для обжига таблеток двуокиси Технология получения металлического свинца высокой чистоты Разработаны научные основы новой электрохимической технологии получения высокочистого металлического свинца. Получена опытная партия свинца электролитическим рафинированием в каскадном электролизере с хлоридом свинца квалификации «ч», очищенного зонной плавкой, по сумме примесей удовлетворяющая техническим требованиям для теплоносителя ядерных реакторов нового поколения на быстрых нейтронах (БН 800, БН 1200).

Основные конкурентные преимущества технологии:

– Возможность получения высокочистого металлического свинца из разного сырья, в том числе вторичного (аккумуляторный лом, отходы кабельной продукции и т.п.).

– Высокая экологичность. Газовых и пылевых выбросов в атмосферу нет.

трихлорбензола – широко используется в качестве заполнителя в трансформаторах тока, конденсаторах большой емкости и является высокотоксичной жидкостью. В настоящее время на предприятиях энергетики скопилось десятки тонн совтолов в отработавших свой ресурс трансформаторах. Основной технологией утилизации этих отходов является их сжигание в специальных печах при температуре выше 1400 °С из за образования значительного количество диоксинов Исследования, проведенные в ИВТЭ УрО РАН, показали возможность переработки совтола путем использования ПХДФ в смеси с хлором в качестве высокоэффективного хлорирующего агента для хлорирования в солевых расплавах:

1. оксидсодержащего сырья при производстве магния (АВИСМА, г. Березники);

2. оксидов редкоземельных металлов при производстве этих металлов (Соликамский магниевый завод).

Блок схема хлорирования оксидного сырья и использованием совтола Конкурентные преимущества предлагаемой технологии:

1. Утилизация отходов ПХДФ без образования диоксинов.

2. Внедрение новой технологии хлорирования оксидного сырья при более низкой температуре и с большей эффективностью по сравнению с существующими методами.

Государственной корпорацией по атомной энергии «Росатом» в рамках ФЦП ЯРБ создается новая инновационная технология переработки отработавшего ядерного топлива реакторных установок типа ВВЭР и РБМК. При ее реализации будет построен опытно демонстрационный центр (ОДЦ) по отработке новых способов переработки ОЯТ. В рамках этого проекта по заданию ОАО «СвердНИИхиммаш» Институтом высокотемпературной электрохимии УрО РАН выполнены научно исследовательские работы, предназначенные для научного обоснования головного передела технологии переработки ОЯТ. В результате данных работ разработаны режимы газотермической обработки материала оболочек твэлов, уточнен состав газовой среды и температурные режимы для охрупчивания образцов оболочек твэлов.

Технологические параметры газотермической обработки твэлов успешно опробованы на опытном стенде ОАО «СвердНИИхиммаш» на полномасштабных макетах ТВС.

Преимущества способа:

1. Низкая температура процесса газотермической обработки.

2. Малые энергозатраты.

3. Возможность дистанционного обслуживания и полной автоматизация технологии.

Работы выполнены по заданию ОАО «СвердНИИхиммаш».

Образцы оболочки твэла из сплава Э110, подвергнутые низкотемпературному охрупчиванию Макет ТВС, охрупченный способом ИВТЭ СвердНИИхиммаш Разогревный химический источник тока (РХИТ) – это автономный источник электро энергии, который работает по принципу прямого преобразования химической энергии в электрическую.

ИВТЭ УрО РАН разработал, изготовил и испытал целый ряд мощных батарей РХИТ различного назначения с характеристиками, превышающими зарубежные аналоги.

РХИТ могут быть использованы в качестве резервных источников электроснабжения в различных областях:

– Военная техника и вооружение.

– Автономное энергопитание автоматических систем пожаротушения.

– Работа спасательного оборудования в условиях чрезвычайных ситуаций при отсутствии других источников электроэнергии, а также в труднодоступных местах.

– Аварийное энергоснабжение лифтов и подъемников шахт.

– Резка металлов (арматуры, деталей автотранспорта, вагонов и др.) при ликвидации последствий природных и техногенных катастроф.

– Запуск двигателей в условиях низких температур.

– Для других потребителей, которым нужны мощные энергоустановки для экстренного энергоснабжения.

Ключевые конкурентные преимущества РХИТ:

– Обладают высокими удельными энергетическими характеристиками (мощность, емкость) на единицу веса и объема.

– Имеют стабильные разрядные характеристики.

– Выдерживают любые виды излучений.

– Просты в эксплуатации, не требуют обслуживания.

– Универсальная конструкция позволяет изменять характеристики по требованию заказчика.

– Имеется 6 патентов РФ.

ИВТЭ УрО РАН может разработать и изготовить опытные экземпляры РХИТ со следующими характеристиками:

Федеральное государственное унитарное предприятие «Государственный научный центр Российской Федерации – Физико энергетический институт Государственный научный центр Российской Федерации – Физико энергетический институт имени А.И. Лейпунского (ФГУП «ГНЦ РФ – ФЭИ») – многопрофильная научная организация, ведущая комплексные исследования физико технических проблем атомной науки и техники. ГНЦ РФ – ФЭИ основан 31 мая 1946 г. Он стал первым в стране институтом, созданным для разработки атомных реакторов.

27 июня 1954 г. в институте состоялся пуск Первой в мире атомной электростанции, созданной в кооперации с ведущими НИИ, КБ и предприятиями Минсредмаша.

ГНЦ РФ – ФЭИ всемирно известен не только благодаря Первой в мире АЭС, визитная карточка института – реакторы на быстрых нейтронах.

Виды деятельности:

– Исследования и разработка реакторов на быстрых нейтронах и технологий замкнутого топливного цикла в ядерной энергетике. Системы безопасности АЭС.

– Наноструктурированные технологии и материалы в системах очистки жидких радиоактивных отходов и питьевой воды, в синтезе неорганических нанопорошков и нановолокон, в изготовлении сенсорной керамики и модифицированных оксидных материалов с повышенной теплопроводностью.

– Производство радиофармпрепаратов, аэрозольных фильтров, фильтров для очистки воды.

Фильтры для очистки воды на основе наноструктурных Краткое описание:

Фильтры на основе наноструктурных плазмохимических мембран обеспечивают глубокую очистку питьевой водопроводной воды до прозрачности двойного дистиллята от твердых взвешенных примесей различного происхождения: соединений трехвалентного железа (ржавчины), песка, органических соединений (линдан, ДДТ) и др., а также – от ионов металлов (кадмий, свинец, хром, алюминий, медь, цинк), мышьяка, и др. с эффективностью 80 100 %.

Тонкость фильтрования, мкм

Давление фильтрации, МПа

Скорость очистки воды, л/ч

Ресурс сменного фильтроэлемента, л

Ключевые конкурентные преимущества:

Самоочищение поверхности фильтрующей мембраны осуществляется импульсным гидроударом фильтрованной воды за время 15 30 сек., что обеспечивает до 25000 л очистки воды фильтроэлементом до его замены.

Научная значимость:

В процессе исследований и экспериментов разработана технология нанесения плазмохимических мембран на различные пористые подложки: полиэтилен, керамику, металл, что в перспективе позволяет использовать фильтры в различных областях очистки и исследования жидких сред.

Примеры практического применения в РФ:

Изготовлен ряд оытных образцов, проверена работоспособность фильтров, создан участок по производству фильтроэлементов, запланировано производство фильтров в целом.

Производительность: 70 100 л/ч Производительность: 500 700 л/ч Модульная комплексная система очистки и обеззараживания Краткое описание:

Система глубокой очистки природных вод включает:

– модуль предварительной очистки с тонкопленочным течением воды и очисткой ее зернистым – кислородный модуль – для окислениия растворенных железа и марганца с эффективностью 99,99%;

– сорбционный модуль – для очистки воды от Ca Mg – жесткости, нефтепродуктов, радиоактивных примесей (137Cs, 90Sr.) и др.;

– модуль мембранной очистки регенерируемый с тонкостью фильтрования от 0,2 мкм;

– модуль обеззараживания воды ультрафиолетовым облучением и ультразвуковой обработкой.

Ключевые конкурентные преимущества:

Наличие в системе центрального самоочищаемого мембранного модуля, в котором регенерация поверхности фильтрующей мембраны осуществляется импульсным гидроударом фильтрованной воды во время его эксплуатации, что обеспечивает до 25000 л фильтрации воды до замены фильтроэлемента.

Научная значимость:

Модуль мембранной очистки в сочетании с сорбционным или другими модулями может использоваться в очистке различных жидких сред, в т.ч. и при проведении научных исследований.

Примеры практического применения в РФ:

Создан и эксплуатируется опытный комплекс модульной системы очистки воды. Получены положительные результаты.

Фильтроэлемент мембранного модуля очистки с наносткрутурной титановой мембраной Наноразмерная структура поверхности мембраны Комплексная система очистки энергетических масел и топлив Краткое описание:

Комплексная система очистки энергетических масел и топлив включает в себя три блока:

электрофизической, сорбционной и мембранной очистки.

Модули могут использоваться индивидуально.

Производительность каждого из модулей 1 м3/ч.

В сорбционном блоке удаляются влага, кислоты, асфальто смолистые вещества и продукты окисления турбинных, моторных и трансформаторных масел. Модуль мембранной очистки предназначен для очистки масел от взвешенных частиц до 4 го и выше классов очистки.

Ключевые конкурентные преимущества:

Снижение количества отходов в виде отработанных масел и топлив и их повторное использование Научная значимость:

Разработка расширяет возможности использования фильтроэлементов с нанострук турными мембранами. Модуль мембранной очистки в сочетании с сорбционным или другими модулями может использоваться в очистке различных жидких сред, в т.ч. и при проведении научных исследований.

Примеры практического применения в РФ:

Опытный комплекс модульной системы очистки масел и топлив разработан и проходит ресурсные испытания. Получены положительные результаты.

«Электрогорский институт нефтепереработки»

ЭлИНП создан 1 июня 1969 г. на базе лаборатории ВНИИ НП и определен как головное предприятие по проблеме применения радиоактивных изотопов и излучений в процессах переработки нефти и нефтехимии. На сегодняшний день ЭлИНП располагает мощной, а по некоторым проблемам нефтепереработки уникальной исследовательской и опытно экспериментальной базой. Сегодня в ЭлИНП разработаны и производятся более 50 марок полимочевинных смазок и паст. Одним из основных направлений работ ЭлИНП являются исследования в области разработки и производства смазок и паст с полимочевинным загустителем, применяющихся в промышленности при рабочей температуре от 40 до +1400° С. В 2013 г. в рамках Госконтракта запланирован пуск опытного производства полимочевинных смазок мощностью до 300 т в год.

Смазки (пасты) с порошкообразными отходами различных Смазочные пасты с трибологическими характеристиками, не уступающими традиционным пастам на основе дисульфида молибдена и графита можно получить, используя в их составе в качестве противоизносных наполнителей твердые порошкообразные промышленные отходы.

Использование этих отходов, имеющих в своем составе химически активные группы, позволяет на их основе создавать смазочные пасты различного функционального назначения с более широким спектром действия, чем у паст на основе дисульфида молибдена и графита.

Разработаные смазки и пасты имеют хорошие противоизносные и противозадирные характеристики, не уступающие традиционным пастам на основе дисульфида молибдена и (или) графита;

– значительно дешевле паст на основе дисульфида молибдена;

– имеют более привлекательный внешний вид за счет дополнительной окраски, нежели у черных паст на основе дисульфида молибдена и графита;

– улучшают экологическую обстановку за счет использований отходов.

Использование таких паст планируется в узлах трения оборудования АвтоВАЗа, а вместо дорогих черных паст на основе дисульфида молибдена и графита: Лимола, Аэрола, Силикола, Графитола.

Организационная и информационная поддержка:

Общество с ограниченной ответственностью «Инновации, технологии и консалтинг» (ООО «Интехконсалт») Адрес: 117218, г. Москва, Нахимовский проспект, д. Отпечатано в типографии ЗАО «ФАБРИКА ОФСЕТНОЙ ПЕЧАТИ»