Список использованных источников

1. Морачевский, А.Г. Утилизация серы - важнейший этап экологически безопасной технологии переработки лома свинцовых аккумуляторов / А.Г. Морачевский, З.И. Вайсгант, Е.В. Бочагина, М.Н. Хабачев // Цветные металлы. - 2002. - № 8. - С. 34-37.

2. Морачевский, А.Г. Экологические проблемы сбора и переработки вторичного свинецсодержащего сырья / А.Г. Морачевский, З.И. Вайсгант, А.В. Кореляков // Журн. прикл. химии. - 2000. - Т. 73. - № 7.-С. 1125-1130.

3. Морачевский, А.Г. Физико-химические и технологические исследования процесса десульфатации свинецсодержащих материалов // Журн. прикл. химии, 1998. - Т.71.-№6. -С.881-890.

4. Морачевский, А.Г. Взаимодействие сульфата свинца с раствором гидроксида натрия при переработке вторичного свинцового сырья / А.Г. Морачевский, М.С. Коган, А.И. Демидов, З.И. Вайсгант // Журн. прикл. хим. - 1993. - Т. 66. - № 8. - С. 1871-1874.

5. Морачевский, А.Г. Взаимодействие гидроксида кальция с оксидно-сульфатной фракцией лома свинцовых аккумуляторов / А.Г. Морачевский, Ю.С. Кузнецова, О.А. Калько // Журн. прикл. хим. - 2005. - Т.78. - №9.-С. 1568-1570.

6. Морачевский, А.Г. Десульфатация активных масс лома свинцовых аккумуляторов с применением карбоната калия / А.Г. Морачевский, Е.В. Бочагина, М.Н. Хабачев // Журн. прикл. химии. - 2003. - Т. 76. - № 10.-С. 1748-1750.

7. Анализ минерального сырья [Текст] / под ред. Ю.Н. Книпович, Ю.В. Морачевского. – Л.: Государственное научно-техническое издательство химической литературы, 1956. – 1050 с.

Актуальные пути сокращения энергопотребления Исследование поведения растворов полиаминов

Макарова Е.В., Гужов Д.Е.

ОАО «Всероссийский теплотехнический институт»

г. Москва, Россия, e-mail: makarova_ne@bk.ru

Аннотация

Проведено экспериментальное исследование поведения полиаминов в растворах комплексных соединений марок Helamin BRW-150H и Cetamine V2000. Получены экспериментальные кривые распада полиаминов, используемых для образования защитных пленок на внутренних поверхностях нагрева тепломеханического оборудования.

Ключевые слова: теплоэнергетика, аминосодержащий реагент, скорость распада полиаминов.

Одним из условий эффективного использования энергии на тепловых электростанциях является надежная защита оборудования и трубопроводов от накипеобразования и коррозии.

Для очистки внутренней поверхности трубопроводов от старых отложений и предотвращения накипеобразования при эксплуатации оборудования в последние годы широко применяются комплексные аминосодержащие реагенты марок Helamin и Cetamine.

Опыт применения комплексных соединений аминов в качестве коррекционных реагентов для ведения водно-химического режима котлов ТЭС позволил сделать определенные выводы о влиянии полиаминов на процессы, происходящие в пароводяном цикле [1]. Однако практически отсутствуют сведения о поведении (изменении концентрации) растворов аминов с течением времени. Данная информация необходима для прогнозирования свойств рабочего раствора реагентов в расходном баке насосов-дозаторов при длительных простоях котлов. При применении комплексных аминосодержащих реагентов для химической очистки и пассивации оборудования образуется большое количество сточных вод, для оценки возможности сброса которых также нужны сведения об особенностях разложения полиаминов.

На сайте производителя приведена информация о том, что Helamin относится к биологически разлагаемым продуктам и имеет период полураспада 28 суток, а согласно паспорту безопасности биоразлагаемость составляет 70%. Однако не представлены данные ни о методике определения полураспада, ни о времени и условиях 70%-го биоразлржения.

С целью исследования изменения концентрации растворов полиаминов с течением времени в лабораторных условиях проведен эксперимент. Растворы реагентов марок Helamin BRW-150H и Cetamine V2000, приготовленные на декарбонизированной обессоленной воде, выдерживались в течение шести недель в открытых емкостях при комнатной температуре 21-25^оС. Температура растворов полиаминов находилась в пределах 19-24^оС. Исходная концентрация раствора составляла 1 г/дм³ товарного реагента.

Выбор марок реагентов обусловлен их преимущественным использованием для химических очисток.

Особенностью исследуемых реагентов является их комплексный состав, включающий в себя пленкообразующие амины, дисперсанты и нейтрализующие амины. Полиамины стабилизируют процесс образования слоя магнетита на внутренних поверхностях нагрева тепломеханического оборудования. За счёт образования на внутренних поверхностях нагрева полиаминной плёнки, которая не влияет на теплообмен, появляется противонакипной и противокоррозионный эффекты. Дисперсанты выполняют двойную работу, связывая, в случае проскока жесткости, катионы кальция и магния, а также отмывая поверхности нагрева от отложений. Нейтрализующие амины создают благоприятный режим величины рН по всему тракту тепловой схемы.

В качестве контролируемых показателей в проведенном эксперименте выбраны рН и концентрация пленкообразующих аминов (ПОА), которая определялась фотоколориметрическим методом с применением индикатора Бенгальского красного Б [2].

Результаты исследования приведены в таблице 1 и на рис. 1.

Таблица 1

Реагент	Диапазон изменения рН	Диапазон изменения концентрации ПОА, мг/дм3
Helamin BRW-150H	11,4-8,8	24,5-10,7-
Cetamine V2000	11,2-8,6	13,2-9,6-

Рис. 2. Изменение концентрации полиаминов с течением времени

Причиной отличающихся начальных значений рН и концентрации полиаминов у сравниваемых реагентов является разное процентное соотношение их составляющих.

Из графика на рис. 1 видно, что максимальная скорость разложения полиаминов у обоих исследуемых реагентов наблюдалась в первые 10 дней эксперимента. Практически отсутствие изменения концентрации ПОА в течение шестой недели исследования явилось причиной окончании эксперимента.

В результате эксперимента установлено, что уменьшение концентрации полиаминов для Helamin BRW-150H и Cetamine V2000 за 28 суток составило 50% и 25%, а снижение рН – 17% и 16,8% соответственно. За шесть недель изменение содержания ПОА составило для Helamin BRW-150H - 55,6%, а для Cetamine V2000 – 37,5%.

Таким образом, скорость распада полиаминов в Cetamine V2000 меньше чем у Helamin BRW-150H. Следовательно, Cetamine V2000 при длительном хранении в расходных баках насосов-дозаторов будет медленнее терять способность образования защитного слоя на внутренних поверхностях нагрева. Однако целесообразнее не допускать потери свойств реагентов за счет приготовления необходимого расчетного количества рабочего раствора реагента.

Для оценки экологической безопасности – биоразлагаемости – аминосодержащих отмывочных сточных вод планируется продолжение исследования на среде, имеющей характерный для отмывочных вод состав.

Работа выполнена при поддержке гранта Президента РФ МК-3081.2013.8.

Список использованных источников

1. Некоторые особенности и свойства комплексных реагентов на основе аминов и водно-химический режим/ Суслов С.Ю., Кирилина А.В. и др.//Энергетик. 2013. №2.

2. СТО ВТИ 37.004-2013 Методика определения массовой концентрации полиаминов в производственных водах тепловых электростанций фотоколориметрическим методом. М.: ОАО «ВТИ». 2013.

СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ ВНЕДРЕНИЯ ОПТИМАЛЬНЫХ СХЕМ ОБРАЩЕНИЯ С ТБО В ПОСЕЛЕНИЯХ РФ

Дифференциация отходов как экономически рентабельный резерв перехода цивилизации в режим устойчивого развития

Ефремова Т.В., Щукин В.П.

Тольятти, Тольяттинский государственный университет,

efremova2011@yandex.ru

Аннотация

В статье проведен анализ воздействия цивилизации на природу, и убедительно показано, что без решения проблемы рецикла отходов, остановить ее деградацию на глобальном, государственном и локальном уровнях, невозможно. Предложена структура экономически рентабельной системы обращения с отходами, способной остановить деградацию окружающей природной среды.

Ключевые слова: численность населения; деградация биосферы; отходы; экономическая рентабельность; устойчивое развитие; «индустрия выхода».

Определенный резерв развития цивилизации заключается в научном решении проблемы рецикла социальных отходов общества. Природа, как вечный двигатель, работает с коэффициентом полезного действия, превышающим 100%, а техноциклы всего 20%.

Проведенный анализ последствий воздействия цивилизации на природу и ее изменение за прошедшие 100 лет на фоне трехкратно возросшей демографической нагрузки убедительно показывает, что без решения проблемы возврата использованных природных ресурсов (по Д.И. Менделееву – «ценных веществ, находящихся в ненужном месте») антропогенную нагрузку на природу снизить невозможно. В этом случае реализуется прогноз Ж. Ламарка, высказанный более 200 лет назад, что «человечество погибнет, разрушив собственную среду обитания». Решение проблемы заключается в научном поиске путей реализации техногенных рециклов природных ресурсов с их многократным использованием.

Развитие экономики в 21-м веке будет определять экология, и снижение антропогенной нагрузки на природу можно достигнуть только за счет внедрения рециклов техногенных отходов общества, сопоставимых по эффективности с рециклами вещества (биологические круговороты) в природе.

Актуальность: Деградация природы продолжается, что подтверждается в течение последних 40 лет, начиная с Международных конференции по линии ООН (1972 г.) – Хельсинки (1972 г.) и Рио-де-Жанейро (1992 г.), а также саммитами под общим названием «Рио+5» (Рио-де-Жанейро, 1997), «Рио+10» (Йоханнесбург, 2002), «РИО+15» (Копенгаген, 2007), и последней конференцией по линии ООН «РИО+20» (Рио-де-Жанейро). Необходимы срочные и эффективные меры по различным направлениям, включая проведение экологического всеобуча по почти религиозной подготовке человека экологического [4]. Существенный резерв продолжения жизни цивилизации заключается в создании эффективной «системы выхода», т.е. рецикла, возвращающего обществу все, что оно потребило. Мусорные пакеты от населения, «брезгливо» выбрасываемые в мусоропровод или контейнеры, могут стать эффективным резервом, снижающим добычу полезных ископаемых и устранение других видов антропогенного давления на природу.

Новизна: Предложено теоретическое обоснование возможности создания глобальной «индустрии выхода» на базе квартальных пунктов приема отходов, в которой активно участвует население, обеспечивающее первичным сырьем предприятия по производству вторичных ресурсов (переименованные и переоборудованные мусороперерабатывающие заводы). Показана их возможная экономически высокая рентабельность от процессов рецикла отходов с получением прибыли для оплаты за тщательно дифференцированные отходы работающего персонала и населения.

Предметом исследования является обоснование необходимости создания «индустрии выхода» на базе дифференциации собственных отходов населением через его активное участие в дифференциации и внесения этим самым своей лепты, как главного потребителя природы, в ее сохранение. Обоснована возможность переработки практически 95% твердых бытовых отходов во вторичные ресурсы и утилизации пищевых отходов через свойственные природе процессы их биоброжения в биогаз.

Объектом исследования стали:

• система «Природа – Общество» и ее экономическая рентабельность;

• объемы и фракции объекта исследований – отходы г. Тольятти;

• экологическая перспектива сохранения окружающей природной среды.

Результаты исследования показывают, что состояние природных объектов Земли в 21-м веке приближается к катастрофическому [1,6]. Это связано, в первую очередь, с тем, что население планеты за 100 лет возросло почти в 4 раза и достигло к 2012 году 7.0. млрд. чел. валовый мировой продукт возрос в 476 раз, добыча всех полезных ископаемых в 208 раз, потребление пресной воды в 13,9 раза, площадь деградированных земель в 13.6 раза и т.д.

На рис. 1. приведен прогноз роста численности народонаселения планеты в 21-м веке. Наиболее реален вариант со стабилизацией численности населения земли на уровне 12,5 млрд. чел., предложенный С.П. Капицей:

Рис.1. Прогнозные сценарии роста населения мира: 1 – постоянная плодовитость; 2 – постоянная скорость роста; 3 – кризис «третьего» мира; 4 – высокий вариант ООН; 5 – средневысокий вариант ООН; 6 – медленный спад плодовитости; 7 – средний спад плодовитости; 8 – медленное снижение смертности; 9 – постоянная смертность; 10 – средненизкий вариант ООН; 11 – низкий вариант ООН; 12 – быстрое снижение плодовитости; III – модель С.П. Капицы [2].

Приведенные результаты тревожны и отражают пропорциональное возрастание давления на природу с существенным увеличением отходов жизнедеятельности человека [5,3]. Решить проблему утилизации ТБО можно принципиально новым подходом – созданием рынка вторичного сырья.

Общая масса выбросов г. Тольятти – 400 кг на чел. в год при численности его населения 800 тыс. чел. составляет 320 тыс. т./год. Покомпонентный состав, их содержание и массы, а так же стоимость на рынке (по данным ИНТЕРНЕТ), при которых они пользуются спросом, представлен в таблице 1. Общий доход города может составлять от 470 – до 1 830 млн. руб./год, что достаточно для рентабельного функционирования системы без вливаний бюджетных средств.

Таблица 1