Історія

Інститут газу НАН України створений в системі Національної академії наук України в 1949 році і в даний час входить до складу Відділення фізико-технічних проблем енергетики НАН України.

Засновником і першим директором інституту був відомий вчений-металург академік М.М.Доброхотов. Великий внесок в становлення інституту внесли академік В.Ф.Копитов, який очолював інститут з 1952 по 1985 рік, та академік І.М.Карп – директор інституту з 1986 по 2002 рік. З 2003 року інститутом керує академік НАН України Б.І.Бондаренко.

Створення інституту обумовили швидкий розвиток в кінці 40-х років газодобуваючої промисловості, будівництво та експлуатація магістральних газопроводів та необхідність в зв’язку з цим вирішення загальних проблем газозабезпечення та газо- використання в багатьох галузях народного господарства.

За свою більш ніж 50-річну історію в Інституті виконувались великі наукові дослідження та значні розробки в різних галузях промисловості.

В металургії під керівництвом академіка М. М. Доброхотова виконувались роботи по використанню природного газу в сталеплавильному виробництві. Були розроблені наукові основи переводу мартенівських печей з опалення сумішшю коксового та доменного газів та мазуту на природний газ. Ці розробки, впроваджені на Алчевському, Макіївському, Запоріжському та Таганрозькому металургійних заводах, а також на заводах важкого машинобудування, дали змогу підвищити продуктивність печей та зменшити витрати палива (акад. І.М.Карп, д.т.н. В.Я.Конюх, к.т.н. Є.П.Покотило, К.О.Гребень). Інститут займав ведуче положення в СРСР в галузі технології відновлення металів і, зокрема, прямого отримання заліза. Перші в СРСР установки металізації в шахтній печі та в реакторі з киплячім шаром конструкції Інституту газу побудовані в 60-х роках на комбінаті “Запоріжсталь”. Співробітники Інституту приймали участь в освоєнні найбільшої в світі обертової трубчастої печі металізації (І.М.Карп, Б.І.Бондаренко, Є.П.Покотило). Вдосконалювались процеси обпалмагнітного відновлення кварцитів на Центральному ГЗК (м. Кривий Ріг). Була розроблена технологія та побудована дослідно-промислова піч відновлення заліза продуктами кисневої конверсії природного газу (В.Є.Гаспарян, Ю.Т.Соколюк). Виконувались роботи по створенню нових технологій виплавки та розливання сталей. Під керівництвом академіка В.Ф.Копитова виконаний значний обсяг досліджень процесів нагріву та термохімічної обробки сталей. Створені технології обробки металів та матеріалів, в тому числі автолистової та електротехнічних сталей в спеціальних газових середовищах, що привело до корінного покращання їх якостей (к.т.н. К.В.Днепренко). Під керівництвом професора О.О.Сігова були проведені дослідження по використанню природного газу для агломерації залізних руд та отримання залізного порошку. Проводились роботи направлені на підвищення продуктивності аглофабрик та якості агломерату, зниженню шкідливих викидів в його виробництві (д.т.н. В.А.Шурхал). Д.т.н. В.Я.Конюхом був розроблений метод нагріву та продувки ванних електросталеплавильних печей зануреним газокисневим факелом.

Інститут займає ведуче положення в Україні та країнах СНД в галузі технології отримання залізних порошків. Тут перш за все варто відмітити розробку технології та обладнання для створення першого в СРСР виробництва залізних порошків та виробів з них, що дозволило повністю припинити імпорт якісних порошків з Швеції, а також створити перше в СРСР виробництво акумуляторних залізних порошків для лужних акумуляторів (чл.-кор Б.І.Бондаренко). Розроблені технології та обладнання для відновлювального відпалу порошків. Створені в Інституті конвеєрні печі СКН-8 дозволяють скоротити питомі витрати водню в порівнянні з відомими закордонними зразками. Печі впроваджені на Броварському заводі порошкової металургії, ВАТ “Северсталь” (м. Череповець) (к.т.н. Д.М. Федоров), Сулінському металургійному заводі, на заводі “Сибелектросталь” (м. Красноярськ) (чл.-кор. Б.І.Бондаренко, к.т.н. В.Ф.Пекач, к.т.н. М.П.Курганський, к.т.н. О.М.Святенко). Розроблені та впроваджені на гірничо-металургійному комбінаті (м. Алаверди, Арменія) електропечі відновлення оксидів міді та відпалу мідних розпилених порошків в середовищі ендогазу (Є.П.Покотило). Розроблена і перевірена в дослідно-промисловому масштабі (м. Хайдарабад, Індія) одностадійна технологія отримання пластичних залізних порошків з індійських суперконцентратів (Б.І.Бондаренко, Є.П.Покотило, О.М.Святенко, Д.М.Федоров). Виконаний ряд інших важливих робіт.

В галузі промислової теплотехніки розроблена теорія променистого теплообміну в печах при нерівномірній температурі по висоті газового потоку, вперше застосований зональний метод їх розрахунку (проф. М.А.Захариков). Результати цих робіт широко впроваджені в скляній промисловості. Спеціалістами Інституту був запропонований та детально досліджений метод непрямого радіаційного нагрівання металу в печах металургійного та машинобудівного виробництва і розроблена серія плоско-полум’яних пальників для його реалізації. Цей метод забезпечує економію 25% палива при нагріванні металу, сприяє зменшенню його втрат при окисленні, збільшує продуктивність печей. Метод широко впроваджений на металургійних заводах України, країн СНД, а також в Угорщині, Болгарії, Алжиру (проф. А.Є.Єринов, проф. Б.С.Сорока). Були розроблені та впроваджені повітряні рекуператори, серед яких слід відмітити плоский струминний рекуператор, який характеризується високою ефективністю, можливістю роботи на запилених потоках, малими питомими витратами жароміцних сталей (к.т.н. Б.Д.Сезоненко, к.т.н. Т.В.Скотнікова).

Роботи в галузі переробки та транспорту газу насамперед пов’язані з іменем професора О.П.Клименка, автора одно- та трьохпоточного каскадних холодильних циклів скраплення природного газу, які стали класикою холодильної техніки та використані при проектуванні терміналів скрапленого газу в Алжирі. А.П.Клименком були початі в Інституті дослідження в галузі термодинаміки вуглеводнів, скраплення та розділення газів, підвищення ефективності газотранспортних систем, використання перепаду тиску в газопроводах та ін. Були розроблені технологія та обладнання підготовки газу до транспорту. На теперішній час розроблені за участю Інституту горизонтальні касетні абсорбери продуктивністю до 40 млн. м³/добу, призначені для сепарації, сушіння та очистки природного газу перед подачею в магістральний газопровід, встановлені Більче-Волицькому та Богородчанському ПСГ та обробляють весь газ, що іде на експорт (к.т.н. О.І.П’ятничко, к.т.н. Т.К.Крушневич). Д.т.н. М.О.Жидковою розроблений комплекс програм моделювання газотранспортних систем, який широко використовувався при проектуванні магістральних газопроводів та управлінні потоками газу в єдиній газотранспортній системі. Створені бази даних та методи розрахунку на ЕОМ процесів переробки вуглеводнів, а також розроблені одні з кращих в світі програми розрахунків їх термодинамічних властивостей (к.т.н. О.В.Калашніков). Під керівництвом к.т.н. Б.Я.Максимука досліджувались процеси концентрування інертних газів абсорбцією рідкого аміаку. Була розроблена та впроваджена на Черкаському ВО “Азот” установка вилучення віддувочних газів аміачного виробництва з метою виділення аргону та азотоводневої суміші (к.т.н.О.І.П’ятничко, к.т.н. Т.С.Джигирей).

З робіт в галузі переробки палив та мінеральної сировини слід виділити дослідження термодинамічних властивостей та масообміну в низькотемпературній плазмі продуктів згоряння природного газу в електричному розряді. Базуючись на результатах цих досліджень були розроблені та широко впроваджені установки газотермічного напилювання покриттів, що не мають світових аналогів, в яких замість інертних газів і водню використовується газоповітряна суміш (акад. І.М.Карп, д.т.н. С.В.Петров, к.т.н. М.М.Грінченко, к.т.н. Є.П.Марцевой). Також не має світових аналогів розробка методів і обладнання зануреного спалювання газу в мінеральних розплавах, що знайшла застосування в виробництві теплоізоляційних матеріалів (д.т.н. Л.С.Піоро, к.т.н. В.М.Олабін). Значні розробки проводились в галузі створення технологій та обладнання для виробництва вуглецевих сорбентів в печах з киплячим шаром (чл.-кор. К.Є.Махорін, к.т.н. А.М.Глухоманюк). Досліджувались на пілотних установках процеси з киплячим шаром під тиском до 2 Мпа – парова конверсія природного газу з циркулюючим теплоносієм та спалювання вугілля (к.т.н. Б.К.Ільєнко, к.т.н. В.Ф.Стадник). Значні результати отримані в галузі промислового каталізу. Були розроблені та впроваджені в виробництві аміаку та технічного водню ефективні каталізатори конверсії природного та газів нафтопереробки, що мають підвищену термостійкість та низький аеродинамічний опір (д.х.н. В.В.Веселов, к.т.н. О.М.Денбновецька, Т.О.Леванюк). Також розроблені каталізатори газоочистки на основі відходів гальванічних виробництв та каталізатори низькотемпературного окислення органічних сполук (к.х.н. Г.Д.Терещенко).

Значні роботи по переводу печей нафтопереробної та нафтохімічної промисловості на спалювання заводських газів розробленими в Інституті радіаційними пальниками проводились під керівництвом д.т.н. С.П.Гориславця. Розроблялись технологія і апаратура для грануляції та обпалу мінеральних матеріалів в киплячому шарі, технології виробництва матеріалів для будівельної та інших галузей (д.т.н. Ю.І.Хвастухін, к.т.н. М.К.Когута).

Виконувались роботи в галузі створення автоматизованих систем управлінняв в хімічній, нафтохімічній та інших галузях промисловості (к.т.н. Л.Н.Дашевський, к.т.н. Ю.П.Русинковський, к.т.н. П.В.Костогриз).

Роботи в галузі екології базувались на дослідженні умов утворення оксидів азоту при спалюванні природного газу в енергетичних установках, що проводились під керівництвом проф. І.Я.Сігала. Розроблені теорія та методи придушення утворення оксидів азоту рециркуляцією продуктів згоряння, двоступінчастим спалювання газу, позонним регулюванням теплового навантаження котла впроваджені на багатьох електростанціях та опалювальних котельних України та колишнього СРСР (д.т.н. І.Я.Сігал, к.т.н. Г.Ф.Найденов, к.т.н. А.С.Кущ). Створені ефективні котельні агрегати для гарячого водопостачання з низькою емісією оксидів азоту (І.Я.Сігал). Широке впровадження отримали розроблені в Інституті методи та установки термокаталітичного знешкодження шкідливих промислових викидів (к.т.н. М.О.Гуревич, к.т.н. А.В.Марковський, Г.С.Марченко). Під керівництвом проф. Б.С.Сороки проводяться фундаментальні дослідження в галузі енергоекології, які містять рішення систем рівнянь хімічної кінетики та газодинаміки з метою визначення умов зниження утворення оксидів азоту при спалюванні природного газу. На основі проведених досліджень вперше отримані наукові узагальнення та рекомендації по створенню низькоемісійних систем спалювання.

В даний час основними напрямками наукових досліджень Інституту є: розробка енерго- та ресурсозберігаючих технологій у різних галузях народного господарства на основі підвищення ефективності використання природного газу; розробка технологій підготовки та використання альтернативних позабалансових джерел енергоносіїв на транспорті і в енергоустановках децентралізованого тепло- та електропостачання; переробка промислових та побутових відходів, захист повітряного басейну від забруднення.

В останні роки в Інституті виконуються фундаментальні дослідження в галузі термодинаміки складних газових систем, тепло- та масообміну, газової динаміки, термохімії. На їх основі створені та впроваджені у виробництво нові технології та обладнання для ефективного використання газу та інших теплоносіїв в базових галузях промисловості – металургії, енергетиці, хімічній та газовій, машинобудуванні, виробництві будівельних матеріалів, в комунальному господарстві. Серед них технології переведення на природний газ плавильних печей, інтенсифікації виплавки сталі у електросталеплавильних печах, новий метод непрямого радіаційного нагріву металу в методичних та камерних печах металургійного та машинобудівного виробництва, технології виробництва високоякісних залізних порошків, плазмового напилювання покриттів, термохімічної обробки металів у захисних газових середовищах. Зроблено значний внесок у вирішення проблеми захисту атмосферного повітря від шкідливих викидів енергетичних установок. Всі зазначені розробки та багато інших впроваджені у виробництво із значними економічними ефектами. Отримані результати досягнуті завдяки створенню наукових напрямків та шкіл в галузях чорної та порошкової металургії, теплотехніки, газотехніки, промислової екології.

До новітніх розробок Інституту належать технології використання природного та супутнього нафтового газу як моторного палива транспортних та стаціонарних двигунів внутрішнього згоряння; програмні комплекси для обрахування технологічних схем газопереробних заводів; технології виробництва перліту та сіопору, отримання терморозширеного графіту та виробів з нього; технології та обладнання для децентралізованого опалення житлових та промислових комплексів - контактно-поверхневі нагрівачі води, променеві нагрівачі, котли малої та середньої потужності. Вказані розробки широко впроваджені в промисловість України, країн СНД та інших країн і пропонуються для подальшого впровадження.

Поряд з зазначеною тематикою подальші задачі Інституту пов’язані з розширенням ресурсної бази енергетики, розробкою нових енергозберігаючих технологій, спрямованих на підвищення енергетичної незалежності держави.

Інститут видає науково-технічний журнал “Екотехнології та ресурсозбереження” (6 номерів на рік, тираж 550 примірників, індекс 74546), в якому висвітлюється широке коло проблем, у тому числі: ресурси та їх раціональне використання, стан навколишнього середовища, енерго- та ресурсозберігаючі технології в промисловості, технології переробки та утилізації всіх видів відходів, біотехнології та ін.

Інститут має науково-технічну бібліотеку з фондом 110 тис. друкованих одиниць.

В Інституті працює спеціалізована вчена рада по захисту докторських та кандидатських дисертацій за спеціальністю “Технічна теплофізика та промислова теплоенергетика”.