Мета дослідження - здійснення критичного аналізу конструктивно-технологічного оформлення процесу спалювання твердих побутових відходів (ТПВ). Наведено дані стосовно обсягів утворення ТПВ у світі, Україні та Києві. Показано необхідність удосконалення шляхів ефективного управління ТПВ, зокрема їх утилізації. Розроблено класифікацію печей та топок для спалювання ТПВ. Конструкції зазначеного технологічного обладнання проаналізовано залежно від потужності (продуктивності), характеру процесу спалювання ТПВ у часі, можливості пересування у просторі, а також механізму процесу спалювання. Виконано критичний огляд найбільш поширених конструкцій печей та топок: шарових, обертових, з псевдозрідженим шаром, циклонних, шахтних, з рідкою ванною розплаву, подових. Зазначений огляд грунтується на критичному аналізі науково-технічних джерел інформації, передусім патентної інформації провідних країн світу, оскільки саме у патентній документації наводяться відомості про інноваційні розробки у відповідній галузі техніки й технології. Аналіз сучасного стану та перспектив використання печей і топок для спалювання ТПВ свідчить, що відповідне технологічне обладнання для спалювання ТПВ як одне з найпростіших та ефективних для одержання теплової та/або електричної енергії та знешкодження відходів ще тривалий час використовуватиметься для оброблення ТПВ. Основні зусилля при цьому спрямовано на створення високопродуктивного універсального енергоефективного обладнання, що характеризується низькою матеріалоємністю, простотою обслуговування, низьким негативним впливом на довкілля та здоров'я людини.

Наведено основні дані щодо обсягів утворення побутових металовмісних відходів, зокрема алюмінієвих банок з-під напоїв, консервних банок, відпрацьованого електричного та електронного обладнання, електротехнічних джерел живлення (акумуляторів та гальванічних елементів), а також освітлювальних ламп. Розглянуто основні методи поводження із зазначеними відходами та наведено їхній критичний аналіз. Особливу увагу приділено методам перероблення та утилізування таких поширених натепер відходів, як відпрацьоване електричне та електронне обладнання, хімічні джерела електричного струму, а також освітлювальні лампи. З огляду на стрімке зростання обсягів споживання електричної та електронної продукції показано, що наразі спостерігається тенденція не стільки вдосконалювати методи утилізації відповідних відходів, скільки забезпечити випуск більш довговічних товарів, які передбачають можливість їх ремонту. Пропонується поступовий перехід від стратегії 3R (Reuse, Reduce, Recycle - повторно використовувати, скорочувати, переробляти на вторинні матеріальні ресурси) до стратегії 10R (Refuse, Rethink, Reconsider, Reuse, Repair, Refurbish, Remanufacture, Repurpose, Recycle, Recover - відмовлятися, переосмислювати, переглядати, повторно використовувати, ремонтувати, оновлювати, переробляти, перепрофілювати, переробляти на вторинні матеріальні ресурси та відновлювати). При цьому не знімається з порядку денного й розроблення ефективних технологій вилучення з металовмісних побутових відходів не лише традиційних заліза, алюмінію, міді та їхніх сплавів, а й більш дефіцитних металів, зокрема рідкісноземельних та важких металів, а також металів платинової групи, що дасть можливість істотно знизити техногенне навантаження на довкілля.

Наведено основні дані щодо обсягів світового виробництва скла й виробів з нього. Проаналізовано шляхи поводження з продукцією зі скла, що втратила свої споживчі властивості. Показано відмінність скляних відходів від решти твердих відходів з точки зору можливості їх багаторазового повторного перероблення без втрати експлуатаційних властивостей, а також надзвичайно повільного розкладання у природних умовах. Розглянуто основні методи поводження зі скляними відходами та наведено критичний аналіз кожного з них. Увагу приділено методам перероблення та утилізування скляних відходів, які дають можливість ефективно використовувати вторинну скляну сировину безпосередньо за призначенням з притаманними їй експлуатаційними властивостями. Перспективним є використання скляних відходів у складі будівельних матеріалів та виробів: бетону, асфальту, цегли, плитки, тепло- та звукоізоляційних матеріалів та виробів. Проте перед організацією виробництва відповідної продукції мають бути проведені грунтовні дослідження, передусім з точки зору впливу на скловмісні матеріали й вироби лужно-кремнеземної хімічної реакції, яка може призвести до їх розтріскування та передчасного руйнування відповідної продукції. Запропоновано основні шляхи вирішення проблеми скляних відходів.

Розглянуто конструкції інноваційного змішувального, перероблювального та оброблювального обладнання для виготовлення продукції з полімерних матеріалів, зокрема рукавних полімерних пакувальних плівок, розроблених науковцями й винахідниками провідних країн світу за останні два століття. Запропоновано розгорнуті класифікації найбільш поширених видів обладнання для приготування та перероблення полімерних матеріалів і гумових сумішей, які дають змогу розробникам нової техніки й технології окреслити шляхи можливої модернізації існуючих та створення принципово нових зразків технологічного й допоміжного обладнання для приготування та перероблення полімерних матеріалів і гумових сумішей. Докладно розглянуто основні конструктивні елементи роторних змішувачів закритого типу для пластичних мас і гумових сумішей, екструдерів, валкових машин, обладнання для оброблення відформованих матеріалів і виробів, а також обладнання для подрібнення полімерних і гумових відходів.

З огляду на обмеженість природних запасів та світове дорожчання таких традиційних видів викопного палива, як нафта, кам'яне вугілля та природний газ, на початку третього тисячоліття значна увага стала приділятися пошуку альтернативних видів палива, одним з найбільш популярних та доступних серед яких стає тверде біопаливо. Розглянуто основні види пресованого твердого біопалива: біопаливні брикети та пелети, а також розроблено його класифікацію. Проаналізовано походження та джерела одержання біомаси, методи оброблення біомаси, торгові та геометричні форми твердого біопалива, характер зміни його поверхні горіння, показники якості (технічні характеристики) твердого біопалива, а також конструктивно-технологічне оформлення його пресування. Зроблено критичний аналіз інноваційних методів одержання біопаливних брикетів та пелет, а також вплив їхніх параметрів, передусім якісного й кількісного складу, на показники якості (технічні характеристики) твердого біопалива. Показано, що енергетичний потенціал доступної для виробництва енергії біомаси в Україні може істотно поліпшити її енергетичну незалежність.

Наведено основні відомості стосовно обсягів виготовлення пневматичних шин у світі та Україні. Показано необхідність вдосконалення шляхів поводження з пневматичними шинами, що втратили свої споживчі властивості (шинами, спрацьованими в результаті використання за призначенням, та шинами, відбракованими в результаті проходження ними контролю якості під час їх виготовлення), як одними з найбільш небезпечних для довкілля та перспективних з точки зору використанні їхніх властивостей. Запропоновано докладну класифікацію методів поводження зі спрацьованими та бракованими шинами та наведено критичний аналіз кожного з них. Увагу приділено методам утилізації шин, зокрема рециклінгу, який дає можливість ефективно використовувати одержану з шин вторинну сировину безпосередньо за призначенням. Розглянуто особливості фізичних, фізико-хімічних та хімічних методів перероблення, зокрема спалювання, газифікацію, піроліз шин та їхніх фрагментів, а також перспективи їх розкладання під дією чинників навколишнього середовища, зокрема мікроорганізмів. Запропоновано основні шляхи вирішення в Україні проблеми шин, що втратили свої споживчі властивості.

Наведено основні дані щодо обсягів та структури твердих відходів у світі та в Україні. Показано необхідність вдосконалення способів поводження з твердими полімерними відходами як одними з найбільш небезпечних для довкілля, але перспективних з точки зору використання їх властивостей. Запропоновано розгорнуту класифікацію методів поводження з твердими полімерними відходами, та наведено критичний аналіз кожного з них. Увагу приділено методам утилізації твердих полімерних відходів, зокрема рециклінгу, який надає змогу ефективно використовувати вторинну полімерну сировину безпосередньо за призначенням. Розглянуто особливості фізичних, хімічних, біологічних і комбінованих методів перероблення, зокрема спалювання, газифікації, піролізу, плазмового розкладання полімерних відходів, а також їх розкладання під дією сонячних променів і мікроорганізмів. Запропоновано основні способи вирішення в Україні проблеми поводження з твердими полімерними відходами.

Наведено основні дані щодо обсягів виробництва пляшок з поліетилентерефталату (ПЕТ) у світі. Проаналізовано шляхи поводження з використаними ПЕТ-пляшками як одним з небезпечних видів відходів для довкілля, але перспективних з точки зору використання їхніх властивостей. Розглянуто основні методи поводження з використаними ПЕТ-пляшками, наведено критичний аналіз кожного з них. Увагу приділено методам утилізації ПЕТ-пляшок, зокрема рециклінгу, який дає можливість ефективно використовувати вторинну ПЕТ-сировину безпосередньо за призначенням. Також розглянуто особливості фізичних, хімічних, біологічних та комбінованих методів перероблення, зокрема спалювання, газифікацію, піроліз, плазмове розкладання ПЕТ-пляшок, а також їх розкладання під дією мікроорганізмів. Запропоновано основні шляхи вирішення проблеми використаних ПЕТ-пляшок.

Індекс рубрикатора НБУВ: Л540.330.12

Рубрики:

Коксування важких нафтових залишків. Виробництво нафтового коксу

Шифр НБУВ: Ж28350 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Розглянуто можливість використання теплообмінників, повністю або частково виготовлених із застосування полімерів та пластичних мас. Незважаючи на очевидну, на перший погляд, недоцільність застосування полімерних матеріалів у теплообмінному обладнанні (низький коефіцієнт теплопровідності, а також невисокі, у порівнянні з металами, характеристики міцності більшості найпоширеніших полімерів), "полімерні" теплообмінники все впевненіше знаходять застосування у різноманітних галузях промисловості. Запропоновано класифікацію теплообмінних апаратів, конструктивні елементи яких виконано із застосування полімерних матеріалів. У її основу покладено такі ознаки: вид полімеру, тип полімерного матеріалу, тип теплообмінного апарата (форма теплообмінних елементів), ступінь використання полімерних матеріалів у конструкції, ступінь рухомості полімерних теплообмінних елементів, рівень складання конструкції, діаметр трубчастих елементів. Виконано критичний аналіз найбільш характерних конструкцій, розроблених вітчизняними й закордонними проектувальниками й винахідниками.

Розглянуто можливість використання теплообмінників, повністю або частково виготовлених із застосування полімерів та пластичних мас. Незважаючи на очевидну, на перший погляд, недоцільність застосування полімерних матеріалів у теплообмінному обладнанні (низький коефіцієнт теплопровідності, а також невисокі, у порівнянні з металами, характеристики міцності більшості найпоширеніших полімерів), "полімерні" теплообмінники все впевненіше знаходять застосування у різноманітних галузях промисловості. Запропоновано класифікацію теплообмінних апаратів, конструктивні елементи яких виконано із застосування полімерних матеріалів. У її основу покладено такі ознаки: вид полімеру, тип полімерного матеріалу, тип теплообмінного апарата (форма теплообмінних елементів), ступінь використання полімерних матеріалів у конструкції, ступінь рухомості полімерних теплообмінних елементів, рівень складання конструкції, діаметр трубчастих елементів. Виконано критичний аналіз найбільш характерних конструкцій, розроблених вітчизняними й закордонними проектувальниками й винахідниками.

Розглянуто вдосконалені конструкції одних з найбільш простих і надійних теплообмінних апаратів для оброблення різноманітних рідких і газоподібних середовищ - теплообмінників "труба в трубі". Нові конструкції в більшості випадків усувають основний недолік класичних теплообмінників "труба в трубі" - малу поверхню теплопередачі. Однак збільшення теплообмінної поверхні зазвичай істотно ускладнює виготовлення та/або експлуатацію (у тому числі й ремонт) теплообмінників. Запропоновано класифікацію теплообмінних апаратів "труба в трубі", в основу якої покладено такі ознаки: рівень складання, кількість потоків у каналах, природу матеріалу конструкції, ступінь рухомості теплообмінних труб, наявність турбулізувальних елементів у каналах, форму зовнішніх та/або внутрішніх труб. Виконано критичний аналіз найбільш характерних конструкцій теплообмінників "труба в трубі", розроблених вітчизняними й зарубіжними проектувальниками й винахідниками.

Виконано числовий аналіз теплоелектричного стану печі Ачесона та запропоновано застосування нової теплоізоляції заготовок, що піддаються графітуванню. Показано доцільність застосування як теплоізоляції однокомпонентної теплоізоляційної шихти. У цьому разі у порівнянні з використанням традиційної багатокомпонентної синтетичної шихти спостерігається не лише зниження температури заготовок, але й суттєве вирівнювання температури по вісі заготовки. На основі результатів вимірювання теплофізичних властивостей та числового моделювання температурних полів в об'ємі печі графітування Ачесона підібрано ресурсо- та енергозберігаючу екологічно ефективну вуглецеву теплоізоляційну шихту, що складається із зерен сирого та графітованого коксу у співвідношенні 50/50 % (мас.) розміром до 2 мм включно. Проведено теоретичні та експериментальні дослідження екологічного стану випалювальних та графітувальних печей. На підставі аналізу одержаних експериментальних даних встановлено температурні та часові залежності концентрації CO на випалювальних та графітувальних печах. Визначено основні джерела утворення CO: недоокиснені вуглецеві матеріали, ароматичні та смолисті речовини зв'язуючого заготовок. Розроблено комплекс заходів, що надають змогу знизити концентрацію викидів CO на пічному обладнанні у промислових умовах. Проведено експериментальне дослідження зі встановлення температурної залежності концентрації CO під час нагрівання багатокомпонентної та однокомпонентної теплоізоляційної шихти, що надало змогу знизити викиди CO більш ніж на 20 % у разі застосування запропонованої однокомпонентної шихти.

Обгрунтовано використання математичної моделі дискретного руху сипкого матеріалу для руху гранульованого полімерного матеріалу в робочому каналі зони живлення одночерв'ячного екструдера як сукупності рухомих одна відносно одної частинок на базі методу дискретного елемента з урахуванням впливу форми і розмірів полімерних гранул на їхні трибологічні властивості на прикладі задачі формування кута природного ухилу. Досліджено взаємодію між гранулами таких чотирьох полімерів: поліетилену високої густини марки Marlex HHM 5502BN, співполімеру етилену з вінілацетатом (севілену) марки 11104-030, полістиролу марки Denka Styrol MW-1-301, полівінілхлориду марки SorVyl G 2171/9005 11/01, які відібрані тому, що вони широко використовуються у промисловості та одночасно відрізняються між собою за формою, розмірами і фізико-механічними характеристиками. Для опису взаємодії між гранулами було використано в'язко-пружну модель Hertz-Mindlin, яка допускає, що частинки, які мають форму сфери під час контакту,' не деформуються, а перекривають одна одну на певну величину, утворюючи пляму контакту. Дослідження виконано у програмному комплексі EDEM. Наведено результати розрахунків з формування кута природного ухилу методами натурних і числових експериментів, при цьому було розглянуто два підходи до моделювання форми гранул: за умови розгляду гранул у формі сфер та у формі мультисфер, коли розрахункова форма гранул максимально наближається до реальної. Результати проведених розрахунків з формування кута природного ухилу доводять, що модель дискретного руху сипкого матеріалу на базі методу дискретного елемента при використанні форми гранул, близької до реальної, краще відтворює поведінку сипких матеріалів порівняно зі сферичними гранулами.

Розглянуто переваги застосування електрокальцинаторів для виробництва вуглецевмісних наповнювачів електродної промисловості. Виконано аналіз конструкцій електрокальцинаторів, наведено їх переваги та недоліки, описано фізичні процеси, що відбуваються у них. Проведено критичний аналіз теоретично-експериментальних методів дослідження фізичних процесів під час термооброблення вуглецевмісних матеріалів у електричних печах. На його підставі зроблено висновок про те, що для розробки ресурсоенергоефективних технічних рішень з модернізації технології виробництва наповнювачів в електрокальцинаторах потрібне розумне поєднання методів математичного моделювання з окремими експериментальними дослідженнями на промисловому обладнанні. Показано, що промислове впровадження ресурсоенергоефективних технічних рішень з модернізації технології виробництва наповнювачів у елекрокальцинаторах надало змогу одержати такі показники ефективності: для електрокальцинаторів з прожарювання антрациту ресурс роботи збільшився з 1 до 6 міс, питомі витрати електроенергії зменшилися на (50 - 100) кВт-год/т; для електрокальцинаторів з графітування нафтового коксу ресурс роботи збільшився з 2 діб до 1 року, питомі витрати електроенергії зменшилися більше ніж на 1600 кВт-год/т у порівнянні з класичною технологією.

Запропоновано новий похід до забезпечення потрібної температури технологічного обладнання різноманітних галузей промисловості, зокрема хімічної, харчової, мікробіологічної, теплоенергетичної, а отже й стабільний тепловий режим оброблення потоків речовин та матеріалів, що знаходяться у зазначеному обладнанні. Робочі органи й елементи обладнання, що стикаються з потоками оброблюваних речовин та матеріалів, запропоновано виготовляти з магнітного матеріалу з температурою фазового переходу II роду (точкою Кюрі), що відповідає температурі перебігу технологічного процесу. Розглянуто конструкції трубчастих теплообмінників, сушарки, насадкової і тарілчастої масообмінних колон, сепаратора, обладнання для перероблення термопластів (екструзійної головки, статичних змішувачів, черв'ячного екструдера), а також живильника сипкого матеріалу. Описаний метод забезпечення потрібного теплового режиму технологічного обладнання доцільно застосовувати передусім у великотоннажних виробництвах. Недоліком методу можна вважати потребу наявності феромагнітних матеріалів з певними термомагнітними властивостями для виготовлення відповідних елементів обладнання та оброблення певних речовин та матеріалів.

Розроблено класифікацію кільцевих насадок масообмінних апаратів харчових і споріднених виробництв. Розглянуто приклади конструктивного оформлення вітчизняних і закордонних неупорядкованих і впорядкованих кільцевих насадок і проаналізовано їх переваги та недоліки.

Мета дослідження - уточнення фізичної моделі механізму деформації рукавної полімерної плівки при її виготовленні, створення математичної моделі процесу двовісної орієнтації рукава. Поставлена мета досягається за рахунок розгляду механічної моделі полімерної плівки як квадрата, сторони якого є послідовно з'єднаними між собою елементами Гука та Ньютона, а діагоналі - елементами Гука. При цьому точки з'єднання сторін і діагоналей квадрата - шарнірні, а елементи Гука можуть мати різні коефіцієнти пружності. Розроблено механічну модель розтягання полімерів і полімерних плівок, що враховує їх деформацію у двох взаємно перпендикулярних напрямках за умови як одно-, так і двовісного розтягання (орієнтації). Експериментально підтверджено коректність деформації розробленої моделі за умови одновісного розтягання для розплаву полімеру. Показано, що максимальна відносна поперечна деформація за умови одновісного розтягання розплаву полімеру не перевищує 2/3 його відносної поздовжньої деформації. Висновки: уточнено фізичну модель механізму деформації рукавної полімерної плівки при її виготовленні, яка базується на комбінації елементів Гука та Ньютона. Модель дійсна для будь-якого моменту релаксаційних процесів у полімерній плівці. Експериментально доведено коректність застосування моделі для реальних об'єктів. Впливу температури на відношення поздовжніх і поперечних деформацій експериментально не виявлено.

Викладено основні відомості про полімери та матеріали з їх застосуванням, а також їх технологічні й експлуатаційні властивості. Розглянуто основні процеси технології перероблення полімерів, пластмас і гумових сумішей: підготовчі, формотвірні та заключні, зокрема перероблення полімерних відходів, змішування, вальцювання й каландрування, екструзію, лиття під тиском, вакуум- і пневмоформування, методи формування реактопластів, а також складання виробів з полімерів і пластмас (у тому числі зварювання та склеювання), їх механічне оброблення та металізацію.

Зроблено спробу комплексно висвітлити біографію видатного російського військового льотчика, авіаконструктора та засновника вищого пілотажу Петра Миколайовича Нестерова (1887 - 1914). Окремо розглядається низка маловідомих та раніше замовчуваних фактів з життя авіатора, а також питання меморіалізації пам'яті про нього.