УДК 66.069.82

Химия и химические технологии / 2. Теоретическая химия

М.А. Носырев, Р.Б. Комляшев, А.В. Вешняков, Д.Г. Терпугов, Г.В. Терпугов.

Российский химико-технологический университет им. Д.И. Менделеева,

г. Москва

РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ УЛАВЛИВАНИЯ ГАЗОВЫХ ВЫБРОСОВ СО₂ И SО₂ ОТ ТЕПЛОЭНЕРГОИСТОЧНИКОВ С ЦЕЛЬЮ ИХ ВОЗМОЖНОГО ДАЛЬНЕЙШЕГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ В ПРОИЗВОДСТВЕ СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ.

Энергетика является основой промышленного и сельскохозяйственного производства и обеспечивает комфортное существование человека. Одним из основных энергоносителей двадцать первого века является уголь, сжигание которого приводило к росту выбросов дыма, сажи, копоти, золы, вредных газовых компонентов: СО₂, SO₂, оксидов азота и другие. Развитие научно – технического прогресса привело к существенному изменению энергетической базы промышленности, сельского хозяйства, городов и других населенных пунктов. Существенно возросла доля таких энергоносителей как нефть и газ, экологически более чистых, чем уголь. Однако, ресурсы их не беспредельны, что накладывает на человечество обязанность поиска новых, альтернативных возобновляемых источников энергии. Сжигание природного топлива является основной причиной попадания углекислого газа в атмосферу. Выбросы CO₂ на одну тонну условного топлива для различных природных энергоносителей приведены в табл. 1 [1]

Таблица 1. Коэффициент эмиссии CO₂ для РФ

Вид топлива	Коэффициенты эмиссии
	т СО2/т усл. топл.	т С/ТДж
Твёрдое топливо Газообразное топливо Мазут	2,76 1,62 2,28	25,68 15,07 21,22

Основная доля выбросов парниковых газов в Российской Федерации (более 80%) приходится на энергетику, промышленность, жилищно-коммунальное хозяйство [2].

Рис.1. Антропогенные выбросы парниковых газов в 1990–2003 гг. (млн. т. СО₂-эквивалента в год)

Из всех проблем, стоящих перед человечеством, изменение климата является важнейшей, всем известно, что скорость его изменения нарастает и, по прогнозам специалистов, ситуация с климатом будет ухудшаться.

В таблице 2 приведены данные о выбросах углекислого газа по различным секторам в мире [3].

Таблица 2. Выбросы парниковых газов по секторам экономики РФ

Сектор	Выбросы, тыс.т СО2 -экв./год
	1990	1998	2000	2005	2006
Энергетика	2707400	1645100	1660800	1730800	1786800
Промышленные процессы, использование растворителей и др. продукции	245100	134900	168800	187400	199100
Сельское хозяйство	309400	154800	146300	134200	131500
Землепользование, изменение землепользования и лесного хозяйства	180000	91100	347700	159200	288200
Отходы	64600	58200	62500	71100	73000
Всего, без учёта землепользования, изменения землепользования и лесного хозяйства	3326500	1993000	2038400	2123500	2190400
Всего, с учётом землепользования, изменения землепользования и лесного хозяйства	3506500	2084100	2386100	2282700	2478600

В связи с этим проблема улавливания и захоронения парниковых газов, и в частности СО₂, из газовых выбросов и тепловых энергетических комплексов, а также утилизация SO₂, является актуальным. На современном этапе развития промышленности и технологий нет эффективного метода улавливания диоксида углерода и диоксида серы. В связи с этим была разработана технология улавливания газовых выбросов СО₂ и SO₂ от теплоэнергоисточников с целью их возможного дальнейшего использования в производстве строительных материалов.

Интерес к процессам улавливания этих газов связан с тем, что использование их в определённых реакциях приводит к возможности применения химических реагентов в качестве первичного сырья в процессах строительства. Ещё академиком И.В. Петряновым – Соколовым были проведены исследования развития промышленности и объёмов использования природных ресурсов. Как показал анализ статистического материала (с 1909г.), объём мирового промышленного производства увеличивается по экспоненциальному закону. Количество перерабатываемого сырья и образующихся при этом отходов также возрастает экспоненциально, что свидетельствует о том, что человечество, фактически, все больше и больше работает на производство отходов. На тот период только около 1-2% сырьевых материалов переходило в конечную продукцию, а остальные 98 – 99% превращались в отходы, зачастую весьма токсичные. Подсчитано, что на каждого жителя развитых стран уже приходится не менее 20 т/год добываемого минерального сырья. Идея многократного, циклического, экономного использования материальных ресурсов уже не только широко обсуждается во всём мире, но в большинстве стран нашла широкое практическое применение. Повторное использование материальных ресурсов (рециркуляции) имеет исключительно большое значение с точки зрения сохранения или продления времени эксплуатации важных запасов исчерпаемых ресурсов. Важнейшим резервом сырья является использование отходов.

Однако, безусловно, сама проблема улавливания СО₂ остаётся актуальной и сокращение доли свободного диоксида углерода в атмосфере необходима, а потому улавливания газовых выбросов СО₂ и SO₂ актуально.

Разработанная нами установка состоит из нескольких взаимосвязанных частей:

К - колонна,

О - отстойник,

БУ - брызгоуловитель,

В - воздуходувки,

Т - трубка Пито - Прандтля,

Н - насос.

Т

Рис.2. Схема лабораторной установки для определения гидравлического сопротивления насадки и брызгоуноса из колонны.

Литература:

1. Зайцев В. А. Промышленная экология. М.: «РХТУ им. Д. И. Менделеева, 2009.

2. Обзор состояния и загрязнения окружающей среды в РФ за 2007 г. Росгидромет, 2008.

3. Климат, качество атмосферного воздуха и здоровье москвичей. Под редакцией докт. мед. Наук, проф. Ревича Б. А. . М., издательство «Адамантъ», 2006