Разработана технология очистки выбросов в атмосферу от аэрозолей наноструктур

Ученые Иркутского государственного технического университета разработали энергосберегающую технологию очистки газов от аэрозолей наноструктур. Как пояснил автор проекта, начальник отдела инновационных технологий НИ ИрГТУ Виктор Кондратьев, это своеобразный ответ науки на международную полемику вокруг вредного воздействия наноструктур на здоровье живых организмов. Суть метода заключается в использовании высокоэффективной адсорбции наноструктур развитой поверхностью синтетических и природных материалов.

Проект В. Кондратьева стал победителем конкурса 2012-2014 гг. на получение стипендии Президента РФ. Стипендия предназначена молодым ученым и аспирантам, осуществляющим перспективные научные исследования и разработки по приоритетным направлениям модернизации российской экономики. Разработка ученого ИрГТУ касается направления «Энергоэффективность и энергосбережение, в том числе вопросы разработки новых видов топлива».

«Размеры наноструктур таковы, что отдельно взятая частица способна проникнуть через клеточные мембраны. Проводимые в мире исследования показывают, что в одном случае это вызывает всевозможные раковые заболевания, однако действие других структур не проявляется. Известно также, что, например, наночастицы кремния для человека представляет серьезную опасность, и если вдохнуть их мелкую взвесь в воздухе, то неизбежен силикоз легких, - рассказывает В. Кондратьев. -Предварительные поисковые опыты выявили эффективный механизм улавливания углеродных наноструктур. Нанокомпоненты хорошо улавливаются в поверхностные дефекты адсорбента, поскольку являются частицами, содержащими в себе свободные носители заряда, и при взаимодействии с другим типом вещества они всегда стремятся занять энергетически выгодное положение. Так как дефектами адсорбента являются межкристаллитные полости, соизмеримые с геометрией наноструктур, то они встраиваются именно в эти участки. Таким образом, для удаления из газовой фазы аэрозолей наноструктур достаточным является организовать перемешивание газовой среды с сыпучим адсорбентом».

В. Кондратьев сообщает, что в дальнейшем адсорбент можно регенерировать и использовать многократно, переводя в водную среду все наноструктуры.

«После репульпации водой мы создаем водную суспензию, обрабатываем ее ультразвуком. Нанокомпоненты из адсорбента извлекаются в водную среду, поскольку с водной пульпой наноструктур работать гораздо легче. Можно провести обогащение на центрифуге и отдельно получить концентрат наноструктур», - добавляет В. Кондратьев.

Он подчеркивает, что данная система газоочистки не требует больших энергозатрат в сравнении с существующими методами. В настоящее время применяется несколько способов, среди которых электростатическая очистка через электрофильтры, фильтрация с помощью определенных мембран и мокрые системы очистки (путем прохождения через пенный слой или орошения в скрубберах).

«Нашу технологию можно реализовывать на отечественных приборах. Ориентировочные начальные финансовые затраты не должны превышать $ 10 на каждый проектный кубометр очищаемого газа. Между тем, схема, применяемая с электрофильтрами, начинается от $ 15-20 за 1 м³», - говорит В. Кондратьев.

В. Кондратьев отмечает, что данная методика может быть использована для любых технологических выбросов от высокоэнеретичных процессов в энергетике, металлургии, химической промышленности, строительной отрасли и др. «Везде присутствует класс наночастиц. Ранее не было соответствующего приборного обеспечения, чтобы этот класс выявить и изучить. В целом считалось, что все это пыль, - заявляет ученый. - Чем меньше частица, тем она плотнее фиксируется в поверхностные дефекты структур. Вид адсорбента может быть подобран с учетом индивидуальных особенностей предприятий».

Ирина Афанасьева

Фото Анастасии Слепневой

Ссылка на оригинал статьи