Специалисты Кабардино-Балкарского государственного университета (КБГУ) создали технологию, которая позволяет существенно уменьшить объем вредных выбросов при сжигании полимеров. В её основе лежит смешивание порошка полимера с нитратно-щелочным окислителем. Данная разработка может быть использована для производства твердого топлива из полимерных отходов.
Полимерные материалы находят широкое применение в легкой и пищевой промышленности, машиностроении, авиастроении, а также в оборонной сфере. Однако, на сегодняшний день не существует действенной и экологически безопасной технологии для их масштабной переработки.
«Несмотря на то, что определенные виды пластика могут быть преобразованы во вторичное сырье, с каждым циклом переработки материал теряет свои свойства и в конечном итоге становится непригодным для дальнейшего применения. Эти отходы продолжают накапливаться, и в настоящее время стоит актуальная задача их утилизации. Вариантов утилизации полимеров достаточно, но наиболее распространенным и экономичным остается их сжигание. Однако данный метод не может быть реализован до тех пор, пока не будут урегулированы вопросы, касающиеся экологической безопасности. Как установлено, сжигание полимеров приводит к загрязнению окружающей среды: выбросам значительного количества угарного газа, хлороводорода, хлора и других токсичных веществ. «Мы разработали способ, при котором токсичные продукты сгорания полимера растворяются и нейтрализуются расплавом щелочи, формируя безвредные соли», ― сообщил корреспонденту портала «Научная Россия» профессор кафедры неорганической и физической химии института математики и естественных наук КБГУ Жамал Кочкаров.
Разработанный метод предполагает создание мелкодисперсной композиции, включающей полимер, нитрат щелочного металла и щелочь. При нагревании этой многокомпонентной смеси до заданной температуры выделяется атомарный кислород, обладающий более выраженными окислительными свойствами по сравнению с обычным кислородом, что обеспечивает полное сгорание полимера до конечных продуктов. Щелочь, присутствующая в исходной смеси, реагирует с образующимися токсичными газами, нейтрализует их и преобразует в безопасные соли. В результате выделяется значительное количество тепла и формируется мощный поток пламени высотой до 3 метров – энергию, которую можно использовать для различных нужд.
«Добавление нитратов щелочных металлов в смесь позволяет устранить проблему неполного сгорания полимера, что приводит к образованию конечных продуктов с существенно меньшим количеством угарного газа. Такие нитраты, как селитра натрия и селитра калия, являются удобрениями, широко применяемыми в сельском хозяйстве, благодаря их доступности. При нагревании они высвобождают атомарный кислород, обеспечивающий более полное сгорание полимера. Добавление щелочи в смесь позволяет решить вопрос нейтрализации токсичных газов, ― пояснил Жамал Кочкаров.
В ходе экспериментов с полиэтиленом ученые намереваются продолжить исследования, охватывающие и другие полимерные материалы. О результатах проделанной работы сообщается в журнале « Вестник КНИИ РАН»
Новость создана при содействии Министерства науки и высшего образования Российской Федерации
Фото: olegdudko / ru.123rf.com