|
|
 |
|
|
 |
Ученые Пермского Политеха предложили метод создания керамики из нефтяных отходов
Нефтешламы – это отходы, образующиеся при получении и переработке нефти. Среди методов их обезвреживания выделяют пиролиз – термическую обработку, в процессе которой образуется углеродсодержащий продукт. Ученые ПНИПУ предлагают использовать 15-20% таких отходов в качестве добавки для получения керамики.
Нефтешламы – это самые массовые и трудноутилизируемые отходы, образующиеся при получении и переработке нефти. На каждые 500 тонн добытых ресурсов выходит примерно 1 тонна шлама, которая представляет собой смесь углеводородов, воды, тяжелых металлов и химикатов. Без правильной очистки и утилизации эти вещества могут просачиваться в почву, разрушая экосистему и представляя опасность для живых организмов. Среди перспективных методов обезвреживания нефтешламов выделяют пиролиз – термическую обработку в бескислородной среде. В процессе образуется углеродсодержащий продукт, который в настоящее время никак не используется, но при этом обладает большим энергетическим потенциалом. Ученые Пермского Политеха предлагают использовать 15-20% таких отходов в качестве добавки для получения легкой, пористой и прочной керамики. Разработанная технология не только расширяет возможности утилизации вредного нефтешлама, но также улучшает свойства керамического материала и снижает энергозатраты на его производство.
Также наиболее оптимально введение в глинистую смесь 15-20% продукта, что повышает пористость керамики и способствует образованию уникальной структуры с большим количеством стеклофазы, упрочняющей материал.
Статья опубликована в журнале «Glass and Ceramics», 2025. Исследование выполнено в рамках реализации программы стратегического академического лидерства «Приоритет-2030».
Керамику производят из глинистой смеси с различными добавками, которые повышают долговечность материала и улучшают качество его обжига. Например, эффективно добавление выгорающего сырья – угля, торфа и древесных опилок. Они делают материал более пористым, а также позволяют заменить часть глинистого сырья, тем самым удешевляя производство. Кроме того, в процессе обжига при попадании кислорода внутрь происходит процесс окисления продукта и дополнительное энергообразование, что позволяет экономить топливо.
Однако необходим тщательный подбор вида добавок и режимов термообработки, чтобы не допустить брака. При недостаточном окислении может произойти вздутие материала и образование черной сердцевины из-за несгоревших угольных частиц, что ухудшает свойства готового изделия.
Углеродсодержащий продукт, получаемый от термо-обезвреживания нефтешлама, может стать перспективным компонентом для производства керамики. Ученые ПНИПУ разработали технологию получения качественного, пористого керамического материала на его основе. Способ станет эффективным решением проблемы утилизации многотоннажных отходов нефтяной и нефтеперерабатывающей промышленности.
Для эксперимента исследователи использовали нефтешлам одного из нефтеперерабатывающих заводов РФ. Обычно на предприятии его обезвоживают и подвергают пиролизу – термической обработке в бескислородной среде. Полученный углеродсодержащий продукт представляет собой мелкие гранулы черного цвета, которые в настоящее время не находят применения.
Эксперты исследовали энергетический потенциал углеродсодержащего материала и выяснили, что каждый килограмм такого продукта позволяет сэкономить на обжиге керамики до 1,28 МДж энергии, а также заместить 762 грамма глинистого сырья. Это говорит о возможности сокращения затрат на топливо и глину при производстве керамических изделий.
Для определения оптимальных режимов изготовления ученые создали образцы керамики с глиной без добавок и с введением углеродсодержащего материала в количестве10-30%. Их выдерживали в печи в течение 2 часов при различных температурах (900-1200 градусов).
– Эксперименты показали, что в сравнении с образцами из чистой глины присутствие в добавке остатков пиролиза нефтешлама позволяет снизить температуру обжига с 1150 до 1080 градусов. Это сокращает энергопотребление и делает процесс более экономичным. Также наиболее оптимально введение в глинистую смесь 15-20% продукта, что повышает пористость керамики и способствует образованию уникальной структуры с большим количеством стеклофазы, упрочняющей материал, – объясняет Елена Калинина, доцент кафедры «Охрана окружающей среды» ПНИПУ, кандидат технических наук.
Эксперты отмечают, что предложенное решение дает возможность использовать остатки пиролиза нефтешлама в создании товарных продуктов. В частности, полученные образцы керамики обладают высокой пористостью и при достаточной прочности могут применяться в виде керамзита – легкого строительного материала, а также в качестве носителя биомассы в системах биологической очистки вод.
Исследование ученых ПНИПУ доказало перспективность применения остатков пиролиза нефтесодержащих отходов в производстве керамики. Внедрение технологии в промышленность позволит значительно сократить объемы опасных многотоннажных отходов и при этом создать полезный качественный продукт.
На фото: Микрофотография сферической полой структуры на поверхности керамического образца с добавкой 15 масс. % продукта пиролиза нефтешлама. Елена Калинина и др., ПНИПУ
Контактное лицо: Лидия Евгеньевна Попова (написать письмо автору)
Компания: ПНИПУ (все новости этой организации)
Добавлен: 09:55, 15.07.2025
Количество просмотров: 234
Страна: Россия
| Ученые Пермского Политеха выяснили, как снизить вязкость нефти в 14 раз, ПНИПУ, 11:51, 13.07.2025, Россия |
46 |
| Более половины нефтяных запасов в России состоит из высоковязкой нефти – труднодобываемой. Это негативно сказывается на перекачивающих насосах. Ученые ПНИПУ исследовали процесс тепломассопереноса в нефтяной скважине. Результаты позволят в 14 раз снизить вязкость нефти, обеспечить бесперебойную работу оборудования и увеличить уровень добычи нефти. |
 |
| Стартап ВИШ: Измеритель снега — не имеющий аналогов в России, ФГАОУ ВО Российский университет транспорта, Высшая инженерная школа, 16:55, 12.07.2025, Россия |
27 |
| Студенты Высшей инженерной школы образовательной программы «Системы мобильной связи и сетевые технологии на транспорте» разработали прототип уникального устройства, позволяющего автоматически измерять уровень снежного покрова при подготовке горнолыжных трасс. Аналогов этой технологии на российском рынке не существует. |
|
| БПЛА с интеллектом: студент ВИШ разработал алгоритм автономной навигации, Высшая инженерная школа Российского университета транспорта, 16:51, 12.07.2025, Россия |
26 |
| Студент Высшей инженерной школы (ВИШ) образовательной программы «IT-сервисы и технологии обработки данных на транспорте» разработал алгоритм, основанный на машинном обучении (ML) и технологиях искусственного интеллекта (ИИ), который позволяет беспилотному летательному аппарату (БПЛА) автономно перемещаться по заданным маршрутам, избегая препятствия и адаптируя свой маршрут в режиме реального времени. |
|
| В ТГУ выводят на новый уровень создание «умных покрытий», ТГУ, 21:55, 30.06.2025, Россия |
38 |
| Учёные Тольяттинского государственного университета совершенствуют технологию плазменно-электролитического оксидирования для получения принципиально новых многофункциональных smart-покрытий, применяемых в медицине и технике. |
 |
|
|
|
|
|
|
Разделы //
Новости по странам //
Сегодня у нас публикуются //
|
|
