Разработка комплекса технологий переработки отходов 3-5 классов опасности с получением полезных продуктов

КАРТОЧКА ПРОЕКТА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ И ПОИСКОВЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ,
ПОДДЕРЖАННОГО РОССИЙСКИМ НАУЧНЫМ ФОНДОМ

Информация подготовлена на основании данных из Информационно-аналитической системы РНФ, содержательная часть представлена в авторской редакции. Все права принадлежат авторам, использование или перепечатка материалов допустима только с предварительного согласия авторов.

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Номер проекта 21-79-30029

НазваниеРазработка комплекса технологий переработки отходов 3-5 классов опасности с получением полезных продуктов

Руководитель Чистякова Тамара Балабековна, Доктор технических наук

Организация финансирования, регион федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский государственный технологический институт (технический университет)" , г Санкт-Петербург

Конкурс №53 - Конкурс 2021 года по мероприятию «Проведение исследований научными лабораториями мирового уровня в рамках реализации приоритетов научно-технологического развития Российской Федерации» Президентской программы исследовательских проектов, реализуемых ведущими учеными, в том числе молодыми учеными

Область знания, основной код классификатора 09 - Инженерные науки; 09-201 - Процессы тепло- и массообмена

Ключевые слова гранулирование отходов, сорбция, очистка газообразных сред, катализаторы с активной кристаллической структурой, нефтесодержащие отходы, редкие элементы, десорбция, ионный обмен, разделение, композиционные сорбирующие материалы, очистка жидких сред, адсорбенты, неорганические сорбенты, адсорбционно-каталитические процессы

Код ГРНТИ61.13.23

ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ

Аннотация
а) Защита воздуха от вредных и токсичных веществ является важной проблемой современной науки и техники. Отходящие газы содержат, как правило, от 0,05 до 0,4 об.% токсичных соединений, которые по санитарным нормам без дополнительной очистки запрещается выбрасывать в атмосферу. Во многих отраслях химической, металлургической, электронной, топливной и других отраслей промышленности и энергетики, прежде всего связанных с высокими температурами протекания процессов, из реакторов выходят смеси газов, содержащих окисиды азота, а в некоторых случаях и пары азотной кислоты. Улавливание этих газов и паров обычными сорбентами до требуемой степени очистки требует длительного времени контакта загрязненных газов с сорбентами, а значит и большого объема одновременно используемого сорбента. Стоимость сорбента довольно высока, что определяет высокую стоимость очистки газа в целом. Кроме того, необходимо утилизировать или захоранивать отработанный сорбент, что требует дополнительных затрат на оборудование и энергию. Особое значение имеет очистка от нитрозных газов, образующихся в активно используемых в последнее время установок сжигания промышленного и бытового мусора. Суммарное количество ежегодно образующихся оксидов азота составляет - 70 млн. т. год Использование рассматриваемого в проекте способа улавливания нитрозных и оксидных соединений из промышленных газов позволяет уменьшить требуемый объем аппаратуры для очистки отходящих промышленных газов от нитрозных соединений. Отработанный абсорбент - раствор нитрата марганца представляет собой ценный рыночный продукт, имеющий высокую стоимость. В проекте планируется разработать технологический процесс выделения чистого товарного нитрата марганца и его очистки от примесей. Кроме того, представляются весьма важными разработка гибкой универсальной технологии создания блочных катализаторов очистки отходящих газов с пониженным содержанием благородных металлов. Снижение, а в некоторых случаях и полное исключение содержания благородных металлов, возможно за счёт введения в структуру катализаторов соединений композиций из соединений переходных металлов, которые содержатся в значительных (для катализаторного производства) количествах в различных техногенных отходах. Несомненно, является перспективным создание базы данных техногенных отходов, которые могут стать сырьём для производства катализаторов газоочистки. Актуальность вышеизложенного обусловлена и тем, что в настоящее время наблюдается усиление существовавшего и ранее дефицита производства носителей, сорбентов и катализаторов, особенно специального назначения, причем не только в количественном, но и в качественном отношении и, прежде всего - в ассортиментном. Проблема усугубляется разрушением или перепрофилированием за последнее десятилетие большинства из имевшихся немногочисленных опытно-промышленных производств катализаторов, способных выпускать мелкосерийную и опытную продукцию разнообразного ассортимента со специфическими свойствами и гарантировать их надежность. Для решения указанной проблемы проектом предусмотрена разработка технологии металлических катализаторов с оксидной пленкой и пористым покрытием из фольги металлов и сплавов, включая отходы машиностроительных производств (проволоку, стружку, ленты), а также блочных катализаторов сотовой структуры на их основе; Исследование процессов извлечения каталитически активных металлов (Со, Ni, Mn, W и др.) из отработанных промышленных катализаторов и техногенных отходов, содержащих соединения переходных металлов и создание тонкослойных каталитических покрытий на их основе; б) В процессе функционирования предприятий цветной металлургии, нефтехимической и химической промышленности образуются отходы, содержащие такие ценные компоненты, как редкие, цветные или благородные металлы, в количествах, зачастую превышающих их содержание в поступающих на переработку первичных рудах и концентратах. Объемы некоторых из таких отходов могут быть весьма велики. Это позволяет рассматривать упомянутые выше отходы как перспективные сырьевые источники для получения дополнительных количеств ценных и дефицитных металлов. При этом может быть решена и важная экологическая задача утилизации отходов, зачастую занимающих значительные площади В рамках проблемы, на решение которой направлен проект, предполагается разработать следующие технологические процессы: - извлечение молибдена, никеля или кобальта из отработанных катализаторов гидрообработки нефти с одновременной утилизацией основы катализаторов – оксида алюминия; - извлечение рения и платины из отработанных катализаторов риформинга нефти; - извлечение рения из пылей медно-никелевого производства; - извлечение ванадия из железосодержащих отходов ванадиевого производства; - доизвлечение платиновых металлов из отработанных растворов аффинажа благородных металлов; - переработка шламов от шлифования твердосплавных заготовок на чистые соединения вольфрама и кобальта с целью возвращения их в производственный цикл; - утилизация кубовых остатков процессов дегалогенирования с получением товарных соединений цинка. в) По данным Росстата на территории РФ к настоящему времени накоплено около 40 млрд. тонн твердых и жидких промышленных отходов, под размещение которых, по экспертным оценкам, занято от 4 до 7 млн га земли. Темп образования промышленных отходов составляет 5-7% в год или 6,0 – 7,0 млрд. т/г. Более 90-93 % отходов, образующихся на предприятиях добывающего сектора экономики, являются отходы, образующиеся при добыче полезных ископаемых: карбонатов, природного гипса, гранитного щебня, песка и глины, фосфорных удобрений, глинозема, горючих сланцев, угля, нефти, газа, алмазов, оксидов железа и цветных и полиметаллических руд и др. Остальные 7-10% отходов образуются в перерабатывающих отраслях промышленности: металлургической, машиностроительной, электронной, электротехнической, химической, нефтехимической, агропромышленном комплексе, строительстве, на транспорт и др. Промышленными отходами 3-5 класса опасности являются: шлаки и зола котельных и теплоэлектростанций, шлаки черной и цветной металлургии, сульфатно-кальциевые (гипсы), термофосфорные шлаки, пиритные (колчеданные) огарки, отходы черных и цветных металлов в машиностроении, в электронике и электротехнической промышленности, - отходы полимерных композиционных материалов, включая резинотехнические изделия, и другие. Предлагаемые решения актуальной проблемы переработки промышленных отходов и использование ценных компонентов в промышленное производство полностью соответствуют: приоритетным направлениям «Стратегии научно-технологического развития Российской Федерации», утвержденной Указом Президентом РФ №642 от 01 декабря 2016 г.; основным положениям Указа Президента РФ № 204 от 7 мая 2018 г. «О национальных целях и стратегических задачах развития Российской Федерации на период до 2024 года», «Стратегии развития промышленности по обработке, утилизации и обезвреживанию отходов производства и потребления на период до 2030 г.» (Распоряжение Правительства Российской Федерации от 25.01.2018 г. №84-р), а также целям и приоритетным задачам Национальных проектов «Экология» и «Цифровая экономика».

ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Публикации

1. Флисюк О.М., Марцулевич Н.А., Топталов В.С. Theoretical and experimental analysis of dependence of efficiency of direct-flow cyclone on geometry of separating chamber Izvestiya vysshikh uchebnykh zavedenii khimiya i khimicheskaya tekhnologiya, V. 64. N 8. P. 99-106. (год публикации - 2021)
10.6060/ivkkt.20216408.6419

2. Быковский Н.А., Винокуров Е.Г., Шулаев Н.С. Experimental analysis of efficiency of electrochemical process of processing waste water for production of sodium bicarbonate with production of sodium hydroxiden Izvestiya vysshikh uchebnykh zavedenii khimiya i khimicheskaya tekhnologiya, V. 64. N8. P. 139-145 (год публикации - 2021)
10.6060/ivkkt.20216408.6445

3. Новикова Д.А., Флисюк О.М., Марцулевич Н.А., Гарабаджиу А.В. Sorption of nitric oxides from exhaust nitrous gases using different reagents (a review) Russian Journal of General Chemistry, Vol. 91, No. 7, pp. 1387–1392. (год публикации - 2021)
10.1134/S1070363221070173

4. Марцулевич Н.А., Флисюк О.М., Мешалкин В.П., Гарабаджиу А.В. Dispersed material classification in multi-section air classifier Izvestiya vysshikh uchebnykh zavedenii khimiya i khimicheskaya tekhnologiya, V. 64. N10. P. 84-90. (год публикации - 2021)
10.6060/ivkkt.20216410.6455

5. Винницкий В.А., Чугунов А.С., Ершов М.В. Influence of retentate flow on membrane separation of binary solutions of sodium, magnesium and calcium chlorides Izvestiya vysshikh uchebnykh zavedenii khimiya i khimicheskaya tekhnologiya, V. 64. N 10. P. 46−55 (год публикации - 2021)
10.6060/ivkkt.20216410.6456

6. Мешалкин В.П., Дови В.Дж.,Бобков В.И., Беляков А.В., Бутусов О.Б., Гарабаджиу А.В.,Бурухина Т.Ф., Ходниченко С.М. State of the art and research development prospects of energy and resource-efficient environmentally safe chemical process systems engineering Mendeleev Communications, Vol. 31, Iss. 5, P. 593-604 (год публикации - 2021)
10.1016/j.mencom.2021.09.003

7. Панферов А., Ивахнюк Г., Гарабаджиу А. Physico-chemical properties and possible applications of sewage sludge combustion ash Chemistry journal of moldova, dx.doi.org/10.19261/cjm.2021.854 (год публикации - 2021)
10.19261/cjm.2021.854

8. Блохин А.А., Мурашкин Ю.В., Михайленко М.А. Iron(III) removal from aluminum sulfate solutions by sorption Russian journal of applied chemistry, Vol: 94 Iss: 6 P.: 813-817 (год публикации - 2021)
10.1134/S1070427221060148

9. Чистякова Т.Б., Полосин А.Н., Разыграев А.С., Мешалкин В.П. Computer system for resource-saving control of multi-assortment production of polymeric materials based on processing big industrial data Izvestiya vysshikh uchebnykh zavedenii khimiya i khimicheskaya tekhnologiya, V. 64. N8. P. 90-98. (год публикации - 2021)
10.6060/ivkkt.20216408.6428

10. Самонин В.В., Спиридонова Е.А., Зотов А.С., Подвязников М.Л., Гарабаджиу А.В. Chemical structure, porous morphology, and sorption properties of adsorbents produced from organic technogenic substrates (a review) Russian Journal of General Chemistry, Vol. 91, No. 9, pp. 1546–1565. (год публикации - 2021)
10.1134/S107036322108017X

11. Самонин В.В., Спиридонова Е.А., Зотов А.С., Подвязников М.Л., Гарабаджиу А.В. Adsorbents made of inorganic industrial waste Ecology and industry of russia, Vol. 25. Iss. 12. P. 15–23. (год публикации - 2021)
10.18412/1816-0395-2021-12-15-23

12. Чистякова Т.Б., Макарук Р.В., Тедтоев А.Ч. Decision Support System for Color Control of Polymer Products Based on Fuzzy Models Conference proceedings 2021 XXIV International Conference on Soft Computing and Measurements (SCM), pp. 96-98. (год публикации - 2021)
10.1109/SCM52931.2021.9507180

13. Чукреев К.Г., Дорожко В.А., Афонин М.А. Mathematical model of FeCl3 and HCl extraction in the FeCl3–HCl–H2O–undecan-1-ol system Russian Journal of General Chemistry, V. 92 N 1 P. 108-116 (год публикации - 2022)
10.1134/S1070363222010157

14. Егоров С.А., Турцева И.А., Блохин А.А., Михайленко М.A. Ion exchange recovery of rhodium from strong ammonium chloride solutions Tsvetnye metally, N 8. P. 27-33 (год публикации - 2022)
10.17580/tsm.2022.08.03

15. Самонин В.В., Хрылова Е.Д., Спиридонова Е.А., Подвязников М.Л. Porous structure and krypton sorption capacity of carbon sorbents from a composite of hydrolytic lignin and phenol-lignin-formaldehyde Russian Journal of Physical Chemistry A, V. 96, N. 2, p. 389-394 (год публикации - 2022)
10.1134/S0036024422020236

16. Самонин В.В., Спиридонова Е.А., Подвязников М.Л., Хрылова Е.Д., Хохлачев С.П., Клищевская Л. Production of activated carbons from the woodworking industry waste ChemChemTech, V. 65. N12. P. 67-75 (год публикации - 2022)
10.6060/ivkkt.20226512.6662

17. Самонин В.В., Подвязников М.Л., Спиридонова Е.А., Хрылова Е.Д., Хохлачев С.П., Гарабаджиу А.В. Production of composite sorption-active materials the composition «carbon black – clay material» from man-made waste Rossiiskii Khimicheskii Zhurnal, V. 66, N 3, P. 61-69 (год публикации - 2022)
10.6060/rcj.2022663.9

18. Самонин В.В., Спиридонова Е.А., Подвязников М.Л., Хрылова Е.Д., Хохлачев С.П., Клищевская Л. Obtaining Activated Carbons from Hydrolysed Lignin Using Waste Products of the Carbonization Process Ecology and Industry of Russia, V. 26, N 9, P. 4-9 (год публикации - 2022)
10.18412/1816-0395-2022-9-4-9

19. Фураев Д.Н., Чистякова Т.Б. A computer system for developing digital information models of oil recycling processes Software & Systems, V. 35, N 3, P. 482-487 (год публикации - 2022)
10.15827/0236-235X.139.482-487

20. Мешалкин В.П., Флисюк О.М., Марцулевич Н.А., Гарабаджиу А.В. Theoretical and Experimental Analysis of the Change in the Solid-Phase Particle Distribution in Process Equipment Doklady Chemistry, V. 501, N 1, P. 239-242 (год публикации - 2021)
10.1134/S0012500821110033

21. Флисюк О.М., Марцулевич Н.А., Мешалкин В.П., Гарабаджиу А.В. Mathematical modeling of changes in the dispersed composition of solid phase particles in technological apparatuses of periodic and continuous action Mathematics, V. 10, N 6, P. 994. (год публикации - 2022)
10.3390/math10060994

22. Чесноков Ю.Г., Лихачев И.Г., Флисюк О.М., Марцулевич Н.А., Мешалкин В.П., Гарабаджиу А.В. Сalculation of flow hydrodynamics in reverse-flow cyclones using the flow vision applied software package Rossiiskii Khimicheskii Zhurnal, V. 66, N 3, P. 56-60. (год публикации - 2022)
10.6060/rcj.2022663.8

23. Чистякова Т.Б., Новожилова И.В., Мешалкин В.П., Паукин О.А. Computer training system for resource-saving life cycle control of polymer products from recycled materials Rossiiskii Khimicheskii Zhurnal, V. 66, N 3, P. 70-78. (год публикации - 2022)
10.6060/rcj.2022663.10

24. Чистякова Т.Б., Новожилова И.В., Козлова С.П. Computer system for lifecycle management of commodity manufacturing from recycled polymer materials Journal Automation in industry, N 9, P. 34-39. (год публикации - 2022)
10.25728/avtprom.2022.09.06

25. Чистякова Т.Б., Фураев Д.Н. Computer system for resource-saving design of industrial processes of secondary oil refining Studies in Systems, Decision and Controlthis, V. 418, P. 15-24. (год публикации - 2022)
10.1007/978-3-030-95120-7_2

26. Ершова О.В., Чистякова Т.Б. Methods and technologies of developing computer simulators for training resource-saving control of electrotechnological installations Studies in Systems, Decision and Controlthis, V. 416, P. 351-363. (год публикации - 2022)
10.1007/978-3-030-95112-2_29

27. Мешалкин В.П., Бутусов О.Б., Reverberi A.P., Колмаков, Севостьянов М.А., Гарабаджиу А.В., Александрова А.Г. Multifractal Analysis of the Mechanical PropOKerties of the Texture of Biopolymer-Inorganic Composites of Chitosan-Silicon Dioxide Energies, V. 15, N 19, P. 7147 (год публикации - 2022)
10.3390/en15197147

28. Мешалкин В.П., Ахметов А., Ленченкова Л., Nzioka A., Политов А., Стрижнев В., Телин А., Фахреева А. Application of Renewable Natural Materials for Gas and Water Shutoff Processes in Oil Wells Energies, V. 15, N 23, P. 9216 (год публикации - 2022)
10.3390/en15239216

29. Глушков И.В., Чистякова Т.Б., Аверина Ю.М. A software package for simulating a silicon hydro-chlorination reactor Software & Systems, vol. 35, no. 3, pp. 472–481 (год публикации - 2022)
10.15827/0236-235X.139.472-481

30. Мешалкин В.П., Бобков В.И., Дли М.И., Гарабаджиу А.В., Панченко С.В., Орехов В.А. Experimental studies of physicochemical process of heating ore phosphorites Rossiiskii Khimicheskii Zhurnal, V. 66. N 3. P. 13-22 (год публикации - 2022)
10.6060/rcj.2022663.3

31. Мешалкин В.П., Бобков В.И., Якименко И.В., Канищев О.А., Шинкевич А.А. Methodology for Calculating Regulatory Indicators of the Reliability of Elements of Restored Gas Analytical Systems for Monitoring Chemical Environmental Pollution According to Experimental Reference Data Teoreticheskie Osnovy Khimicheskoi Tekhnologii, Vol. 55, No. 4, pp. 471–477 (год публикации - 2021)
10.1134/S0040579521040308

32. Мешалкин В.П., Бутусов О.Б., Кантюков Р.Р., Чистякова Т.Б. A control pixel clustering algorithm for assessing the chemical pollution impact on forest tracts from satellite photographic images Software & Systems, vol. 35, no. 3, pp. 458–465 (год публикации - 2022)
10.15827/0236-235X.139.458-465

33. Чистякова Т.Б., Новожилова И.В., Козлов В.В., Шевчик А.П. Resource and Energy Saving Control of the Steelmaking Converter Process, Taking into Account Waste Recycling Energies, 16, №. 3, P. 1302 (год публикации - 2023)
10.3390/en16031302

34. Чистякова Т.Б., Разыграев А.С., Гончарова Т.С. Интеллектуальная система формирования полимерных композиционных материалов для вторичной переработки Математические методы в технологиях и технике, №.1 С. 26-31 (год публикации - 2023)
10.52348/2712-8873_MMTT_2023_3_26

35. Мешалкин В.П., Марцулевич Н.А., Флисюк О.М., Лихачев И.Г., Ньюока А.М. Hydrodynamics of Energy-Efficient Axial-Flow Cyclones for Environmentally Safe Cleaning of Gas and Dust Emissions Energies, V. 16. №. 2. P. 816 (год публикации - 2023)
10.3390/en16020816

36. Топталов В.С., Чесноков Ю.Г., Мешалкин В.П., Кулов Н.Н., Флисюк О.М., Марцулевич Н.А, Лихачев И.Г. Оценка эффективности разделения пылегазовых потоков в прямоточных циклонах Теоретические основы химической технологии, Т. 57. № 4. С. 363-370. (год публикации - 2023)
10.31857/S0040357123040139

37. Мешалки В.П., Жаров В.С., Леонтьев Л.И., Ньока А.М., Белозерский А.Ю. Sustainable Environmental Impact Assessment Using Indicators for Sustainable Energy-Intensive Industrial Production Energies, V. 16. №.7. P. 3172 (год публикации - 2023)
10.3390/en16073172

38. Мешалки В.П., Орехов В.А., Дли М.И., Бобков В.И., Чистякова Т.Б. Method to Calculate the Limiting and Optimal Conditions of the Chemical and Energy Engineering Process of Calcination of Lump and Pelletized Phosphate Ore Raw Materials on the Grate of a Traveling-Grate Roasting Machine Теоретические основы химической технологии, V.57. P.450–458 (год публикации - 2023)
10.1134/S0040579523040395

39. Мешалкин В.П., Бобков В.И., Дли М.И., Орехов В.А., Чистякова Т.Б. Algorithm for Processing Data on the Thermophysical Properties of Phosphorites by Solving the Inverse-Coefficient Heat-Conduction Problem Теоретические основы химической технологии, V.57. P.14–19 (год публикации - 2023)
10.1134/S0040579523010104

40. Мешалкин В., Бутусов О., Колмаков А., Севостьянов М., Чистякова A Fractal Analysis of the Effect of Titanium Dioxides on the Biological Properties of Bioinorganic Composite Materials Теоретические основы химической технологии, Т. 53, №3, с. 284-291 (год публикации - 2023)
10.1134/S0040579523030120

41. Мешалкин В.П., Козловский Р.А., Козловский М.Р., Ибатов Я.А., Воронов М.С., Козловский И.А., Чистякова Т.Б., Ньока А.М. Experimental and Mathematical Analysis of the Kinetics of the Low-Waste Process of Butyl Lactate Synthesis Energies, V.16. №.4. P. 1746 (год публикации - 2023)
10.3390/en16041746

42. Самонин В., Морозова В., Подвязников М., Ревербери А., Мешалкин В., Кулов Н., Гарабаджиу А. Production of Carbon Adsorbents from Hydrolysis Industry Waste and Methods for their Modification Теоретические основы химической технологии, V. 57. No. 3. P. 338–349 (год публикации - 2023)
10.1134/S004057952303017X

43. Флисюк О.М., Топталов В.С., Чесноков Ю.Г., Марцулевич Н.А., Лихачев И.Г. Анализ гидродинамики закрученных потоков в прямоточных циклонах Журнал прикладной химии, Т. 96. Вып. 1. С. 112-120 (год публикации - 2023)
10.31857/S0044461823010139

44. Ласкин Б.М., Докторов Д.В., Озерова О.Ю., Лобова А.М., Егорова А.В. Фурфурол и его производные: рециклинг растительных отходов и их синтетический потенциал Известия СПбГТИ(ТУ), Т. 65. Вып. 91. С. 52-59 (год публикации - 2023)
10.36807/1998-9849-2023-65-91-52-59

45. Самонин В.В., Соловей В.Н. ЭНЕРГОСБЕРЕГАЮЩАЯ ТЕХНОЛОГИЯ ПЕРЕРАБОТКИ ВЫСОКОДИСПЕРСНЫХ УГЛЕРОДСОДЕРЖАЩИХ ОТХОДОВ В СФЕРИЧЕСКИЕ УГЛЕРОДНЫЕ АДСОРБЕНТЫ Экология и промышленность России, V. 27. №6. P. 10-16 (год публикации - 2023)
10.18412/1816-0395-2023-6-10-16

46. Чистякова Т.Б., Лаврова А.С., Новожилова И.В., Дронов С.В. Программный комплекс и математические модели для прогнозирования характеристик кокса в зависимости от свойств сырья и режимов коксования КОКС И ХИМИЯ , №6, с. 13-19 (год публикации - 2024)
10.52351/00232815_2024_6_13

47. Флисюк О.М., Марцулевич Н.А., Мешалкин В.П., Лихачев И.Г. ТЕОРЕТИКО-ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЙ АНАЛИЗ ГРАНУЛИРОВАНИЯ ВО ВЗВЕШЕННОМ СЛОЕ РАСТВОРОВ ДИАММОНИЕВЫХ СОЛЕЙ СЕРНОЙ КИСЛОТЫ ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ХИМИЧЕСКОЙ ТЕХНОЛОГИИ, Т. 58. № 3. С. 340-346 (год публикации - 2024)
10.31857/S0040357124030081

48. Топталов В.С., Флисюк О.М., Марцулевич Н.А., Борисова Е.И. Анализ поля скорости газа в прямоточном циклоне Фундаментальные основы механики, № 14. С. 103-105 (год публикации - 2024)
10.26160/2542-0127-2024-14-103-105

49. Ильвес Е.К., Блохин А.А., Мурашкин Ю.В., Чемеков А.М. Извлечение ванадия из железосодержащих отходов ванадиевого производства Цветные металлы, том 5, c. 32-39 (год публикации - 2024)
10.17580/tsm.2024.05.03

50. Мешалкин В.В., Чистякова Т.Б., Петров Д.Ю. Инжиниринг цифрового тренажера для обучения операторов формования листового стекла Программные продукты и системы, Т. 37. No 2. С. 213–220 (год публикации - 2024)
10.15827/0236-235X.142.213-220

51. Чистякова Т.Б., Белухичев Е.В., Гончарова Т.С., Разыграев А.С. КОМПЬЮТЕРНАЯ СИСТЕМА ФОРМИРОВАНИЯ ПОЛИМЕРНЫХ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ ДЛЯ ВТОРИЧНОЙ ПЕРЕРАБОТКИ Петербургский экономический журнал, No 2. С. 65–72 (год публикации - 2024)

52. Чистякова Т.Б., Новожилова И.В. , Гончарова Т.С. , Разыграев А.С. СИСТЕМА ИСКУССТВЕННОГО ИНТЕЛЛЕКТА ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯ КОМПОЗИЦИЙ И ПРОГНОЗИРОВАНИЯ СВОЙСТВ ВТОРИЧНЫХ ПОЛИМЕРНЫХ МАТЕРИАЛОВ ИИАСУ’23 – Искусственный интеллект в автоматизированных системах управления и обработки данных : Сборник статей II Всероссийской научной конференции (Москва, 27–28 апреля 2023 г.) : в 5 т. – М.: «КДУ», «Добросвет», Т. 4, с. 285-290 (год публикации - 2024)
10.31453/kdu.ru.978-5-7913-1354-6-2024-488

53. Чистякова Т.Б., Новожилова И.В., Козлов В.В., Шевчик А.П. Ресурсо- и энергосберегающее управление сталеплавильным конвертерным процессом с учетом переработки отходов Новые огнеупоры (переводная версия журнала Refractories and Industrial Ceramics), №5. С. 39-55 (год публикации - 2024)
10.17073/1683-4518-2024-5-39-55

54. Рухлова К.А., Плонский В.Ю., Чистякова Т.Б., Афонин М.А. АРХИТЕКТУРА ИНФОРМАЦИОННОЙ СИСТЕМЫ ФОРМИРОВАНИЯ ТОПОЛОГИИ ЭКСТРАКЦИОННЫХ КАСКАДОВ Математические методы в технологиях и технике, No 6, с. 17-21 (год публикации - 2024)

55. Марцулевич Н.А., Казаков А.В., Флисюк О.М. Моделирование процесса флотации в промышленном аппарате ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ХИМИЧЕСКОЙ ТЕХНОЛОГИИ, том 58, No 1, с. 97–102 (год публикации - 2024)
10.31857/S0040357124010123

56. Спиридонова Е.А., Самонин В.В., Подвязников М.Л., Хрылова Е.Д., Хохлачев С.П. Получение, пористая структура и сорбционные свойства углеродминерального мезопористого материала из техногенных отходов ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ХИМИЧЕСКОЙ ТЕХНОЛОГИИ, том 58, No 2, с. 183–194 (год публикации - 2024)
10.31857/S0040357124020063

57. Самонин В.В., Спиридонова Е.А., Хохлачев С.П., Подвязников М.Л. Promising Directions for Production and Application of Inorganic Sorbent Materials Russian Journal of Inorganic Chemistry (год публикации - 2024)
10.1134/S0036023624700396

58. Чистякова Т.Б., Лаврова А.С., Новожилова И.В., Дронов С.В. Predicting Coke Characteristics from the Properties of the Raw Materials and the Coking Conditions Coke and Chemistry, No. 6, pp. 13–19 (год публикации - 2024)
10.3103/S1068364X24600611

59. Чистякова Т.Б., Бездудная О.Е., Докторов Д.В., Новожилова И.В. Программный комплекс для технологического проектирования процессов синтеза хладонов Математические методы в технологиях и технике, №1, с. 1-5 (год публикации - 2024)
10.52348/2712-8873_MMTT_2024_1_7

60. Федюк Р.С., Вавренюк С.В., Клюев С.В., Сабитов Л.С., Мешалкин В.П., Федосов С.В., Чистякова Т.Б. Shotcrete based on composite cement using industrial waste Magazine of Civil Engineering, 17(7). Article No. 13102 (год публикации - 2024)
10.34910/MCE.131.2

61. Бобков В.И., Мешалкин В.П., Незамаев С.В., Петухова Е.В., Флисюк О.М., Математическое моделирование совмещенных химических и тепломассообменных процессов переработки техногенных рудных отходов Химическая промышленность сегодня, №2, с. 6-12 (год публикации - 2024)

62. Меньшова И.И., Петухова Е.В., Незамаев С.В., Флисюк О.М. ПРИМЕНЕНИЕ МИНЕРАЛЬНЫХ И ВОЛОКНИСТЫХ СОРБЕНТОВ ДЛЯ ОЧИСТКИ ПРОМЫШЛЕННЫХ ЖИДКИХ СТОКОВ ХИМИЧЕСКАЯ ПРОМЫШЛЕННОСТЬ СЕГОДНЯ, №2, с. 45-54 (год публикации - 2024)

63. Чистякова Т.Б. , Гончарова Т.С., Разыграев А.С., Белухичев Е.В. АЛГОРИТМ ФОРМИРОВАНИЯ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ВТОРИЧНЫХ ПОЛИМЕРНЫХ ИЗДЕЛИЙ Математические методы в технологиях и технике, No 6, с. 72-78 (год публикации - 2024)

64. Запорожченко А.С., Бессонов В.В., Нечаев В.А., Плехно Н.Н., Нечаев А.Н., Дронов С.В. ВОВЛЕЧЕНИЕ КИСЛОГО ГУДРОНА В ПРОЦЕСС ЗАМЕДЛЕННОГО КОКСОВАНИЯ КОКС И ХИМИЯ, №9, с. 39-44 (год публикации - 2024)
10.52351/00232815_2024_9_39

65. Блохин А.А., Касиков А.Г., Бабурин Д.В1, Мальцева Е.Е., Дворникова А.М., Мурашкин Ю.В. Сорбционное извлечение рения из растворов выщелачивания отходов переработки суперсплавов ИЗВЕСТИЯ САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ИНСТИТУТА (ТЕХНИЧЕСКОГО УНИВЕРСИТЕТА) (год публикации - 2024)

66. Чистякова Т.Б., Разыграев А.С., Гончарова Т.С., Белухичев Е.В. Компьютерная система формирования вторичных полимерных композиционных материалов Известия Санкт-Петербургского государственного технологического института (технического университета) (год публикации - 2024)

Публикации

Аннотация результатов, полученных в 2024 году
Разработан комплекс энергоресурсоэффективных комбинированных технологий переработки отходов 3-5 классов опасности в полезную продукцию (катализаторы, сорбенты, игольчатый кокс, извлечение ценных компонентов из отходов различных отраслей промышленности). Предложенные технологии поддержаны индустриальными партнерами ПАО «Газпром нефть», ООО «Газпромнефть промышленные инновации», ООО «Центр разработки низкоуглеродных технологий» (инновационный центр Сколково, г. Москва), АО «ГК «Русредмет», АО «РНЦ «Прикладная химия (ГИПХ)». Исследованы процессы извлечения каталитически активных компонентов из отработанных катализаторов, переработки отходов производств катализаторов, носителей, металлообработки и показана перспективность их последующего вовлечения в производство катализаторов обезвреживания отходящих газов Разработан блочный ванадиевый катализатор для очистки отходящих газов оксидов серы в производстве H2SO4, не уступающий по своей эффективности в реакции окисления SO2 гранулированным контактным массам. Отработана технология изготовления гранулированных и блочных ванадийоксидных катализаторов окисления SO2. Получена справка об использовании результатов работы ООО «КОСМОС» от 09.12.2024 № 090 - партнера в области экологического проектирования. Предложена математическая модель, описывающая изменение концентрации основных компонентов стоков. Очистка нефтесодержащих стоков обычно совмещается с очисткой бытовых отходов, поэтому состав стоков довольно сложный. Он включает углеродсодержащую органику, поли-и ортофосфаты, а также аммонийную форму азота. В основу модели положены уравнения конвективной диффузии. Получена справка об использовании результатов работы АО «РНЦ Прикладная химия (ГИПХ)» от 05.12.2024 № 416-6631. Исследовано влияние изменения параметров процесса получения мезопористых композиционных сорбционно-активных материалов состава «технический углерод – глинистый материал» из техногенных отходов на параметры пористой структуры. Работа направлена на создание экономичных и экологичных аналогов промышленного химического поглотителя известкового с использованием золистых отходов. Предложено решение по переработке твердых техногенных углеродсодержащих отходов в природоохранные материалы. Предложенная технология является энергоресурсоэффективной и позволяет получать высокопрочные сферические сорбенты. Разработаны углеродные сорбенты на базе тонкодисперсных углеродсодержащих отходов и каменноугольной смолы, сформованные в водной среде в режиме высокоскоростного перемешивания, в прочные сферические гранулы, характеризующиеся более высокой прочностью и низкой зольностью по сравнению с промышленными аналогами. Показаны направления получения сорбентов различной природы из неорганических техногенных отходов (зола-унос, шлам химической водоочистки, шлам железистый) и области их практического использования. Рассмотрены механизмы адсорбции на сорбентах из техногенных отходов из водных сред (ионный обмен на цеолитовых структурах, известкование, связанное с образованием соединений с малым произведением растворимости и ферритизацию с формированием малорастворимых ферритов с поверхностными оксидами железа). Показаны физико-химические свойства и параметры пористой структуры неорганических сорбирующих материалов. Совместно с ООО НПП «ПОЛИХИМ» проводится реализация технологии получения сферических углеродных адсорбентов. Разработана технология переработки шламов, образующихся в ходе механической обработки заготовок из твердых сплавов, включающая операции выщелачивания из шламов кобальта раствором соляной или серной кислоты, нейтрализации растворов до рН ~ 4 и осаждения гидроксидов железа(III) и алюминия, осаждения оксалата кобальта, окислительного обжига кека после выщелачивания кобальта, выщелачивания вольфрама раствором Na2CO3, нейтрализации раствора до рН 8,5–9,0 и осаждения кремниевой кислоты, выделения вольфрамовой кислоты через промежуточную стадию осаждения искусственного шеелита CaWO4. Вольфрамовая кислота, выделенная в ходе переработки отходов шлифования твёрдых сплавов, может быть использована в качестве исходного сырья для получения субмикронных и наноразмерных порошков карбида вольфрама. Разработаны и переданы ООО «Вириал» аппаратурно-технологическая схема, технологический регламент и рекомендации по выбору оборудования процесса переработки шламов от шлифования твердосплавных заготовок на соединения вольфрама и кобальта. Подтверждена целесообразность вовлечения гидрогенизатов в сырьевую смесь игольчатого кокса. Согласно данным лабораторной стадии было рекомендовано вовлекать до 50% гидрогенизата. В качестве смесевого компонента сырья рекомендуется использовать фракции каталитического крекинга. Акт индустриального партнера ООО «Газпромнефть – Промышленные инновации» от 19.11.2024 № ЗН-02/646. Результаты работы могут быть использованы для расширения сырьевой базы игольчатого кокса из отходов нефтепереработки на предприятиях ПАО «Газпромнефть». Разработан комплекс средств цифровых информационных моделей (ЦИМ) и программных комплексов для проектирования, управления и исследования жизненного цикла переработки отходов 3-5 класса опасности и получения из них полезных продуктов (бензинов и нефтяного кокса из отходов нефтепереработки; редкоземельных элементов из рудного сырья и из отходов производств минеральных удобрений; озонобезопасных хладонов; полимерных изделий из вторичного сырья; стали из металлолома при снижении негативного воздействия шлаков и выбросов углекислого газа на окружающую среду). Внедрение и апробация результатов исследований проведена на промышленных предприятиях группы ПАО «Газпром нефть», АО «ГК «Русредмет», АО «РНЦ «Прикладная химия (ГИПХ)», ООО «Клёкнер Пентапласт рус», ООО «Завод по переработке пластмасс имени «Комсомольской правды», ЧерМК (ПАО «Северсталь»), ПАО «НЛМК». Полученные результаты способствуют достижению одному из главных направлений Стратегии научно-технологического развития РФ, а именно развитию передовых технологий проектирования и создания высокотехнологичной продукции, основанных на применении интеллектуальных производственных решений.

Публикации

Возможность практического использования результатов
Результаты деятельности Лаборатории мирового уровня соответствуют направлениям Стратегии научно-технического развития Российской Федерации. По направлению «Переход к передовым технологиям проектирования и создания высокотехнологичной продукции, основанным на применении интеллектуальных производственных решений»: разработаны цифровые информационные модели для проектирования и управления процессами вторичной переработки нефти с учетом рециклинга отходов (внедрение и апробация результатов исследований планируется на промышленных предприятиях ПАО «Газпром нефть»), а также цифровые информационные модели процесса экстракции редкоземельных элементов при освоении природных месторождений и переработке техногенных отходов (внедрение и апробация результатов исследований планируется на АО «ГК «Русредмет» (г. Санкт-Петербург)); разработаны математические модели для проектирования высокопроизводительных аппаратов для улавливания вредных мелкодисперсных материалов из газовых потоков;, а также математические модели и программный комплекс для технологического проектирования процессов синтеза и регенерации озонобезопасных хладонов (внедрение и апробация результатов исследований планируется на АО «РНЦ «Прикладная химия (ГИПХ)» (г. Санкт-Петербург)); разработаны методы и технологии получения сорбционно-активных углеродных и неорганических материалов из техногенных отходов для обеспечения безопасности человека, техники и окружающей среды, расширена сырьевая базы отходов 3-5 класса опасности органической и неорганической природы для получения сорбционно-активных материалов; исследованы отходы и разработаны технологии переработки шламов, образующихся в процессе очистки ливневых сточных вод ГУП Водоканала г. Санкт-Петербурга, шламы, образующиеся в процессе очистки сточных вод аэропортов, железосодержащие отходы гидрометаллургического извлечения цветных металлов и т.п. (внедрение и апробация результатов исследований планируется на промышленных предприятиях НПП «Полихим» (г. Санкт-Петербург)); исследованы процессы извлечения каталитически активных компонентов из отработанных катализаторов, переработки отходов производств катализаторов, носителей, металлообработки и показана перспективность их последующего вовлечения в производство катализаторов обезвреживания отходящих газов ( апробация проведена на предприятии ООО "Космос"); разработаны технологические процессы комплексной переработки отработанных катализаторов гидроочистки и катализаторов риформинга нефти с выделением ценных компонентов; извлечения ванадия из железосодержащих отходов ванадиевого производства; процесса переработки шламов от шлифования твердосплавных заготовок в ООО «Вириал» (г. Санкт-Петербург). По направлению «Переход к экологически чистой и ресурсосберегающей энергетике, повышение эффективности добычи и глубокой переработки углеводородного сырья» с целью получения альтернативного сырья для более глубокой переработки промышленных нефтесодержащих отходов и получения игольчатого кокса проанализированы и исследованы совместно с ООО «Газпромнефть промышленные инновации» особенности поведения продуктов гидрооблагораживания тяжелых фракций в ходе коксования, а также исследована стабильность катализаторов в процессах гидрооблагораживания тяжелого газойля каталитического крекинга и предложены технологии гидрооблагораживания; подтверждена целесообразность вовлечения гидрогенизатов в сырьевую смесь игольчатого кокса, согласно данным лабораторной стадии было рекомендовано вовлекать до 50% гидрогенизата; в качестве смесевого компонента сырья игольчатого кокса рекомендуется использовать фракции каталитического крекинга; совместно с ООО «Центр разработки низкоуглеродных технологий» (инновационный центр Сколково, г. Москва) исследованы физико-химические характеристики сырья, катализаторов и продуктов гидропереработки возобновляемого сырья. Таким образом, разработанные методы и технологии переработки отходов 3-5 классов опасности с получением полезных продуктов, а также цифровые информационные модели процессов вторичной переработки нефти с учетом рециклинга отходов, экстракции редкоземельных элементов при освоении природных месторождений и переработке техногенных отходов будут способствовать развитию направления Стратегии научно-технологического развития Российской Федерации «Объективная оценка выбросов и поглощения климатически активных веществ, снижению их негативного воздействия на окружающую среду».