Металлургическое производство, хоть и является основой современной промышленности, зачастую связано с серьёзными экологическими проблемами. Одна из них – образование сероводорода, ядовитого и неприятно пахнущего газа, который может возникать при охлаждении доменных шлаков.
Учёные Череповецкого государственного университета разработали новый способ грануляции шлаков, который позволяет избежать этой проблемы и даже утилизировать тепловую энергию.
Команда исследователей ЧГУ, в составе доктора технических наук Николая Николаевича Синицына (кафедра теплоэнергетики и теплотехники) и кандидатов технических наук Александра Сергеевича Андреева (кафедра химических технологий) и Юлии Викторовны Донцовой (кафедра теплоэнергетики и теплотехники), получила патент на изобретение, которое может произвести революцию в процессе утилизации доменных шлаков. По словам авторов, совершить прорыв в данной области стало возможным именно благодаря творческому содружеству двух кафедр.
Что такое доменный шлак и почему его нужно гранулировать?
Доменный шлак – это побочный продукт производства чугуна. Он представляет собой расплавленную массу, которую необходимо охладить и превратить в удобную для дальнейшего использования форму. Традиционно для охлаждения шлака используют воду, но при этом происходит химическая реакция, в результате которой образуются вредные сернистые соединения, в том числе и сероводород.
В чём суть инновации от ЧГУ?
Учёные ЧГУ предложили использовать для охлаждения шлака не воду, а газ! Жидкая струя шлака распыляется, а затем капли расплава направляются в восходящий поток газа. В этом потоке капли охлаждаются и затвердевают, превращаясь в гранулы.
В чём преимущества нового метода?
· Экологичность: Главное преимущество – полное исключение образования сероводорода и других вредных сернистых соединений.
· Экономичность: Тепловая энергия, которую отдаёт шлак при охлаждении, утилизируется потоком газа, что позволяет экономить энергию.
· Качество: Гранулы шлака, полученные новым способом, не спекаются, что обеспечивает высокое качество конечного продукта.
· Компактность: Благодаря оптимизации скорости газового потока, зона охлаждения гранул минимизируется, что позволяет сделать установку более компактной и разместить её непосредственно возле доменной печи.
Как это работает? (Для тех, кто хочет углубиться в детали)
Предложенный способ грануляции использует принцип аэродинамического торможения. Падающие капли расплавленного шлака замедляются восходящим потоком газа. Оптимально подобранная скорость газа обеспечивает эффективное охлаждение и затвердевание капель, исключая их спекание.
Перспективы разработки
Разработка учёных ЧГУ решает важную экологическую проблему и позволяет получить высококачественный продукт, пригодный для дальнейшего использования в строительстве и других отраслях промышленности. Внедрение этого метода на металлургических предприятиях позволит значительно снизить негативное воздействие производства на окружающую среду и сделать металлургию более экологичной и устойчивой.
Эта разработка – ещё один пример того, как наука, рождённая в стенах Череповецкого государственного университета, способствует решению актуальных задач и делает наш мир лучше.