已开发出一种装置以提高冶金反应器的环境友好性

南乌拉尔国立大学的一组研究人员已经着手开发一种装置,以防止工业炉中有害气体的排放。以预防和消除环境污染为​目标,属于学校在“2030优先计划”——后工业集聚生态环境框架内的战略方向之一。

气体动力支架

此前,有关该主题的初步研究结果在行业和大学出版物上发表。石油、冶金、化工企业的许多化学过程在反应器(炉)中进行,其副产品是腐蚀性气体。

今天,为了防止气体进入大气,使用了机械关闭装置——带有大量活动部件的阀门。在将原料批量装入反应器时,阀门处于打开位置,从而导致炉膛减压和有害气体排出。此外,在腐蚀性环境的作用下,阀门也会受到磨损。

作为机械装置的替代方案,SUSU 科学家建议安装一个气动锁定装置,该装置排除了移动元件的存在。通过在等于或大于反应器中的压力的​​压力下来自外部的空气逆流来绝对防止此类装置中的腐蚀性气体的排放。气流或空气与原材料的混合物进入反应器,并通过在涡流和/或喷射效应的帮助下产生压降,确保将腐蚀性气体保留在炉内。

“气体动力锁定装置的使用可确保向反应器持续供应原材料,从而提高其运行效率。关闭装置没有运动部件,消除了它们磨损的可能性,从而避免了反应堆的强制退役,”该研究的作者,技术科学博士, SUSU液压和液压气动系教授解释说系统 Evgeny Spiridonov。

在SUSU超级计算机中心创建的锁定装置的物理数学模型使用数值模拟方法,可以确定装置可实现的操作模式和操作特性的区域。设备操作的认可是在气动支架上进行的。

车里雅宾斯克和车里雅宾斯克地区的企业对气动锁定装置的开发很感兴趣:冶金、电冶金和锌工业、采矿和加工厂。

据推测,开发工作将与切列波维茨市的冶金和化学工业企业联合体进行。到2023年底,该项目的资金计划将达到140万卢布,该项目将获得俄罗斯科学基金会的资助。

“参与资助竞赛是一种刺激年轻科学家专业成长的制度。多亏了资助,他们的潜力被打开了,科学和青年都以这种方式得到了滋养。当然,对新想法的财政支持使得解决社会需求的任务成为可能,”Evgeny Spiridonov 谈到了资助竞赛的好处。

根据该项目的成果和实施过程,计划在经过同行评审的俄罗斯和外国科学期刊上发表至少六篇文章,其中四篇在被 Web of Science 和 Scopus 数据库索引的期刊上。

南乌拉尔国立大学是一所转型大学,在科技发展的最优先领域开展创新研究。学校按照俄罗斯科技发展战略,重点发展数字产业、材料科学和生态学领域的重大科学交叉学科项目。2021年,SUSU在Priority 2030计划下赢得了比赛。该大学履行世界级乌拉尔区域间科学和教育中心(UMNOC)区域项目办公室的职能。

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