Вісник № 02. Хімія, хімічна технологія та екологія

Постійне посилання колекціїhttps://repository.kpi.kharkov.ua/handle/KhPI-Press/49994

Переглянути

Результати пошуку

Зараз показуємо 1 - 10 з 12

Анаеробна біологічна очистка стічних вод виробництва цукру
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2020) Зінченко, Марія Георгіївна; Пономаренко, Євгенія Дмитрівна; Букатенко, Наталія Олексіївна; Голубкіна, Ольга Олександрівна
Водне господарство цукрових заводів характеризується високим рівнем споживання води і великим об’ємом стічних водз високою концентрацією мінеральних і органічних забруднень. Для очищення стоків виробництва цукру переважно використовують споруди штучної біологічної очистки. Найбільшого поширення в нашій країні отримала схема з двоступінчастими аеротенками, в той час як за кордоном застосовують анаеробно-аеробні схеми, що значно вигідніше, так як окислення великої кількості органічних речовин виключно в аеробних умовах пов’язане з високими енерговитратами. Застосування анаеробного зброджування на І ступені дозволяє зменшити концентрацію органічних речовин в стоках на 60-90%, а доочищення забруднень, які залишилися, здійснити в аеротенках ІІ ступені при менших витратах енергії. Для оцінки доцільності застосування метантенка в системі очисних споруд конкретного підприємства необхідно мати інформацію про ефективність зброджування і оптимальний режим очищення стічних вод цього підприємства. У даній роботі вивчали процес анаеробного зброджування стічних вод одного з цукрових заводів України. Експерименти проводили в біореакторі з висхідним потоком активного мулу. Для скорочення тривалості досліджень застосували метод математичного планування експерименту. В результаті були отримані дані відносно впливу визначальних чинників (швидкості подачі потоку, рН, температури) на вихід біогазу та глибину зброджування субстрату. Отримані дані доводять ефективність і перспективність застосування анаеробного зброджування на першій стадії біологічного очищення стічних вод бурякоцукрового виробництва.
Обґрунтування складу електроліту в електрохімічному синтезі пероксимолочної кислоти
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2020) Водолажченко, Сергій Олександрович; Дерібо, Світлана Германівна; Школьнікова, Тетяна Василівна; Шахін, Іссам Хуссейн
Пероксимолочна кислота (ПОМК) є сильним дезінфектантом з широким спектром антимікробної активності. Її широке застосування гальмується через відсутність електрохімічної технології синтезу ПОМК, що дозволить розробити локальні електрохімічні генератори для виробництва дезінфектантів на її основі. Для аналізу вольт-амперних залежностей перебігу суміщених анодних процесів був застосований термодинамічний аналіз рівноважних потенціалів. Відомості про стандартний потенціал системи СН₃СH(OH)С(=О)ОН ↔ СН₃СH(OH)С(=О)ООН відсутні, як в довідковій літературі, так і в фахових наукових виданнях. Показано, що електрохімічний синтез ПОМК є суміщеним з процесами виділення кисню та утворення пероксиду водню. Для гальмування перебігу побічних процесів застосована добавка до розчину молочної кислоти 0,5 моль дм⁻³H₂SO₄. Адсорбція сульфат іонів призводить до витіснення певної частки молекул води за межі між фазної границі. Також відмічено збільшення майже в 2 рази анодної густини струму при потенціалах електрохімічного синтезу пероксисполук. Встановлено, що молекула молочної кислоти вбудовується в структуру приелектродного шару з спрямованою до поверхні аноду карбоксильною групою. Перегин вольт амперної залежності, при потенціалах більш позитивних за 1,70…1,75 В, вказує на перебіг суміщених процесів утворення пероксисполук, які перебігають зі значним гальмуванням кисневої реакції на Pt/PtO2 аноді. Виділення кисню в цих умовах відбувається через утворення і розклад Н₂О₂. Різниця потенціалів прямого і зворотнього ходу вольт амперних залежностей вказує на значний вплив молочної кислоти на адсорбційні процеси на поверхні аноду. Одержані результати підтвердили обґрунтованість вибору Pt/PtO₂ аноду для електрохімічного синтезу ПОМК. Обґрунтовано склад електроліту для електрохімічного синтезу ПОМК: 2 моль дм⁻³ молочної кислоти, 0,5 моль дм⁻³ сульфатної кислоти.
Методи багатопараметрового безконтактного контролю деталей обладнання пивоварних апаратів та зразків стічних вод
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2020) Себко, Вадим Вадимович; Пироженко, Євгенія Володимирівна; Здоренко, Валерій Георгійович; Новожилова, Тетяна Борисівна; Нечипоренко, Дмитро Ігорович
Проведеними дослідженнями сучасних питань техноекології в галузі пивоваріння встановлено необхідність прогнозування стану обладнання, якості напівфабрикатів продукції та готового продукту, створення алгоритмів виділення й обробляння інформації щодо показників якості, які відповідають міжнародним стандартам. Доведена необхідність розробки нових ефективних методів контролю обладнання пивоваріння, напівфабрикатів, готового продукту та стану зразків стічних вод. Завдяки цьому стане можливим одночасно визначати причини відхилення характеристик продукції від заданих показників якості та здійснювати заходи, виконуючі відповідне корегування. Експеримен-тальними дослідженнями підтверджено, що завдяки апаратурним прийомам, пов’язаними з нагріванням зразка у процесі контролю та компенсацією впливу паразитного магнітного потоку, стає можливим сумісний контроль геометричних, електричних і температурних параметрів деталей обладнання пивоваріння. Це приводить до підвищення загальної вірогідності контролю параметрів. Зокрема встановлено, що таке зростання вірогідності відбувається за рахунок підвищення її інструментальної складової, унаслідок зменшення похибок вимірювань. Це дозволяє стверджувати, що визначення похибок сукупних вимірювань фізико-механічних параметрів деталей обладнання, надає змогу встановлювати раціональні режими роботи теплових багатопараметрових вихорострумових перетворювачів, підвищити вірогідність контролю деталей обладнання та суттєво підвищити якість управління технологічними процесами виготовляння продукції пивоваріння. Таким чином, є підстави стверджувати про перспективність подальших досліджень в створенні автоматизованих комп’ютерних систем контролю електричних та температурних характеристик напівфабрикатів продукції пивоваріння при реалізації нових інформативних методів.
Металоксидні композити для фотокаталітичної дезинтеграції токсикантів
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2020) Сахненко, Микола Дмитрович; Ведь, Марина Віталіївна; Маркова, Наталя Борисівна; Степанова, Ірина Ігорівна; Галак, Олександр Валентинович; Меньшов, Сергій Миколайович; Матикін, Олексій Володимирович
Досліджено процеси плазмово-електролітного формування гетерооксидних покривів на сплавах титану для фотокаталітичної дезинтеграції природних і техногенних токсикантів. Синтез покривів проводили з водних дифосфатних розчинів у гальваностатичному режимі. Для кількісного опису фотокаталітичних реакцій визначали константи швидкості реакції з лінеаризированих залежностей lnCₜ/C₀, де Cₜ – поточна концентрація азобарвника, C₀ – вихідна концентрація реактанта. Морфологію поверхні покривів вивчали методом атомно-силової мікроскопії та візуалізували результати шляхом реконструкції рельєфу у вигляді 2D- і 3D-топографічних карт. Проаналізовано морфологічні осо-бливості покривів титан (IV) оксиду та гетерооксидних композитів, до складу яких входять оксиди цинку та/або міді. Показано, що ефективним чинником керування фотокаталітичною активністю покривів залишається їх питома поверхня, тому визначення морфології гетерооксидних композитів, як і засоби керування цим параметром цільового продукту, є незмінною складовою системного дослідження таких систем при визначенні їх функціональних властивостей. Доведено, що порівняно із покривами оксидом титану, для поверхневих шарів якого характерні тороподібні мезоструктури, гетерооксидні композиції мають більш розвинену поверхню, що збільшує їх каталітичну активність. Такий саме вплив на властивості покривів чинить і наступна термообробка. Визначені в тотожних умовах константи швидкості модельної реакції фотокаталітичного розкладання азобарвника метилового жовтогарячого застосовано для ранжування покривів різного складу за їх функціональними властивостями. Так, для реакції на поверхні оксиду титану значення константи швидкості становить 1,56·10⁻³ хв⁻¹, тоді як для гетерооксидного шару TiO₂·ZnO зростає до 5,8·10⁻³ хв⁻¹. Покрив TiO₂·ZnO є найбільш каталітично активним, хоча система TiO₂·ZnO·CuO також прискорює процес розкладання зі ступенем деструкції 25 % протягом 60 хв, але далі ефективність каталізатору знижується.
Обґрунтування технологічних показників застосування газодифузійного катоду в електрохімічному синтезі розчинів гіпохлоритів
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2020) Рутковська, Катерина Сергіївна; Тульський, Геннадій Георгійович; Гомозов, Валерій Павлович; Русінов, Олександр Іванович
Для удосконалення виробництва гіпохлориту натрію шляхом електролізу водного розчину хлориду натрію застосували газодифузійний електрод для реалізації деполяризації катодного процесу киснем повітря. У якості матеріалів для реалізації деполяризації катодного процесу на поруватому сітчастому струмопідводі були обрані: оксиди марганцю, оксиди кобальту, оксиди рутенію. Ці оксиди характеризуються низькою перенапругою в кисневій реакції. Оксиди обраних металів наносили на сітчастий струмопідвід методом термічного розкладу покривних розчинів. Газодифузійний електрод складався з футерованого титанового струмопідводу, диспергатора газу з поруватого графіту і зовнішнього сітчастого робочого елементу, на якому і відбувались катодні реакції. Одержання каталітично активного шару оксиднометалевих покриттів здійснювалось методом термічного розкладання покривних розчинів. Такий метод повністю відповідає вимогам, що пред’являються до малозношувальних оксиднометалевих електродів для електролізу водних розчинів хлориду натрію: можливість регулювання складу композиційного покриття в широкому діапазоні концентрацій компонентів. На вольт-амперних циклічних залежностях катодного процесу, для всіх досліджувальних матеріалів, спостерігаються визначені ділянки відновлення кисню та суміщеного відновлення кисню і виділення водню. Перша ділянка відновлення кисню спостерігається до рівноважних потенціалів водневої реакції (приблизно – 0,42 В). Швидкість відновлення кисню є невелика і складає 3…5 мА/см2. Різниці в ході вольт-амперної залежності не спостерігається через високу швидкість розгортки потенціалу, яка не призводить до збіднення розчину за киснем у випадку роботи катоду без подачі повітря. На другій ділянці (при потенціалах, що є більш негативним за рівноважний потенціал водневої реакції) спостерігається значне зростання швидкості катодної реакції за рахунок виділення водню. Кисень, при цьому, відновлюється на граничній густині струму. На третій ділянці (більше за – 1,5 В) швидкість катодного процесу практично повністю визначається швидкістю виділення водню. Вплив подачі повітря в газодифузійний катод спостерігається при порівнянні зворотнього ходу циклічних вольт-амперних залежностей. На поверхні сталевої сітки спостерігається зростання струму зворотного ходу в діапазоні потенціалів – 1,0 до 0 В. Що вказує на збільшення адсорбованих часток, що приймають участь в катодному процесі. Як було показано раніше, цей діапазон потенціалів відповідає 1-й і 2-й ділянкам одержаних залежностей на яких відбуваються переважне відновлення кисню. Тому, зростання струму зворотного ходу, при потенціалах позитивніших за 1,0 В, можна пояснити впливом адсорбції кисню на поверхні газопроникнених сітчаних сталевих катодів при подачі повітря. Додавання гіпохлорит-іону практично не впливає на густину струму на першій і другій ділянках вольт-амперних залежностей. Спостерігається зниження катодної густини струму при потенціалах, що є більш негативними від рівноважного потенціалу водневої реакції. Це вказує на певне гальмування процесу виділення водню. На третій ділянці густина струму теж зменшується. Це вказує на те, що гіпохлорит-іони у кількості 0,08 моль дм3 не приймають участь у катодному відновленні. Рекомендованою густиною струму, для досліджуваної конструкції газодифузійного катоду, є 15 мА/см2 при температурі 291…293 К. Катодне відновлення гіпохлорит-іонів, за цих умов, знижується на 55…60 %.
Ефективність воднолужного електролізу в залежності від технологічних парметрів корозійного та анодного розчинення алюмінію
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2020) Руденко, Наталія Олександрівна; Байрачний, Борис Іванович
В роботі представлені особливості синтезу водню, що виділяється в результаті розчинення сплаву алюмінію АМг. Для більш повного визначення технологічних характеристик синтезу водню були проведені дослідження об’ємів водню, що виділяється в реакторі в результаті розчинення алюмінієвого сплаву АМг. Встановлений механізм розчинення сплаву з урахуванням впливу домішок в сплаві на процес анодного розчинення. Визначені умови прискорення анодного розчинення сплаву АМг в присутності іонів хлору за умов дії «негативного диференц ефекту». Розчинення сплаву АМг в лужно-хлоридному розчині має електрохімічну природу в основі якої реалізується електрохімічний механізм відновлення водню з послідуючим процесом його дифузії в газову фазу. Хлоридні іони прискорюють активне розчинення алюмінію при густинах струму до 5 А/дм2 замість 3 А/дм2 при кімнатних температурах та шорсткості поверхні 3-5 класу (≈5 мкм). Найбільший вплив на швидкість розчинення сплаву має концентрація NaOH, температура розчинення та клас чистоти поверхні. Головним технологічним показником удосконалення електросинтезу водню є використання анодної деполяризації алюмінію, його негативних значень і як наслідок виділення водню на обох електродах. Ефект деполяризації досягається шляхом розчинення сплаву алюмінію замість реакції виділення кисню на аноді. Напруга на електролізері при цьому в 2 рази нижче в порівнянні з промисловим воднолужним електролізом. Це дає можливість економити до 50 % електроенергії. Відсутність виділення кисню робить даний процес більш безпечним.
Метод полупроницаемой мембраны в режиме "дренирование–пропитка" при исследовании нефтегазовых коллекторов
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2020) Поверенный, Сергей Фёдорович; Фык, Илья Михайлович; Варавина, Елена Павловна; Яцкевич, Елена Александровна
В комплексе петрофизических методов исследования горных пород-коллекторов довольно широко используется метод полупроницаемой мембраны, с помощью которого в основном определяются остаточная водонасыщенность и структура парового пространства в ходе моделирования процесса вытеснения пластовой воды газом при образовании залежей. При этом мембрана работает в режиме дренирования. Для решения вопросов, возникающих в ходе разработки нефтяных и газовых месторождений, представляет интерес и обратный процесс – моделирование обратного заводнения парового пространства при снижении давления газа в залежи или в ходе принудительного заводнения залежей, или при изучении процессов избирательного обводнения скважин. При этом мембрана первую часть опыта должна работать в режиме дренирования, создавая остаточную водонасыщенность, а вторую часть опыта должна работать в режиме пропитки. Режим дренирования достаточно подробно освещен в литературе, материалов по обратной пропитке практически нет. Проведенная работа имела целью разработку метода полупроницаемой мембраны для режима "дренирование–пропитка" до степени практического использования, включая проведение небольшого числа тестовых исследований. Разработанная методика будет детально изложена в соответствующем методическом руководстве, здесь рассматриваются в основном её проблемные моменты. Дальнейшее применение разработанной методики будет нацелено уже на решение конкретных задач, возникающих в процессе разработки залежей углеводородов. В числе первоочередных объектов изучения намечаются процессы вытеснения газа нефтью из нефтяных оторочек, вытеснения нефти водой, вытеснения нефтегазовой смеси при сайклинг-процессе.
Вивчення гірничо-геологічних особливостей перспективних нафтовидобувних районів Іраку
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2020) Немах, Амір Mохаммед Аладжмін; Мухамєдов, Бєгєнч Халатовіч; Донський, Дмитро Федорович; Нестеренко, Сергій Вікторович
Ірак знаходиться в північно-східній частині Аравійської плити, яка особливо піддавалася тектонічним рухам в минулі геологічні періоди, де знаходиться кілька гігантських родовищ, які містять велику частину запасів нафти цієї країни. Структурні особливості нафтових родовищ півдня Іраку (Мішріф і Зубейр) формують ряд факторів, які ускладнюють будівництво і експлуатацію свердловин для видобутку нафти в цьому регіоні. Були розглянуті можливі негативні наслідки протікання процесів корозії нафтогазового обладнання та перспективн використання нових технологій та матеріалів з огляду на той факт, що в даний час основною технологією при нафтовидобутку в Іраку є заводнен-ня, яке в даних умовах вимагає великої кількості води і несе ряд негативних факторів, які ускладнюють експлуатацію нафтовидобувного обладнання. Основними цими факторами є вміст кислих газів (сірководню і вуглекислого газу), висока мінералізація пластової води, яка повязана з присутністю хлорид-іонів, підвищена температура, яка обумовлена глибиною буріння та експлуатації свердловин. Дослідження базувалось на комплексному підході, який здійснювався шляхом аналізу даних про формування геологічної обстановки на півдні Іраку (тектоніка, стратиграфія, літолого-фаціальний і гідрологічний аналіз), узагальненні світового досвіду використання технологій нафтовилучення, використанні методик оцінки ресурсів нафти і газу.
Расчётная оценка степени сложности субсолидусного строения трехкомпонентных физико-химических систем
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2020) Логвинков, Сергей Михайлович; Борисенко, Оксана Николаевна; Цапко, Наталия Сергеевна; Шабанова, Галина Николаевна; Корогодская, Алла Николаевна; Шумейко, Вита Николаевна; Гапонова, Елена Александровна
Исследование диаграмм состояния многокомпонентных физико-химических систем является наиболее наукоемкой задачей материаловедения. Без знаний о строении диаграмм состояния таких систем технологам невозможно прогнозировать фазовый состав материалов при их производстве и применении изделий из них, существенно усложняется проведение системного анализа результатов экспериментальных исследований по оптимизации свойств разрабатываемых материалов. В технологии огнеупоров определяющей стадией производства является твердофазное спекание, что обусловливает особую значимость информации о субсолидусном строении диаграмм состояния физико-химических систем, представленных набором компонентов в соответствии с планируемым фазовым составом материалов. Трехкомпонентные системы, простыми компонентами которых являются тугоплавкие оксиды, составляют физико-химическую основу большинства огне-упоров массового производства и их субсолидусное строение достаточно наглядно отображается в концентрационном треугольнике системы набором треугольников, вершинами которых являются точки составов соединений. Исследование посвящено установлению аналитической зависимости между количеством двойных и тройных соединений и числом всех возможных отрезков соединительных прямых между точками составов соединений, а также точек пересечения коннод между собой. При проведении исследований применялись общие принципы системного анализа, логические методы и терминология физико-химического анализа многокомпонентных систем, а также сведения по элементарной математике из разделов по числовым рядам, основам комбинаторики и алгебры. Соответствующие аналитические выражения дают возможность расчѐтного определения количественных классификационных признаков при таксономии многокомпонентных систем по степени сложности строения их субсолидусных областей, в частности, при сопоставлении сложности исследований трехкомпонентных оксидных систем и их типизации. Полученные формулы апробированы для расчетов на примерах конкретных оксидных систем. Результаты исследований позволяют получать важные количественные характеристики для оценки степени сложности субсолидусного строения трехкомпонентных систем.
Дослідження впливу інтенсифікуючих добавок на низькотемпературний синтез славсоніту та цельзіану при створенні радіопрозорих керамічних матеріалів
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2020) Лісачук, Георгій Вікторович; Кривобок, Руслан Вікторович; Захаров, Артем Вячеславович; Волощук, Валентина Василівна; Лісачук, Лідія Миколаївна; Чефранов, Євген Вікторович
Проведені дослідженні стосуються розробки конструкційних радіопрозорих керамічних матеріалів на основі чотирикомпонентної системи BaO–SrO–Al2O3–SiO2. У зв’язку з широким використанням на сучасних авіаційних об’єктах засобів радіолокації розробка радіопрозорих обтічників для них є досить важливим і актуальним завданням. Призначення обтічників – захист антенних пристроїв радіолокаційних станцій від впливу навколишнього середовища в умовах польоту. Виходячи з цього, обтічники повинні задовольняти складному комплексу вимог до аеродинамічних, термічних, радіотехнічних і механічних властивостей. Ці вимоги при надзвукових швидкостях польоту сучасних об’єктів істотно підвищуються, так як покращення аеродинамічних форм, підвищення механічної міцності і термостійкості обтічників суперечить інтересам радіотехніки, приводячи до значного погіршення їх радіопрозорості і до спотворень діаграм спрямованості антен. Наслідком цього є зменшення дальності дії радіолокаційних станцій і серйозні погіршення їх характеристик точності. Метою проведених досліджень було отримання на основі системи BaO–SrO–Al2O3–SiO2 кристалічних фаз славсоніту та цельзіану при знижених температурі та часу синтезу, шляхом введення інтенсифікаторів спікання флюсуючої та модифікуючої дії. Досліджено вплив ряду добавок на інтенсифікацію низькотемпературного синтезу славсоніту та цельзіану. Показано позитивний вплив евтектичної добавки системи SnO2–Li2O на отримання щільноспеченого керамічного матеріалу на основі твердих розчинів славсоніту та цельзіану моноклінної сингонії. Встановлено, що за своїми діелектричними властивостями отриманий керамічний матеріал може бути відне-сений до конструкційних радіопрозорих матеріалів.