Ученые КБГУ создали метод безопасного и эффективного сжигания полимеров
Ученые Кабардино-Балкарского государственного университета (КБГУ) разработали метод, позволяющий значительно снизить количество вредных веществ, которые выбрасываются при сжигании полимеров. Для этого порошок полимера смешивают с нитратно-щелочным окислительным составом. Потенциально разработку можно применять для создания твердого топлива на основе полимерных отходов.
Полимеры массово используются в легкой и пищевой промышленности, машиностроении, самолетостроении, оборонных технологиях. Но до сих пор нет эффективной и безопасной для окружающей среды технологии их массовой утилизации.
«Конечно, некоторые пластики перерабатываются во вторичное сырье, но с каждым циклом материал стареет и в итоге становится непригодным для дальнейшего использования. Эти отходы продолжают накапливаться, и сегодня стоит важная задача их утилизации. Способов утилизации полимеров достаточно много, но самым доступным и дешевым остается их сжигание. Однако такой метод невозможно использовать, пока не решены вопросы, связанные с экологической безопасностью. Как известно, сжигание полимеров сопровождается загрязнением окружающей среды: выбросами огромного количества угарного газа, хлороводорода, хлора и других токсичных газов. Мы предложили метод, при котором токсичные продукты сгорания полимера растворяются и нейтрализуются расплавом щелочи, образуя безвредные соли», ― рассказал корреспонденту портала «Научная Россия» профессор кафедры неорганической и физической химии института математики и естественных наук КБГУ Жамал Кочкаров.
Предложенный способ основан на приготовлении высокодисперсной смеси компонентов, состоящей из полимера, нитрата щелочного металла и щелочи. При нагревании такой многокомпонентной смеси до определенной температуры выделяется атомарный кислород, который обладает более сильными окислительными свойствами, чем кислород, и обеспечивает полное сгорание полимера до конечных продуктов. Щелочь, входящая в состав исходной смеси, вступает в реакцию с образующимися токсичными газами, нейтрализует их и превращает в безвредные соли. В процессе выделяется большое количество теплоты и появляется мощный поток пламени высотой до 3 метров ― энергия, которую возможно использовать в различных целях.
«Вводя нитраты щелочных металлов в смесь, мы решаем проблему сгорания полимера до конечных продуктов, в которых угарного газа уже значительно меньше. Такие нитраты, как натриевая и калиевая селитры ― это удобрения, которые массово используются в сельском хозяйстве: недорогой материал. При нагревании они выделяют атомарный кислород, который обеспечивает более полное сгорание полимера. Вводя щелочь в смесь, мы решаем проблему нейтрализации токсичных газов», ― рассказал Жамал Кочкаров.
Пока ученые провели эксперименты с полиэтиленом, в дальнейшем планируют проводить исследования с другими полимерами. Результаты работы опубликованы в журнале «Вестник КНИИ РАН».
Новость подготовлена при поддержке Министерства науки и высшего образования РФ.
Фото: Hans / Pixabay
Автор: Александр Бурмистров