Из отходов в полезные продукты
Кислые шахтные воды могут выходить на поверхность еще 50–100 лет после закрытия угольных шахт, нанося ущерб экосистеме. Традиционные методы не справляются с очисткой. Ученые Пермского Политеха разработали технологию, позволяющую не только обезвредить опасные отходы, но и получать из них полезные продукты – ценные металлы для промышленности и удобрение для сельского хозяйства. Чтобы избавиться от основных металлов, в токсичный сток добавляют 10%-ный водный раствор аммиака. При такой концентрации реакция происходит за 2–3 минуты: ионы металлов взаимодействуют с аммиаком и выпадают в виде нерастворимых гидроксидов. Затем осадок отделяют от воды и в дальнейшем используют в промышленности для извлечения ценных соединений – железа или алюминия. Таким образом, в стоке остаются лишь сульфат аммония и вредный гидроксид лития, который нейтрализуют с помощью углекислого аммония. Это реагент, преобразующий литий в карбонат лития, в результате чего он также выпадает в полезный осадок. Обезвреженный литий можно извлечь в сухом виде для применения в разных отраслях промышленности или оставить в очищенной воде вместе с сульфатом аммония, получив аммиачно-литиевое удобрение.
Защита котлов-утилизаторов
Ученые Национального исследовательского университета «МЭИ» разработали метод, повышающий надежность ключевых элементов парогазовых установок – котлов-утилизаторов. Новое решение направлено на значительное снижение эрозионно-коррозионного износа оборудования и увеличение срока его службы. В основу разработки лег анализ эксплуатационных данных. На его основе были созданы критерии, позволяющие прогнозировать повреждения поверхностей. Это позволило предложить новый способ защиты испарительного тракта контура низкого давления котлов-утилизаторов от износа. Предложенный метод основан на изменении гидродинамического режима в испарительном контуре. Благодаря поддержанию скорости движения пароводяной смеси в строго определенных пределах и применению низкоинерционной схемы циркуляции удалось снизить эрозионное воздействие на внутренние поверхности труб. В отличие от традиционных схем, где поток может ускоряться в отдельных зонах и вызывать локальный износ, новая схема обеспечивает устойчивую циркуляцию. Это уменьшает механическое и химическое воздействие на металл и продлевает срок службы труб.
Низкомолекулярная стабилизация газового конденсата
Ученые РГУ нефти и газа (НИУ) имени И.М. Губкина разработали первую в мире технологию низкотемпературной стабилизации газового конденсата. Главная трудность при разработке месторождений, содержащих газовый конденсат, – его первичная переработка. Газоконденсатная смесь нестабильна из-за большого содержания легких углеводородных газов. Для хранения и перевозки ее надо дегазировать. Разработанный мобильный комплекс может работать прямо на кустовой площадке, в непосредственной близости к скважинам. Метод заключается в применении управляемых кавитационных полей, которые создаются с помощью акустических колебаний на жидкие углеводороды. Ультразвуковой генератор преобразует напряжение в высокочастотные механические колебания заданной амплитуды. Они передаются в жидкую среду в виде ультразвуковых волн, создающих микроскопические пузырьки. Это приводит к интенсивной дегазации растворенных в газовом конденсате легких фракций углеводородов. Метод не требует нагрева, а это значит, что он подходит для использования в условиях Арктической зоны.
Повышение нефтеотдачи до 70 %
Ученые Пермского Политеха разработали экологически безопасную наножидкость, позволяющую эффективно извлекать до 70 % запасов. Наножидкость готовится на основе умягченной воды с низким содержанием солей, что значительно повышает рентабельность технологии. В нее добавляют два типа наночастиц: алюминиевые и кремниевые. Первые помогают жидкости просачиваться в мельчайшие пустоты породы и разрушать скопления сырья снаружи, вторые проникают в залежи углеводородов и разрушают их структуру. После чего плотные нефтяные массы теряют свою целостность, распадаясь на множество мелких капель. Это создает условия для эффективного вытеснения – вода легко подхватывает образовавшиеся частицы и направляет их к скважине. Чтобы элементы не слипались, в раствор добавлены стабилизаторы, которые создают на каждом из них защитную оболочку, заставляя отодвигаться друг от друга. Испытания показали, что оптимальный эффект достигается при 350 ppm (0,035 %, или 350 грамм состава на тонну воды). Общий коэффициент вытеснения нефти достиг 70 %, что на 21,5 % больше, чем при использовании только воды.
Быстрый мониторинг мерзлых грунтов
В Институте нефтегазовой геологии и геофизики СО РАН им. Трофимука создана технология оперативного мониторинга мерзлых грунтов. Разработка предоставляет возможность наблюдать за процессами в почве онлайн. Суть технологии заключается в бурении неглубоких скважин, в которые устанавливаются чувствительные датчики. Используются два типа генераторов-передатчиков: индукционные катушки и токовые линии. Основная идея – размещение набора передатчиков в одной скважине, а приемников – в соседней. Это обеспечивает взаимное сканирование пространства между скважинами, что позволяет точно фиксировать происходящие изменения. Допускается и альтернативный вариант, при котором генератор размещается на поверхности, а просвечивается зона между источником и подземными датчиками. Сигнал передается короткими электромагнитными импульсами, реакция грунта фиксируется специальными приборами. Технология уделяет особое внимание состоянию верхнего талого слоя, оставаясь универсальной для регионов с различными типами грунта.
ПО для автоматической классификации опор ЛЭП
Инженеры Новосибирского государственного технического университета разработали программу для классификации опор линий электропередачи по степени износа, позволяющую в автоматическом режиме ранжировать конструкции на категории для более эффективного планирования затрат на обслуживание и ремонт. Программа основывается на экспериментально определенных частотах колебаний конструкции. Диагностика строится на таком параметре контроля, как частота собственных колебаний. Этот параметр определяется с помощью специального датчика, разработанного в НГТУ. Ученым потребовался софт, который автоматически обрабатывает информацию и ранжирует опоры по степени износа - от исправных до ограниченно-работоспособных. Софт позволяет кратно экономить средства на диагностике и время работы специалистов. Новая разработка может быть интегрирована с системами цифровых двойников энергообъектов. Применение данной разработки особенно актуально для энергокомпаний Сибири и Дальнего Востока, где значительная часть инфраструктуры эксплуатируется несколько десятилетий в сложных климатических условиях.
