Академия

Низкотемпературная плазма повышает сорбционные свойства торфа

Сотрудники Объединённого института высоких температур РАН, НИУ «МЭИ» и Казанского государственного энергетического университета разработали эффективный поглотитель нефтепродуктов с поверхности почвы и воды. Экспериментально доказана возможность активации сорбционных свойств таблеток верхового торфа при обработке низкотемпературной плазмой.

Плазменные условия создавались при атмосферном давлении высокочастотным индукционным плазмотроном с использованием аргона в качестве плазмообразующего газа. Рабочая частота плазмотрона составляет 27,12 ± 0,27 МГц.

Стенд для проведения экспериментов: 1 — высокочастотный генератор ВЧГ 2-4/27; 2 — блок управления плазмотроном; 3 — панель газоснабжения

Необходимо отметить, что одним из самых эффективных способов очистки от нефтепродуктов является сорбционная очистка, преимущества которой заключаются в удалении загрязнений до требуемых остаточных концентраций, простота управления процессом, химическая стойкость сорбента к поглощаемым веществам. В отличие от разработанного метода, применение синтетических сорбентов в растворимой форме (каучуковая крошка, порошок фенолформальдегидной смолы, гранулы полистирольного пенопласта) может привести к вторичному загрязнению окружающей среды. По этой причине все большее распространение приобретают сорбенты на основе растительного сырья.

Определение нефтеёмкости обработанных плазмой торфяных гранул

«Уже сейчас мы можем сказать, что нефтеёмкость торфяных таблеток, обработанных в высокочастотном плазмотроне, увеличивается в два раза за счёт изменения структуры волокон торфа. Благодаря такому методу происходит частичное изменение гидрофильности на гидрофобность, что увеличивает поглотительную способность таблеток торфа и позволяет удерживать нефтепродукт», — отметил ректор НИУ «МЭИ» Николай Рогалёв.

Торфяные гранулы. (а) без обработки; (b) после плазменной обработки в течение 14 с на расстоянии 65 мм

По сравнению с сорбентами на основе торфа, другие используемые природные органические сорбенты (активированный уголь, соломенная и камышовая сечка, древесные опилки, шелуха, гречиха, подсолнечники другие) обладают более низкой нефтеёмкостью (1 грамм торфа поглощает 0,5–2,7 граммов нефти) и гидрофильностью, приводящей к частичному высвобождению нефти из объёма сорбента, а также к потере плавучести. Новый метод превышает значение — 1 грамм торфа поглощает 4 грамма нефти.

Новое решение разработано под руководством доцента кафедры общей физики и ядерного синтеза НИУ «МЭИ» доктора технических наук Сергея Федоровича. Работа выполнена при поддержке Министерства науки и высшего образования РФ.

Источник: пресс-служба Минобрнауки России.

Новости Российской академии наук в Telegram →