Халықаралық ғылыми-тәжірибелік конференциясының ЕҢбектері



жүктеу 8.29 Mb.
Pdf просмотр
бет32/81
Дата12.01.2017
өлшемі8.29 Mb.
1   ...   28   29   30   31   32   33   34   35   ...   81

 

Литература 

 

1. T.R. Bott, Fouling of Heat Exchangers, Elsevier Science B.V., The Netherlands, 1995. 

2.  E.F.C.  Somerscales,  Fouling  of  heat  exchangers:  an  historical  review,  Heat  Transfer  Eng.  11  (1) 

(1990) 19–36. 

3.  Y.I.  Cho,  S.H.  Lee,  W.  Kim,  Physical  water  treatment  for  the  mitigation  of  mineral  fouling  in 

cooling-water applications, ASHRAE Transactions 109 (1) (2003) 346–357. 

4. Y.I. Cho, A.F. Fridman, S.H. Lee, W.T. Kim, Physical water treatment for fouling prevention in heat 

exchangers, Adv. Heat Transfer 38 (2004) 1–71. 

5.  C.B.  Panchal,  J.G.  Knudsen,  Mitigation  of  water  fouling:  technology  status  and  challenges,  Adv. 

Heat Transfer 31 (1998) 431–474. 

6. T.R. Bott, Aspects of crystallization fouling, Exp. Therm. Fluid Sci. 14 (1997) 356–360. 


 

192 


7. T. Kuppan, Heat Exchanger Design Handbook, Marcel Dekker, Inc., New York, 2000. 

8.  The  U.S.  Department  of  Energy,  Non-Chemical  Technologies  for  Scale  and  Hardness  Control, 

DOE/EE-0162, 1998. 

9. R. Steinhagen, H. Muller-Steinhagen, K. Maani, Problems and costs due to heat exchanger fouling in 

New Zealand industries, Heat Transfer Eng. 14 (1) (1993) 19–30 

10. Бойко Г.И.,  Исабаев Е.А. Проблемы солеотложений при добыче нефти и пути решения. 

11.http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A4%D0%B0%D1%82%D0%B5%D1%80%D0%B8%D1%82 

12. Магнитная обработка воды  (Фрог Б.Н., Левченко А.П. Водоподготовка: Учебн. пособие ДЛЯ 

вузов. М. Издательство MГУ, 1996 г. 680 с; 178 ил.) 

 

 



ALTERNATIVE FUELS 

 

Kadesheva  A.B

West-Kazakhstan agrarian technical university named after Zhangir khan, Uralsk, Kazakhstan 

 

Alternative  fuels,  known  as  non-conventional  or  advanced fuels,  are  any materials or substances that 

can be used as fuels, other than conventional fuels. Conventional fuels include: fossil fuels (petroleum (oil), 

coal,  propane,  and natural  gas),  as  well  as  nuclear  materials  such  as uranium and thorium,  as  well  as 

artificial radioisotope fuels that are made in nuclear reactors. 

Some  well-known  alternative  fuels  include  biodiesel,  bioalcohol  (methanol,  ethanol,  butanol), 

chemically  stored  electricity  (batteries  and  fuel  cells),  hydrogen,  non-fossil methane,  non-fossil natural 

gas, vegetable oil, and other biomass sources. 

In  the  near  future,  biofuels  will  have  to  stand  on  their  own  without  the  large  subsidies  they  are  now 

enjoying, if only to protect the U.S. Treasury and taxpayers from ballooning subsidy payments. At the very 

least, the corn-ethanol subsidy should be phased out, as well as the import restrictions. 

Methanol  and  Ethanol  fuel  are  primary  sources  of  energy;  they  are  convenient  fuels  for  storing  and 

transporting energy. These alcohols can be used in internal combustion engines as alternative fuels. Butanol 

has  another  advantage:  it  is  the  only  alcohol-based  motor  fuel  that  can  be  transported  readily  by  existing 

petroleum-product  pipeline  networks,  instead  of  only  by  tanker  trucks  and  railroad  cars.  However,  crops 

must be cultivated to provide the needed feedstock and then processed to produce the fuels. Cultivation and 

processing  involve  the  use  of  energy  and  other  inputs,  such  as  fertilizer,  that  can  have  negative  effects  on 

greenhouse  gas  emissions  and  other  environmental  impacts,  like  water  pollution.  A  full  production-cycle 

analysis is needed to make definitive statements regarding the positive climate impacts of large-scale biofuel 

production. Careful studies put the "well-to-wheels"  greenhouse  gas benefits of corn  ethanol at about a 20-

percent  reduction  and  cellulosic  ethanol  at  about  an  80-percent  reduction  relative  to  gas  derived  from 

conventional oil [1]. 

Most experts look to alternative  fuels and technologies as promising complements to petroleum in the 

near term and  likely substitutes  in the  long term. Currently, 98 percent  of the  U.S. transport sector runs  on 

petroleum. The reasons for this  dominance are simple. Transportation  fuels  derived  from petroleum pack a 

lot of energy in a small volume and weight. The internal combustion engine (ICE) found in practically every 

vehicle  is  compact,  powerful,  and  well  suited  to  transportation  applications.  And  until  recently,  petroleum 

has been a bargain, at least in the United States. If alternative energy sources are to compete effectively with 

petroleum, they must be price competitive, perform well with existing ICE technology, or be packaged with 

a new motor entirely, probably an electric one. 

One  can't  know  for  certain  how  effective  incentives-in  the  form  of  purchase  subsidies-have  been  at 

spurring hybrid, pure electric, and fuel-cell vehicle sales. However, it seems likely that although hybrid sales 

have benefited from the  credits, consumer satisfaction with the  vehicles, combined  with fear of ever-higher 

gasoline prices, has been a substantial motivator. Similarly, it is doubtful that continued credits will do much 

to  build  consumer  demand  for  pure  electric  and  fuel-cell  vehicles  until  those  vehicles  meet  customer 

demands  and  gasoline  prices  remain  high.  What  is  needed  is  breakthrough  battery  technology;  any 

government  policy  that  can  accelerate  the  attainment  of  this  goal  will  have  a  significant  effect  on  the 

commercialization and penetration of these vehicles. 

Production  of  biodiesel  made  from  recycled  cooking  oil  (called  yellow  grease)  or  raw  vegetable  oils 

from  crops  such  as  soybeans  was  developed  as  early  as  the  invention  of  the  diesel  engine  in  1878.  Like 

ethanol  production,  biodiesel  enjoys  government  subsidies  that  make  it  price  competitive  with  petroleum. 

The  Energy  Information  Administration  estimated  the  current  cost  of  a  gallon  of  biodiesel  made  from 



 

193


vegetable  oil  to  be  $2.49  and  the  cost  from  yellow  grease  to  be  $1.39  in  2002  dollars.  Subsidies  have  no 

doubt been instrumental in the growth of biofuel production. The issue facing policymakers now is whether 

these subsidies will be necessary in the future, how they can be set in some optimal sense (that is, as low as 

possible  to  achieve  the  desired  result),  and  how  can  they  be  removed  or  reduced  given  the  political 

constituency they have developed [2-4]. 

The  advantages  enjoyed  by  petroleum  divide  the  potential  competitors  into  two  camps-liquid  biofuels 

(ethanol and biodiesel) that can be used in ICEs and other energy sources, such as hydrogen and electricity, 

which  require  new  motor  technologies.  In  the  case  of  hydrogen,  a  radically  new  delivery  infrastructure  is 

also needed. In the near-to-medium term, biofuels are poised to be competitive. In the longer term, hydrogen 

and electricity offer the technical potential to completely wean the United States from petroleum use. 

The  key  rationale  for  reducing  petroleum  consumption  lies  in  the  fact  that  the  market  price  does  not 

account for its full social cost: the negative externalities or consequences associated with petroleum use-such 

as greenhouse gas emissions and national security issues-are not incorporated in the market prices. The least 

expensive source of carbon for recycling into fuel is flue-gas emissions from fossil-fuel combustion where it 

can be extracted for about USD $7.50 per ton. Automobile exhaust gas capture has also been proposed to be 

economical  but  would  require  extensive  design  changes  or  retrofitting. Since  carbonic  acid  in  seawater  is 

in chemical  equilibrium with  atmospheric  carbon  dioxide,  extraction  of  carbon  from  seawater  has  been 

studied.  Researchers  have  estimated  that  carbon  extraction  from  seawater  would  cost  about  $50  per  ton. 

Carbon  capture  from  ambient  air is  more  costly,  at  between  $600  and  $1000  per  ton  and  is  considered 

impractical for fuel synthesis or carbon sequestration.  

The  main  purpose  of  fuel  is  to  store  energy,  which  should  be  in  a  stable  form  and  can  be  easily 

transported  to  the  place  of  production.  Almost  all  fuels  are  chemical  fuels.  The  user  employs  this  fuel  to 

generate  heat  or  perform  mechanical  work,  such  as  powering  an  engine.  It  may  also  be  used  to  generate 

electricity, which is then used for heating, lighting or electronics purposes. 

The Renewable Fuels  Association  lists 102  ethanol refineries currently  operating  in the  United States, 

with  an  additional  43  refineries  and  seven  expansions  under  construction.  However,  U.S.  production  of 

ethanol from corn is limited by the availability of agricultural land suited to corn production and competing 

food demand for corn. 

To  some,  transportation  nirvana  involves  not  ICEs,  but  electric  cars  running  on  storage  batteries  or 

electricity  generated from  on-board, hydrogen-powered fuel cells. If ICEs have a role in this utopia, it is in 

the form of plug-in hybrids-electric cars with sizable on-board battery storage and ICEs to either recharge the 

batteries  or,  when  needed,  provide  power  directly  to  the  wheels.  In  either  case,  the  extent  to  which  these 

alternatives affect  our reliance  on petroleum again  depends  on their relative cost  with respect to petroleum 

and biofuels and their acceptability in eyes of the consumers [1]. 

Kazakhstan  has  a  huge  potential  to  recycle  alternative  fuel.  Because  we  have  not  only  organic 

compounds that could be used as biofuel but inorganic either. For example, big source of ammonia. 

Ammonia can be used as fuel. A small machine can be set up to create the fuel and it is used where it is 

made.  Benefits  of  ammonia  include,  no  need  for  oil,  zero  emissions,  low  cost and  distributed  production 

reducing transport and related pollution. 

Biodiesel is  made from animal fats or  vegetable  oils,  renewable resources that come from plants such 

as, soybean, sunflowers, corn, olive, peanut, palm, coconut, safflower, canola, sesame, cottonseed, etc. Once 

these  fats  or  oils  are  filtered  from  their  hydrocarbons  and  then  combined  with  alcohol  like  methanol, 

biodiesel is brought to  life from this chemical reaction. These raw  materials  can  either be  mixed  with pure 

diesel to make various proportions, or used alone. Despite one’s mixture preference, biodiesel will release a 

smaller number of its pollutants (carbon monoxide particulates and hydrocarbons) than conventional diesel, 

because biodiesel burns both cleaner and more efficiently. Even with regular diesel’s reduced quantity of sulfur 

from the ULSD (ultra-low sulfur diesel) invention, biodiesel exceeds those levels because it is sulfur-free. 

Biofuels  are  also  considered  to  be  a  renewable  source.  Although  renewable  energy  is  used  mostly  to 

generate electricity, it is often assumed that some form of renewable energy or a percentage is used to create 

alternative fuels. 

Biofuels not only substitute for petroleum but they also can have beneficial impacts on climate change. 

Ethanol  and  biodiesel  are  produced  within  a  relatively  closed  carbon  cycle  where  carbon  dioxide  (CO2) 

released  into  the  atmosphere  during  combustion  is  recaptured  by  the  plant  material  and  used  to  produce 

additional fuels. To the  extent these biofuels  displace  petroleum; they reduce CO2  emissions and therefore 

are more climate-friendly than petroleum. 

Biofuels  seem  well  positioned  to  penetrate  the  transportation  market.  Ethanol  can  be  produced  from 

corn, sugar, and fibrous plants, such as switch grass. Currently, 10 percent ethanol is blended with gasoline 


 

194 


to  make  e10,  in  large  part as  a  substitute  for  MBTE  (once  added  to  gasoline  for  environmental  purposes). 

However, with limited vehicle modifications costing between $50 and $150 per vehicle, new vehicles can be 

produced to run  on as  much as 85 percent  ethanol  (e85) as well as 100 percent  gasoline. These "flex  fuel" 

vehicles are currently being produced by U.S. automakers; General Motors, for example, estimates that more 

than two million of its flex-fuel vehicles are on the road in the United States today. 

Biomass  in  the  energy  production  industry  is  living  and  recently  dead biological  material which  can be 

used as fuel or for industrial production. 

Carbon  neutral  fuel is synthetic  fuel –  such  as  methane,  gasoline,  diesel  fuel  or  jet  fuel –  produced 

from renewable or nuclear  energy used  to hydrogenate waste carbon  dioxide recycled  from flue  exhaust or 

derived from carbonic acid in seawater. Such fuels are potentially carbon  neutral because they  do  not result 

in  a  net  increase  in  atmospheric greenhouse  gases. To  the  extent  that  carbon  neutral  fuels  displace fossil 

fuels, or if they are produced from  waste carbon  or seawater carbonic acid, and their combustion is subject 

to carbon capture at the flue or exhaust pipe, they result in negative and net carbon dioxide removal from the 

atmosphere,  and  thus  constitute  a  form  of greenhouse  gas  remediation. Such  carbon  neutral  and  negative 

fuels can be produced by the electrolysis of water to make hydrogen used in the Sabatier reaction to produce 

methane which may then be stored to be burned later in power plants as synthetic natural gas, transported by 

pipeline, truck, or tanker ship, or be used  in gas to liquids processes such as the Fischer–Tropsch process to 

make traditional transportation or heating fuels.  

Carbon  neutral  fuels  have  been  proposed  for distributed  storage  for  renewable  energy,  minimizing 

problems of wind and solar intermittency, and enabling transmission of wind, water, and solar power through 

existing  natural  gas  pipelines.  Such  renewable  fuels  could  alleviate  the  costs  and  dependency  issues  of 

imported fossil fuels without requiring either electrification of the vehicle fleet or conversion to hydrogen or 

other  fuels,  enabling  continued  compatible  and  affordable  vehicles. Germany  has  built  a  250  kilowatt 

synthetic  methane  plant  which  they  are  scaling  up  to  10  megawatts. Commercial  developments  are  taking 

place in Columbia, South Carolina, Camarillo, California, and Darlington, England [2, 3, 5].  

The ecological status of Kazakhstan keeps going worse every single year. As the next generation we have to 

think  about  the  future  of  our  country.  Yes,  Kazakhstan  is  full  of  oil  and  gas  but  it  doesn’t  mean  we  shouldn’t 

develop another ways of recycling fuels. Alternative oil is not a miracle anymore as we thought years ago. And 

Kazakhstan has everything to make it happen.   

If we remain ever vigilant in our efforts, the human race should be able to successfully rise to the occasion 

and get past this latest obstacle like we have every other hurdle that has crossed our path to progress over the 

many centuries. Considering the alternative, do we really have any other logical choice available to us? 



 

References 

 

1.  Richard  E.  Poulson  Energy  Research  and  Development  Administration  Laramie  Energy  Research 

Center, Laramie, Wyoming “Alternative Fuels” 

2.http://www.thedailygreen.com/environmental-news/latest/alternative-fuel-cars-460509#slide-1 

3.http://topics.nytimes.com/top/reference/timestopics/subjects/a/alternative_fuel_vehicles/index.html 

4. http://en.wikipedia.org/wiki/Alternative_fuel 

5.http://www.nanometer.ru/2009/04/06/alternativnaa_energetika_biotoplivo_biogaz_153654.html 

 

 



ИССЛЕДОВАНИЕ КИНЕТИЧЕСКИХ И ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИХ СВОЙСТВ 

СОРБЕНТОВ: СYBBER USX 500T SO4, СYBBER USX 500T Cl, СYBBER SX 002 

 

Кайралиева Т. Г., Кубекова Ш.Н., Масимханов У.Ш., Накатаев М. Е. 



ТОО СП «КАТКО», КазНТУ имени К.И. Сатпаева, 

г. Алматы, Республика Казахстан 

 

В  настоящее  время  в  технологии  переработки  растворов  после  выщелачивания  урановых  руд 



доминирующее  положение  занимает  метод  ионного  обмена  [1],  который  характеризуется  высокой 

селективностью,  практически  полной  регенерируемостью  сорбента,  сравнительно  небольшим  расходом 

химикатов,  возможностью  перерабатывать  не  только  растворы,  но  и  классифицированные  и 

неклассифицированные  технологические  пульпы.  При  этом  выбор  ионообменных  cмол,  обла-дающих 

наилучшими  показателями  для  переработки  урансодержащих  растворов  различного  состава,  является 

актуальной задачей. 



 

195


В  данной  работе  приводятся  результаты  исследования  кинетических  и  термодинамических 

свойств сорбентов. 

К испытаниям были представлены следующие образцы ионитов: 

СYBBER USX 500T SO4 – макропористый сильноосновный анионит; 

СYBBER USX 500T Cl – макропористый сильноосновный анионит; 

СYBBER SX 002 – макропористый слабоосновный анионит. 

Некоторые физико-механические характеристики указанных смол приведены в таблице 1. 

 

Таблица 1 



Физико-механические характеристики смол 

 

Наименование смолы 



Удельный объем, см

3

/г 



(насыщенной смолы) 

Гранулированный 

состав, мм 

СYBBER USX 500T SO4 

2,5 

0,63-1,4 (98%) 



СYBBER USX 500T Cl 

2,45 


0,63-1,4 (98%) 

СYBBER SX 002 

2,5 

0,71-1,25 (96,5%) 



 

Оценку кинетических и емкостных характеристик сорбентов в статическом режиме проводили согласно 

инструкции, применяемой в ТОО «ИВТ» [2]. Для исследования 5 мл сорбента помещали в сосуд, содержащий 

5 л продуктивного раствора. Состав продуктивного раствора (г/л): U – 0,0604; pH – 1,86; кислотность – 0,98; 

Cl

-

 – 1,18; NO



3

-

 – 0,58; Fe



3+

 – 0,017; Fe

2+

 – 0,39; SO



4

2-

 – 8,704; SiO



2

 – 0,053. Раствор перемешивался со смолой 

при  помощи  механической  мешалки  при  комнатной  температуре  в  течение  1-11  часов.  После  окончания 

перемешивания сорбент отделялся от раствора и анализировался на содержание в нем урана.  

Полученные  данные  приведены  в  таблице  2.  На  основании  этих  данных  были  построены 

кинетические  кривые  сорбции  ионитов  (рис.  1).  С  увеличением  времени  исследования  cорбционная 

емкость  всех  представленных  ионитов  увеличивается,  при  этом  для  смол  СYBBER  USX  500T  Cl, 

СYBBER USX 500T SO4 по сравнению с СYBBER SX 002 она увеличилась почти в 2-2,5 раза. Таким 

образом,  наиболее  лучшими  сорбционными  характеристиками  обладают  ионообменные  смолы  типа 

СYBBER USX 500T Cl, СYBBER USX 500T SO4.  

Для  указанных  ионитов  были  построены  изотермы  сорбции,  которые  снимали  методом  равных 

навесок. По 9 см

3

 сорбента помещали в агитаторы, содержащие различный объем урансодер-жащего 



раствора  постоянного  состава.  Раствор  перемешивался  с  сорбентом  при  помощи  механической 

мешалки  при  комнатной  температуре  в  течение  24  часов  до  наступления  условного  равновесия.  По 

окончании процесса сорбент отделялся от раствора фильтрованием через бумажный фильтр. Сорбент 

и фильтрат анализировали на содержание в них урана. По результатам эксперимента были построены 

изотермы сорбции (рис. 2, 3). 

 

 



Таблица 2 

Исследование сорбции в статическом режиме ионитов 

СYBBER USX 500T SO4, СYBBER USX 500T Cl, СYBBER SX 002 

 

USX 500T SO4 



USX 500T Cl 

SX 002 


Время, 

час 


Концентрация 

урана в 


растворе, 

мг/л 


Концентрация 

урана в 


смоле, 

мг/мл 


Концентрация 

урана в 


растворе, 

мг/л 


Концентрация 

урана в 


смоле, 

мг/мл 


Концентрация 

урана в 


растворе, 

мг/л 


Концентрация 

урана в 


смоле, 

мг/мл 


50,8 


9,6 

49,3 


11,2 

52,0 


8,4 

45,2 



15,5 

44,7 


16, 

50,7 


10,0 

42,8 



18,2 

43,4 


17,6 

49,5 


11,6 

41,4 



19,8 

41,8 


19,4 

48,5 


12,8 

41,0 



20,4 

41,0 


20,4 

46,7 


14,8 

40,8 



21,0 

40,5 


21,2 

46,4 


15,4 

39,8 



22,0 

39,8 


22,0 

46,3 


15,8 

39,5 



22,6 

39,3 


22,8 

46,0 


16,4 

39,1 



23,2 

38,8 


23,6 

45,6 


17,0 

10 


38,0 

24,6 


38,7 

24,0 


45,4 

17,6 


11 

38,0 


24,6 

38,7 


24,0 

45,4 


17,6 

 

196 


 

 

Рисунок 1. Кинетические кривые сорбции смол 



СYBBER USX 500T SO4, СYBBER USX 500T Cl, СYBBER SX 002 

 

Как видно из графиков, изотермы сорбции всех трех  смол имеют выпуклый вид, что позволяет 



эффективно  вести  сорбционный  процесс.  Ионит  СYBBER  USX  500  TCl  обладает  наибольшей 

емкостью при данных условиях.  

 

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

0



жүктеу 8.29 Mb.

Поделитесь с Вашими друзьями:
1   ...   28   29   30   31   32   33   34   35   ...   81




©emirb.org 2020
әкімшілігінің қараңыз

    Басты бет