В ФЭИ разработали технологию утилизации шин без ущерба для окружающей среды

4 апреля 2018

Физико-энергетический институт имени А. И. Лейпунского широко известен ядерными реакторами для АЭС, космических спутников и подводных лодок (подробнее см. «Из досье «КП»). В последнее время обнинские ядерщики, которые входят в структуру «Росатома», активно развивают технологии по переработке отходов.

- У нас очень активный коллектив: 2,5 тысячи человек, из которых 240 кандидатов и 50 докторов наук. Да, какое-то количество инженеров и технологов в 1990-е ушли в бизнес, но научный костяк остался. Мне известно только два случая выезда за границу наших сотрудников. Но они вернулись и теперь замечательно у нас работают. Оказалось, что у нас трудиться интереснее и комфортнее. Тем более что институт у нас многопрофильный: если одна «лапка» - направление - увязнет, то другая ее вытащит,

- не скрывает удовольствия генеральный директор ГНЦ РФ - ФЭИ доктор наук Андрей Говердовский.

Возьмем обычные автомобильные шины. На первый взгляд кажется: какие от них могут быть проблемы? Но отслужившая свой век резина - это бытовые отходы наивысшего класса опасности. На свалке колеса будут разлагаться больше 100 лет. Надумаете сжечь? В окружающую среду попадут сера, бензопирен, фуран, диоксины и ряд других канцерогенных соединений, которые создают угрозу и для окружающей среды, и для здоровья человека. Причем от загрязнения воздуха не спасает даже сжигание резины на специальных заводах - уж очень сложно уловить выделяемые вещества.

Добавим, что за год в России приходит в негодность более миллиона тонн покрышек. И масштаб бедствия становится очевидным.

Обнинские атомщики создали технологию, которая позволяет утилизировать резину без каких бы то ни было побочных влияний на окружающую среду. Более того, она экономически выгодна.

- Загружаем покрышки в емкость и заливаем жидким свинцом, - как можно проще старается объяснить технологию утилизации резины ведущий научный сотрудник ФЭИ им. А. И. Лейпунского Владимир Ульянов. - Жидкий металл - отличный теплоноситель, поэтому весь процесс переработки одной партии покрышек у нас занимает не более одного часа.

Технология пиролиза востребована во многих странах. В специальных герметичных емкостях при ограниченном доступе кислорода резина нагревается до 450 - 650 градусов, но не горит. Вредные соединения разлагаются, не загрязняя атмосферу. Ущерба экологии нет. Но если на Западе процесс утилизации покрышек занимает от 8 до 12 часов и отнимает массу энергии, то российским ученым удалось его существенно упростить, заменив газ на жидкий металл.

Опытная установка по переработке резины в своей простоте напоминает автомат Калашникова: два мощных герметичных бака, которые легко перевезти в кузове грузовика. Технология позволяет переработать до 1000 кг использованных покрышек в сутки. Одна установка может окупиться за год.

В процессе переработки ученые получили четыре основных продукта. Первый - металлокорд, который сдаем в металлолом. Второй - пиролизный газ, аналог природногогаза. Его можно использовать для обогрева самой установки, в которой утилизируются шины. Третий продукт - технический углерод, сырье для производства черного пигмента красок. И наконец, четвертый, наиболее ценный - пиролизная жидкость, близкая по своему составу к синтетической тяжелой нефти или мазуту.

Но мазут мазуту рознь. Пиролиз в жидком металле преподнес российским ученым неожиданный подарок: ценное вещество - лимонен. Это отличный органический растворитель, который обычно производят из лимонов. Вещество безопасно для здоровья человека, поэтому широко применяется при производстве моющих веществ. А больше всего высокочистый лимонен востребован в парфюмерии. При переработке 1000 кг покрышек можно получить до 60 - 90 кг лимонена.

- Стоимость получаемого лимонена выше, чем стоимость покрышки, именно поэтому установки по утилизации резины окупаются чрезвычайно быстро, - сообщил Андрей Говердовский. - Сегодня в процессе обсуждения несколько десятков заявок от частного бизнеса на предоставление технологии переработки, два договора подписаны.

Полученную технологию пиролиза можно использовать и при утилизации других продуктов. От тины, которая образуется в очистных сооружениях, до отходов, появляющихся при производстве бумаги.

Непростая ситуация с накоплением и переработкой твердых коммунальных отходов в России усугубляется сложностью работы с особо опасными веществами. Речь идет о ртути, отходах предприятий химической отрасли, нефтешламах, электролитах аккумулятора - десятки наименований отходов, которые могут нанести непоправимый вред окружающей среде. Эта сфера регулируется специальными нормативно-правовыми актами, а отходы необходимо перерабатывать на специализированных предприятиях. Поэтому МинприродыРоссии выступило с инициативой о создании единой государственной системы, центральное место в которой должен занять федеральный оператор по обращению с отходами высших классов опасности.

С учетом успешного опыта выполнения государственной политики в области обращения с радиоактивными отходами, а также наличия современных технологий комплексного обращения с особо опасными отходами при развитой управленческой и производственной инфраструктуре Минприроды предложило закрепить полномочия по организации обращения с отходами I и II классов опасности за госкорпорацией «Росатом».

Физико-энергетический институт имени А. И. Лейпунского Госкорпорации «Росатом» - один из ведущих российских научно-исследовательских центров в области ядерной энергетики.

С 1946 года институтом (в то время он назывался Лаборатория «В») разработано свыше 120 различных проектов, в том числе реакторы на тепловых и быстрых нейтронах для атомных электростанций, реакторы для подводных лодок (особая гордость - энергоустановка для лодки-истребителя «проекта 705», занесенной в Книгу рекордов Гиннесса за скоростные и маневренные качества, позволяющие уклоняться от торпед) и космического назначения (энергоустановки типа «Бук» и «Топаз» использовались в советских спутниках).

В последнее время сотрудники Физико-энергетического института имени А. И. Лейпунского активно развивают научно-исследовательские разработки в области экологии, материаловедения, энергетики, нефтегазовой промышленности, наноматериалов, медицины и других направлений. Например, налажен выпуск микроисточников с радиоактивным йодом-125 для брахитерапии рака. Ученые института совместно с медиками разработали препарат на основе иттрия-90 для лечения рака печени и сейчас проводят его доклинические испытания. Следующий этап - препарат на основе радия-223, который уже называют убийцей метастазов.