Теоретические основы химической технологии, 2024, № 1
научный журнал
Покупка
Новинка
Тематика:
Химическая промышленность
Издательство:
Наименование: Теоретические основы химической технологии
Год издания: 2024
Кол-во страниц: 133
Дополнительно
Тематика:
ББК:
УДК:
ОКСО:
ГРНТИ:
Скопировать запись
Фрагмент текстового слоя документа размещен для индексирующих роботов
ʟˑ˔˔ˋˌ˔ˍ˃ˢ ˃ˍ˃ˇˈˏˋˢ ː˃˖ˍ ɌȿɈɊȿɌɂɑȿɋɄɂȿ ɈɋɇɈȼɕ ɏɂɆɂɑȿɋɄɈɃ ɌȿɏɇɈɅɈȽɂɂ Ɍɨɦ 58 ʋ 1 2024 əɧɜɚɪɶ–Ɏɟɜɪɚɥɶ Ɉɫɧɨɜɚɧ ɜ 1967 ɝ. ȼɵɯɨɞɢɬ 6 ɪɚɡ ɜ ɝɨɞ Ɇɨɫɤɜɚ, «ɇɚɭɤɚ» ISSN: 0040-3571 Ƚɥɚɜɧɵɣ ɪɟɞɚɤɬɨɪ Ⱥ.Ⱥ. ȼɨɲɤɢɧ ɀɭɪɧɚɥ ɢɡɞɚɟɬɫɹ ɩɨɞ ɪɭɤɨɜɨɞɫɬɜɨɦ Ɉɬɞɟɥɟɧɢɹ ɯɢɦɢɢ ɢ ɧɚɭɤ ɨ ɦɚɬɟɪɢɚɥɚɯ ɊȺɇ Ɋɟɞɚɤɰɢɨɧɧɚɹ ɤɨɥɥɟɝɢɹ: Ɋ.ɒ. Ⱥɛɢɟɜ, ɉ.ȼ. Ⱥɤɭɥɢɱ (Ȼɟɥɨɪɭɫɫɢɹ), ȼ.Ɇ. Ȼɚɪɚɛɚɲ, ɂ. Ƚɪɨɫɫɦɚɧ (ɋɒȺ), ȼ. Ⱦɨɜɢ (ɂɬɚɥɢɹ), ɂ. Ⱦɪɚɝɨɲ (ɑɟɲɫɤɚɹ Ɋɟɫɩɭɛɥɢɤɚ), ɘ.Ⱥ. Ɂɚɯɨɞɹɟɜɚ (ɨɬɜɟɬɫɬɜɟɧɧɵɣ ɫɟɤɪɟɬɚɪɶ) ɇ.ɇ. Ɂɢɹɬɞɢɧɨɜ, Ⱥ.ȼ. Ʉɥɢɧɨɜ, ɇ. Ʉɨɯɦɚɧɧ (Ƚɟɪɦɚɧɢɹ), ɂ.ȼ. Ɇɟɥɢɯɨɜ, ɇ.ȼ. Ɇɟɧɶɲɭɬɢɧɚ, ȼ.ɉ. Ɇɟɲɚɥɤɢɧ (ɡɚɦɟɫɬɢɬɟɥɶ ɝɥɚɜɧɨɝɨ ɪɟɞɚɤɬɨɪɚ), Ⱦ.ɘ. Ɇɭɪɡɢɧ (Ɏɢɧɥɹɧɞɢɹ), Ƚ.Ⱥ. ɉɟɬɭɯɨɜɚ, Ȼ.Ƚ. ɉɨɤɭɫɚɟɜ, Ⱥ.Ⱦ. ɉɨɥɹɧɢɧ, Ʌ.ȼ. Ɋɚɜɢɱɟɜ, Ȼ. ɋɚɯɚ (ȼɟɥɢɤɨɛɪɢɬɚɧɢɹ), Ⱥ.ȼ. Ɍɢɦɨɲɟɧɤɨ, Ʌ.Ʌ. Ɍɨɜɚɠɧɹɧɫɤɢɣ (ɍɤɪɚɢɧɚ), Ⱥ.Ʉ. Ɏɪɨɥɤɨɜɚ, Ɍ.ȼ. ɑɟɥɸɫɤɢɧɚ Ɂɚɜɟɞɭɸɳɢɣ ɪɟɞɚɤɰɢɟɣ Ⱥ.ȼ. Ʉɢɫɟɥɶ Ⱥɞɪɟɫ ɪɟɞɚɤɰɢɢ: 119991, Ƚɋɉ-1 Ɇɨɫɤɜɚ, Ʌɟɧɢɧɫɤɢɣ ɩɪɨɫɩɟɤɬ, 31 ɂɧɫɬɢɬɭɬ ɨɛɳɟɣ ɢ ɧɟɨɪɝɚɧɢɱɟɫɤɨɣ ɯɢɦɢɢ ɢɦ. ɇ.ɋ. Ʉɭɪɧɚɤɨɜɚ ɊȺɇ Ɍɟɥ. (495) 775-65-85, e-mail:j.toht@igic.ras.ru Ɍɟɦɚɬɢɤɚ ɠɭɪɧɚɥɚ: ɹɜɥɟɧɢɹ ɩɟɪɟɧɨɫɚ; ɩɨɜɟɪɯɧɨɫɬɧɵɟ ɹɜɥɟɧɢɹ; ɩɪɨɰɟɫɫɵ ɪɚɡɞɟɥɟɧɢɹ ɫɦɟɫɟɣ; ɬɟɨɪɢɹ ɢ ɦɟɬɨɞɵ ɪɚɫɱɟɬɚ ɯɢɦɢɱɟɫɤɢɯ ɪɟɚɤɬɨɪɨɜ; ɫɨɜɦɟɳɟɧɧɵɟ ɩɪɨɰɟɫɫɵ ɢ ɦɧɨɝɨɮɭɧɤɰɢɨɧɚɥɶɧɵɟ ɪɟɚɤɬɨɪɵ; ɝɢɞɪɨɦɟɯɚɧɢɱɟɫɤɢɟ, ɬɟɩɥɨɜɵɟ, ɞɢɮɮɭɡɢɨɧɧɵɟ, ɯɢɦɢɱɟɫɤɢɟ ɩɪɨɰɟɫɫɵ ɢ ɚɩɩɚɪɚɬɵ; ɦɟɦɛɪɚɧɧɵɟ ɩɪɨɰɟɫɫɵ ɢ ɪɟɚɤɬɨɪɵ; ɛɢɨɬɟɯ ɧɨɥɨɝɢɹ; ɞɢɫɩɟɪɫɧɵɟ ɫɢɫɬɟɦɵ; ɧɚɧɨɬɟɯɧɨɥɨɝɢɹ; ɢɧɬɟɧɫɢɮɢɤɚɰɢɹ ɩɪɨɰɟɫɫɨɜ; ɢɧɮɨɪɦɚɰɢɨɧɧɨɟ ɦɨɞɟɥɢɪɨɜɚɧɢɟ ɢ ɚɧɚɥɢɡ; ɬɟɯɧɨɷɤɨɧɨɦɢɱɟɫɤɢɣ ɚɧɚɥɢɡ; ɷɧɟɪɝɨ- ɢ ɪɟɫɭɪɫɨɫɛɟɪɟɝɚɸɳɢɟ, ɷɤɨɥɨɝɢɱɟɫɤɢ ɱɢɫɬɵɟ ɩɪɨɰɟɫɫɵ ɢ ɩɪɨɢɡɜɨɞɫɬɜɚ. Ɇɨɫɤɜɚ ФГБУ «Издательство «Наука» © Ɋɨɫɫɢɣɫɤɚɹ ɚɤɚɞɟɦɢɹ ɧɚɭɤ, 2024 © Ɋɟɞɤɨɥɥɟɝɢɹ ɠɭɪɧɚɥɚ «Ɍɟɨɪɟɬɢɱɟɫɤɢɟ ɨɫɧɨɜɵ ɯɢɦɢɱɟɫɤɨɣ ɬɟɯɧɦɨɝɢɢ» (ɫɨɫɬɚɜɢɬɟɥɶ), 2024
СОДЕРЖАНИЕ Том 58, номер 1, 2024 Специальный выпуск: «К 120-летию члена-корреспондента АН СССР Петра Григорьевича Романкова» Член-корреспондент АН СССР Пётр Григорьевич Романков – выдающийся ученый химик, технолог, творческий организатор науки и истинный питерский интеллигент (1904–1990) Н. Т. Кузнецов, А. Ю. Цивадзе, В. П. Мешалкин, А. И. Русанов, О. И. Койфман , Н. Н. Кулов , А. П. Шевчик, О. М. Флисюк, Р. Ш. Абиев, А. А. Вошкин 3 Принципы химической технологии как основа развития международной концепции наилучших доступных технологий В. П. Мешалкин, Т. В. Гусева, А. С. Малявин, И. О. Тихонова, А. В. Малков, Ч. Бхимани 8 Процессы ионного обмена на катионите Н+ для снижения жесткости воды А. В. Клинов, А. И. Разинов, А. Е. Прокопович, Е. В. Саблин 17 Моделирование процессов тепло- и массопереноса при конвективной сушке хлопчатобумажных тканей М. К. Кошелева, О. Р. Дорняк 27 Эрозионная ультразвуковая очистка катодной ленты отработанных литий-ионных аккумуляторов типа NMC О. М. Градов, И. В. Зиновьева, Ю. А. Заходяева, А. А. Вошкин 35 Трехмерная численная модель ультразвуковой коагуляции аэрозольных частиц PM2.5 в вихревых акустических течениях В. Н. Хмелёв, А. В. Шалунов, Р. Н. Голых 43 Синтез нитридсодержащего композита при азотировании смеси ферросилиций – шунгит в режиме горения О. Г. Крюкова, Т. В. Татаринова 55 Кинетика выщелачивания кремнезема гидрофторидом аммония из железорудных хвостов обогащения И. С. Медянкина, Л. А. Пасечник 62 Теоретическое обоснование концентрационной поляризации в электрохимических баромембранных процессах очистки медьсодержащих растворов гальванических производств К. В. Шестаков, С. И. Лазарев, М. С. Гессен, Д. С. Лазарев, Н. Н. Игнатов 68 Структурный анализ фазовой диаграммы и оценка возможности ректификации многокомпонентных смесей А. В. Фролкова 78 Методы математического моделирования десорбции трудно растворимых газов в насадочных аппаратах А. Г. Лаптев, Е. А. Лаптева, О. В. Соловьева, В. А. Клочкова 88 Моделирование процесса флотации в промышленном аппарате Н. А. Марцулевич, А. В. Казаков, О. М. Флисюк 97
* Новые гидрофобные нефтесорбенты на основе кремнийоксидных аэрогелей Л.А. Полевой, Д.А. Санджиева, А.Е. Баранчиков, А.Д. Гайзуллин, Б.В. Убушаева, В.К. Иванов, В.М. Бузник, А.Г. Дедов 103 Математическое моделирование процесса измельчения материалов Э. М. Кольцова, М. А. Бабкин, Н. А. Попова, А. В. Женса 115 Применение фракционирования и экстрактивной ректификации для разделения смеси бутилпропионат–пропионовая кислота–бутилбутират–масляная кислота Т. В. Челюскина, Ф. Н. Бедретдинов, С. А. Потемин 122 Памяти Николая Николаевича Кулова 129
ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ХИМИЧЕСКОЙ ТЕХНОЛОГИИ, 2024, том 58, № 1, с. 3–7 УДК 66–05 ЧЛЕН-КОРРЕСПОНДЕНТ АН СССР ПЁТР ГРИГОРЬЕВИЧ РОМАНКОВ ‒ ВЫДАЮЩИЙСЯ УЧЕНЫЙ ХИМИК, ТЕХНОЛОГ, ТВОРЧЕСКИЙ ОРГАНИЗАТОР НАУКИ И ИСТИННЫЙ ПИТЕРСКИЙ ИНТЕЛЛИГЕНТ (1904‒1990) © 2024 г. Н. Т. Кузнецовa, А. Ю. Цивадзеa, b, В. П. Мешалкинb, c, А. И. Русановd, О. И. Койфманe , Н. Н. Куловa , А. П. Шевчикg, О. М. Флисюкg, Р. Ш. Абиевg, А. А. Вошкина aИнститут общей и неорганической химии им. Н. С. Курнакова РАН, Москва, Россия b Институт физической химии и электрохимии им. А. Н. Фрумкина РАН, Москва, Россия c Российский государственный химико-технологический университет им. Д. И. Менделеева, Москва, Россия d Санкт-Петербургский государственный университет, Санкт-Петербург, Россия e Ивановский государственный химико-технологический университет, Иваново, Россия g Санкт-Петербургский государственный технологический институт (технический университет), Санкт-Петербург, Россия Статья посвящена памяти выдающегося ученого, химика-технолога, члена-корреспондента РАН, доктора технических наук, профессора П. Г. Романкова. Представлен его творческий и учебно- организационный путь, отражены достижения в науке и подготовке инженерных и научных кадров. Отмечены его высокий профессионализм, организаторские способности, высокие моральные качества, его доброжелательность, внимательное отношение к людям, благодаря которым ему удалось создать свою школу в области процессов и аппаратов химической технологии. Ключевые слова: П. Г. Романков, научные монографии, обучение студентов, процессы и аппараты, химическая технология. DOI: ????????????, EDN: ???????????? 17 января 2024 г. исполняется 120 лет со дня рождения видного химика- технолога, одного из создателей современной научной школы по процессам и аппаратам химической технологии Петра Григорьевича Романкова. Родился Петр Григорьевич в г. Ейске Кубанской области. После окончания средней школы приехал в Ленинград и не без колебаний в абитуриентских раздумьях поступил в Технологический институт им. Ленинградского Совета рабочих, крестьянских и красногвардейских депутатов (в более позднее советское время известный как Ленинградский технологический институт им. Ленсовета) на химический факультет. Плеяда великолепных ученых и педагогов составляла костяк дружного коллектива Технологического института. Имена А. Е. Фаворского, А. Е. Порай-Кошица, А. К. Крупского, С. В. Лебедева, Б. В. Бызова, С. Н. Ушакова, С. П. Вуколова, А. А. Воронова и А. А. Яковкина известны многим поколениям отечественных и зарубежных ученых – химиков и технологов. В то время в системе образования молодой советской страны велись активные поиски новых форм подготовки кадров с высшим П.Г. Романков (1986) 3
КУЗНЕЦОВ и др. ству хрестоматией для студентов и справочником для молодых специалистов. В частности, в вузах Финляндии до сих пор подготовка по химическим технологиям проводится на основе этого учебного пособия. П.Г. Романков со своим коллегой и одним из соавторов этого учебного пособия профессором А. А. Носковым (1952 г.). На основе этого пособия позже было издано учебное пособие “Методы расчета процессов и аппаратов химической технологии”, которым сегодня пользуются все студенты технологических вузов нашей страны и дружественных государств. За годы руководства кафедрой процессов и аппаратов (1941–1986) ему удалось превратить ее в образцовую кафедру, по всеобщему признанию – лучшую в СССР среди аналогичных кафедр. Для лабораторного практикума на кафедре были изготовлены установки полупромышленного масштаба – теплообменники, экстрактор, абсорбер, ректификационная колонна, сушилки различных типов и многое другое. По существу, под руководством П. Г. Романкова в ЛТИ им. Ленсовета была создана в то время образцовая для всех вузов СССР учебная лаборатория по курсу процессов и аппаратов. Эта лаборатория непрерывно модернизируется с привлечением современных компьютерных технологий. Научные интересы П. Г. Романкова охватывали широкий круг вопросов теории и практики химической технологии. Под редакцией П. Г. Романкова в 1979 г. был создан уникальный учебник “Руководство к практическим занятиям в лаборатории процессов и аппаратов химической технологии”, выдержавший 5 изданий, с теоретическим введением по каждой теме, подробным описанием установок, методиками экспериментов и обработки полученных данных, вопросами для проверки знаобразованием. Переход на групповой метод занятий резко увеличил потребность в преподавателях. Появилась категория “студентов-выдвиженцев”, которых рассматривали как резерв для приема в аспирантуру и в преподавательский состав. Первую такую группу по химическому факультету составили К. И. Рубинчик, X. В. Бальян, А. Г. Рембашевский и П. Г. Романков. В 1929 г. Пётр Григорьевич окончил курс Технологического института им. Ленсовета. Руководителем его дипломного проекта был будущий академик Александр Евгеньевич Порай-Кошиц, ученик А. Е. Фаворского. Еще будучи студентом старших курсов, П. Г. Романков принимал участие в монтаже и пуске Дорогомиловского химического завода в Москве (1928–1935). Работая на этом заводе, он одновременно начал педагогическую деятельность на химическом факультете Московского высшего технического училища им. Н. Э. Баумана. В 1933–1934 гг. также вел педагогическую работу в Московском химико-технологическом институте им. Д. И. Менделеева и Московском институте химического машиностроения. Многолетний опыт производственной деятельности оказал существенное влияние на широту кругозора молодого ученого, на спектр сформулированных им и решенных задач. Уникальный сплав практического опыта и глубоких теоретических знаний привел впоследствии к подготовке П. Г. Романковым ряда монографий практически по всем основным процессам химических технологий. Вся дальнейшая разносторонняя деятельность П. Г. Романкова (с 1934 г.) связана с Ленинградским технологическим институтом им. Ленсовета, где он является аспирантом, а затем работает преподавателем, доцентом, профессором. После прошедших в 1920–1940-е гг. по всей стране многочисленных реорганизаций вузов (которые неоднократно коснулись и ЛТИ им. Ленсовета), реструктуризации факультетов и кафедр, руководство обновленной кафедрой процессов и аппаратов после профессора К. Ф. Павлова в 1941 г. принял Петр Григорьевич. П. Г. Романков регулярно вел занятия в студенческом научно-техническом обществе. Лекции Петра Григорьевича всегда отличались глубоким научным содержанием, ясностью изложения и доходчивостью. Созданное им учебное пособие “Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов химической технологии”, впервые вышедшее в 1947 г. совместно с К. Ф. Павловым и А. А. Носковым, пользовалось и пользуется в настоящее время широкой популярностью. При жизни П. Г. Романкова учебное пособие выдержало 10 изданий (и переиздается до сих пор!) и было переведено на 11 иностранных языков, став по сущеТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ХИМИЧЕСКОЙ ТЕХНОЛОГИИ том 58 № 1 2024
ПЁТР ГРИГОРЬЕВИЧ РОМАНКОВ 5 из килограмма соевых бобов получали 7 л соевого молока, 1,5 кг шрота, из которого готовили сырники, котлеты и даже пирожные. П. Г. Романков за наладкой газоанализатора для автоматической сигнализации о применении отравляющих веществ (военные годы). В 1947 г. П. Г. Романков успешно защитил докторскую диссертацию на тeмy “Единые кинетические закономерности как основа современного учения о процессах и аппаратах химической технологии”, а в 1948 г. получил звание профессора. Одной из ранних работ П. Г. Романкова была книга “Гидравлические процессы химической технологии”, изданная в 1948 г. В ней он показал, что главной идеей науки о процессах и аппаратах химической технологии является обобщение и выявление физико-химических аналогий многих процессов, кажущихся на первый взгляд резко обособленными друг от друга. Именно в этом направлении и следует развивать общее учение о процессах и аппаратах химической технологии. Большое внимание П. Г. Романков уделял исследованию массообменных процессов в системах твердая фаза – жидкость и твердая фаза – газ или ний по каждой теме. Книга содержит 27 работ по типовым процессам (гидромеханических, тепловых, массообменных, холодильных, механических) и аппаратов химической технологии. Его кандидатская диссертация была посвящена сушке фрезерного торфа и положила начало глубоким исследованиям в области процессов сушки. С началом блокады Ленинграда значительная часть научно-педагогического состава и студентов была эвакуирована в Казань. Петр Григорьевич остался работать в осажденном городе, продолжая создавать новые технологии. В музее ЛТИ им. Ленсовета хранятся сведения о разработках, выполненных им в эти годы, так нужных жителям блокадного Ленинграда. В это время было обращено внимание на то, что стали катастрофически выходить из строя оболочки аэростатов заграждения. Надо было спасти это средство защиты города. Доцент П. Г. Романков обследовал аэростаты в различных районах города, осмотрел производство водорода на заводе и установил химическую причину разъединения оболочек. По его рекомендации изменили условия и технологию производства водорода, и аэростаты заграждения вновь уверенно защищали город. Другой важной работой П. Г. Романкова стала разработка совместно с В. А. Григором газоанализатора – прибора для автоматической сигнализации в случае появления в воздухе отравляющих веществ и новая технология получения газовой смеси необходимой для калибровки автоматических газоанализаторов самолетов и кораблей, разработанная совместно с Л. Н. Давиденковой (супругой Петра Григорьевича). По этому методу подготовили 40 тыс. л смеси. С помощью ученых института было освоено производство 80 наименований крайне необходимых городу-фронту медицинских препаратов на разных предприятиях. В лабораториях ЛТИ им. Ленсовета изготавливали: на аналитической химии сотрудники С. П. Шайкинд и А. А. Добина организовали производство наркозного эфира. Сначала из медицинского, затем из технического; в фармацевтической мастерской доцент П. Г. Романков, Е. Д. Волкова и Е. Я. Кулиненкова наладили производство амидохлорной ртути (для борьбы с сыпным тифом), азида натрия, стифниновой кислоты (инициирующие вещества), стрептоцида, сульфосалициловой кислоты и других препаратов, необходимых для госпиталей Ленинграда. Большой вклад в решение проблемы по процессу извлечения питательных веществ из сои в блокадном городе внесли доцент П. Г. Романков, В. Г. Баранова и Е. Я. Кулиненкова. Они разработали технологию получения соевого молока: ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ХИМИЧЕСКОЙ ТЕХНОЛОГИИ том 58 № 1 2024
КУЗНЕЦОВ и др. пар (растворение, экстрагирование, кристаллизация из растворов, адсорбция, термическая сушка, гранулирование), которые имеют много общего в характере межфазного взаимодействия и внутреннего переноса массы в частицах дисперсного материала. При формулировании задач физико-математического описания конкретных массообменных процессов существенное внимание уделялось вопросам физического анализа, поскольку при широком использовании методов математического моделирования адекватность исходной системы уравнений реальному процессу имеет первостепенное значение. При анализе всех рассматриваемых процессов анализируются вопросы кинетики, а равновесные и балансовые соотношения используются в пределах необходимой их связи с кинетикой процессов в реальных аппаратах. При анализе каждого массообменного процесса П. Г. Романков всегда рассматривал возможные аналитические решения в упрощенной постановке и использовал общий макрокинетический метод, основанный на экспериментальных данных относительно интегральной кинетики отработки частиц конкретного дисперсного материала. П. Г. Романков был разносторонним ученым, его труды посвящены исследованию различных процессов химической технологии, но, пожалуй, наибольшее внимание он уделял изучению процессов сушки. Исследованию процесса сушки была посвящена еще его кандидатская диссертация, и он сохранил интерес к исследованиям этого процесса на протяжении всей своей жизни. П. Г. Романков пытался сделать обобщения имеющихся в то время результатов по разработке модельных представлений о конвективной сушке дисперсных материалов, используемых в химической и смежных с ней отраслях промышленности. Под моделированием он понимал физический анализ тепломассообмена и гидродинамики исследуемых процессов в конкретных условиях работы аппаратов, математическое описание этих процессов и возможные решения сформулированных задач аналитическими или численными методами, в том числе с использованием компьютерной техники. Большое внимание он уделял разработке методов анализа и расчета процессов, основанных на предварительной информации о кинетике сушки и нагрева отдельных частиц материала. Такая информация может быть получена либо из имеющихся модельных представлений, либо из опытных данных, причем в большинстве случаев предпочтение всегда отдавал непосредственным экспериментальным данным, в которых суммарно учитываются возможные эффекты анизотропии тепломассопереносных свойств и неправильная геометрическая форма частиц реальных полидисперсных материалов. За годы своей плодотворной работы П. Г. Романков внес значительный вклад и в развитие аппаратуры для проведения процессов сушки, особенно сушки во взвешенном слое. Сегодня многие из аппаратов, разработанных П. Г. Романковым, успешно используются в различных отраслях промышленности нашей страны. Внедрение в химическую и смежные отрасли промышленности этого прогрессивного технологического метода взаимодействия между твердой и газообразной фазами позволяет интенсифицировать процесс сушки, автоматизировать его и, следовательно, повысить не только эффективность работы аппаратов и создать установки большой производительности, но и увеличить производительность труда. Результаты своих исследований в этой области П. Г. Романков изложил в книге “Сушка во взвешенном состоянии”, которая выдержала уже 3 издания. В ней рассматриваются основы гидродинамики, тепломассообмена и кинетики процесса сушки во взвешенном состоянии, а также современные конструкции аппаратов, используемых в промышленности для сушки сыпучих, жидких и пастообразных материалов. Большой интерес П. Г. Романков проявлял к изучению процессов гранулирования как порошкообразных материалов, так и из растворов и суспензий, совмещенных с процессом сушки. Такие процессы стали интенсивно развиваться в последние годы и являются весьма перспективными. Вместе с тем П. Г. Романков с сожалением отмечал, что в последние годы его жизни появилось не так много оригинальных работ, в которых закладывались бы новые, физически обоснованные модельные представления относительно изучаемых технологических процессов. Похоже, что все физически фундаментальное в изучении интересующих нас процессов было заложено в работах наших предшественников. Впрочем, он никогда не терял надежды, что будущие работы молодых исследователей, в не слишком далеком будущем, позволят разработать адекватные модели, на базе которых можно будет надежно рассчитывать и оптимизировать аппаратуру для реализации многообразных технологических процессов. И в этом он был безусловно прав, сегодня это реализуемо с появлением в руках исследователей мощных расчетных пакетов программ. Эта концепция явилась плодотворным научным направлением для коллектива возглавляемой им кафедры. На кафедре подготовлено за эти годы свыше 25 докторов и 160 кандидатов наук ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ХИМИЧЕСКОЙ ТЕХНОЛОГИИ том 58 № 1 2024
ПЁТР ГРИГОРЬЕВИЧ РОМАНКОВ 7 в области гидромеханических, тепловых и массообменных процессов и аппаратов химической технологии (перемешивания в жидких средах, фильтрования, центрифугирования, газоочистки, сушки, адсорбции, десорбции, экстрагирования, ионообмена, ректификации и т. д.). Многие из его учеников были из ближнего и дальнего зарубежья. Среди наиболее известных докторов наук, консультантом которых являлся Пётр Григорьевич, были В. Ф. Фролов, Н. Б. Рашковская, Н. Н. Смирнов, О. М. Флисюк, Н. А. Марцулевич, И. О. Протодьяконов, Э. О. Регер, В. Е. Куцакова. Следует также отметить, что под руководством и при непосредственном участии П. Г. Романкова созданы конструкции высокоинтенсивных аппаратов непрерывного действия, например для сушки мелкодисперсных и пастообразных материалов, адсорбции во взвешенном слое, разделения неоднородных систем и др. В знак признания его научных заслуг 26 июня 1964 г. П. Г. Poмaнкoв был избран членом-корреспондентом АН СССР по Отделению физикохимии и технологии неорганических материалов (общая химическая технология). В том же году ему было присвоено звание заслуженного деятеля науки и техники СССР. П. Г. Романков являлся почетным доктором пяти зарубежных вузов (ГДР, ВНР, ПНР, СФРЮ и ЧССР). П. Г. Романков в АН СССР с академиком Н. Н. Семеновым (слева) сы химической технологии в системах с твердой фазой”. Необходимо отметить большую научно- организационную работу П. Г. Романкова: наряду с заведованием кафедрой процессов и аппаратов химической технологии в течение 45 лет (1941– 1986) он был и проректором по научной работе ЛТИ им. Ленсовета в течение 30 лет (1950–1979). Многие годы П. Г. Pоманков работал в ВАКе СССР и ряде Советов промышленных министерств, был председателем Головного Советa по химии и химической технологии Минвуза РСФСР, являлся одним из редакторов перевода с английского Справочника химика-технолога Перри, членом редколлегии советского Справочника химика (гл. ред. Б. П. Никольский, 1962–1968 гг., в 6 томах + дополнительный том), заместителем главного редактора журнала “Теоретические основы химической технологии” и главным редактором журнала “Прикладная химия”. За заслуги в развитии химической технологии и подготовке научно-педагогических кадров П. Г. Pоманков был награжден орденами Ленина, Октябрьской Революции и другими орденами и медалями СССР. Много сил и внимания П. Г. Романков уделял развитию международных отношений с родственными вузами в Германской демократической республике, Чехословакии, Польше, Венгрии, Болгарии и Югославии. Основной чертой характера Петра Григорьевича была доброжелательность, что и привлекало к нему огромное количество самых разнообразных людей. Он всегда был готов помочь делом или добрым советом, и люди чувствовали его доброту и платили ему тем же. Потому громадное количество самых разных людей сохраняют о Петре Григорьевиче самые добрые воспоминания. Это относится даже к тем, кто имел с ним лишь незначительные контакты, тогда как для нас, кто имел счастье работать или просто общаться с ним, прежде всего доброжелательность Петра Григорьевича останется в наших сердцах. П. Г. Романков ушел из жизни 1 октября 1990 г., но сегодня его имя не забыто, оно живо в его многочисленных трудах и учениках, которые работают как в нашей стране, так и по всему миру. В этот год 120-летия со дня его рождения мы все отдаем дань памяти этому замечательному ученому – химику и прекрасному человеку, таким он остался в нашей памяти. Из его многочисленных научных трудов следует особо выделить своеобразную трилогию: “Гидромеханические процессы химической технологии”, “Теплообменные процессы химической технологии” и “Массообменные процесТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ХИМИЧЕСКОЙ ТЕХНОЛОГИИ том 58 № 1 2024
ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ХИМИЧЕСКОЙ ТЕХНОЛОГИИ, 2024, том 58, № 1, с. 8–16 УДК 66.02 ПРИНЦИПЫ ХИМИЧЕСКОЙ ТЕХНОЛОГИИ КАК ОСНОВА РАЗВИТИЯ МЕЖДУНАРОДНОЙ КОНЦЕПЦИИ НАИЛУЧШИХ ДОСТУПНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ © 2024 г. В. П. Мешалкинa, d, e *, Т. В. Гусеваb, А. С. Малявинb, И. О. Тихоноваa, А. В. Малковa, Ч. Бхиманиc a Российский химико-технологический университет им. Д. И. Менделеева b НИИ “Центр экологической промышленной политики” c Climate Change and Sustainability Professional, Ahmedabad (India) d Институт физической химии и электрохимии им. А.Н. Фрумкина РАН e Институт общей и неорганической химии им. Н.С. Курнакова РАН * e-mail: vmeshalkin@muctr.ru Поступила в редакцию 03.12.2023 г. После доработки 28.01.2024 г. Принята к публикации 29.01.2024 г. Статья посвящена анализу роли химической технологии в развитии концепции наилучших доступных технологий и особенностей ее практического применения при разработке и актуализации информационно-технических справочников, а также их использования для целей эколого-технологического нормирования промышленных предприятий. Кратко описана эволюция концепции наилучших доступных технологий, и изложены ее основные принципы, в обосновании которых принимали участие ведущие отечественные ученые. Показано, что наилучшие доступные технологии направлены на повышение ресурсной (в том числе энергетической) эффективности производства и снижение негативного воздействия на окружающую среду. Представлен анализ основных тенденций развития технологий производства минеральных удобрений. Приведены технологические показатели эмиссий, показатели ресурсной эффективности и углеродоемкости для наилучших доступных и перспективных технологий. Подчеркнуто, что химические технологии играют ключевую роль в сокращении негативного воздействия на окружающую среду в различных отраслях промышленности; проанализированы проекты очистки отходящих газов от оксидов серы, разработанные для металлургических предприятий. Представлен взгляд международного коллектива авторов на перспективы совершенствования концепции наилучших доступных технологий и расширения практики ее применения в Российской Федерации и за рубежом. Ключевые слова: наилучшие доступные технологии, информационно-технические справочники, химическая технология, химическая промышленность, производство минеральных удобрений, ресурсная эффективность, негативное воздействие на окружающую среду DOI: 10.31857/S0040357124010029, EDN: ZGCAPW 1. ВВЕДЕНИЕ ва, где в 1930-е гг. начинал свою педагогическую деятельность П. Г. Романков, были открыты кафедры технологии рекуперации вторичных материалов промышленности (основатель – проф. А. И. Родионов) и промышленной экологии (основатель – чл.- корр. АН СССР Г. А. Ягодин) [3]. Именно в это время химики-технологи формировали принципы комплексной переработки сырья, создания малоотходных технологий, водооборотных циклов и подходы к разработке эффективной средозащитной техники. Химическая технология стала краеугольным камнем построения концепции наилучших доступных технологий (НДТ), на основе которой осуществляется эколого-техноВ 2024 г. исполняется 120 лет со дня рождения выдающегося российского химика-технолога, специалиста в области теоретических основ химической технологии П. Г. Романкова. Авторы статьи учились по книгам П. Г. Романкова, читали его монографии и с уверенностью могут утверждать, что дисциплины “Процессы и аппараты химической технологии” и “Общая химическая технология” формируют мировоззрение инженеров [1, 2]. В 1970–1980-е гг. в Московском химико- технологическом институте им. Д. И. Менделее8
ПРИНЦИПЫ ХИМИЧЕСКОЙ ТЕХНОЛОГИИ... 9 логическое нормирование в десятках стран мира. С 2014 г. требование внедрения НДТ распространяется на крупные российские предприятия более 40 отраслей промышленности [4, 5]. подготовлены, утверждены, введены в действие и последовательно актуализируются 54 информационно-технических справочника [12]. Особенность российского подхода состоит в том, что ИТС НДТ представляют собой документы национальной системы по стандартизации; их разработку и актуализацию координирует специально созданное в России Бюро НДТ. Такое решение было принято в 2014 г. с учетом результатов международных и национальных проектов по разработке пилотных справочников. В 2003–2012 гг. эксперты выполнили отраслевой сравнительный анализ ресурсной и экологической эффективности российских предприятий по производству аммиака, тарного стекла, камня керамического, стали, а также объектов, обеспечивающих выработку энергии на теплоэлектростанциях и очистку коммунальных сточных вод. В эти же годы был разработан ряд “пробных” справочников и национальных стандартов по НДТ. В качестве альтернативного рассматривался вариант подготовки информационно-технических справочников силами специалистов институтов, подведомственных Министерству природных ресурсов и экологии Российской Федерации. Но в определении НДТ и создании ИТС во всех странах ключевую роль играют технологи; именно они оценивают технологические процессы, материальные и энергетические балансы, особенности формирования водооборотных циклов, обращения отходами и другие характеристики, необходимые для определения (идентификации) наилучших доступных технологий [11, 13, 14]. Из действующих сегодня российских ИТС НДТ непосредственное отношение к химической промышленности имеют более 10 справочников и прежде всего следующие: • ИТС 2–2022 “Производство аммиака, минеральных удобрений и неорганических кислот” [15]; • ИТС 18–2019 “Производство основных органических химических веществ” [16]; • ИТС 19–2020 “Производство твердых и других неорганических химических веществ” [17]. Рассмотрим особенности взаимосвязи принципов химической технологии и наилучших доступных технологи на практических примерах. 3. РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ Развитие технологий производства минеральных удобрений. Несмотря на многообразие описанных технологий получения различных химических веществ (продуктов основного органического и неорганического синтезов, тонкого органического и неорганического синтеза, газо- и нефтехимии, полимеров и др.) единым подходом, направлен2. ПОВЫШЕНИЕ РЕСУРСНОЙ И ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ ХИМИЧЕСКОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ ПУТЕМ ВНЕДРЕНИЯ НАИЛУЧШИХ ДОСТУПНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ Химическая технология – наука об экономически, экологически целесообразных методах и средствах химической переработки природных и вторичных ресурсов в продукты потребления и промежуточные продукты [6]. Подчеркнем, что химическая технология изучает процессы производства во многих отраслях промышленности: химической, нефтехимической, металлургической, целлюлозно-бумажной, текстильной, легкой, пищевой и других. Оптимизация процессов преобразования ресурсов, повышение эффективности использования сырья, энергии, воды – таковы приоритетные направления исследований химиков-технологов. Результаты работ специалистов Российского химико-технологического университета им. Д. И. Менделеева, Санкт-Петербургского государственного технологического института (технического университета, где в 1940-е гг. П. Г. Романков организовал кафедру процессов и аппаратов химической технологии), Ивановского государственного химико-технологического университета и других высших учебных заведений и научно-исследовательских институтов были положены в основу разработки информационно-технических справочников (ИТС) по НДТ для химической промышленности [7, 8]. НДТ представляют собой совокупность экономически целесообразных технологических, технических и организационных решений, практическое применение которых позволяет предприятиям добиваться высокой ресурсной эффективности и сокращения негативного воздействия на окружающую среду (в том числе снижения выбросов парниковых газов) [7, 9, 10]. Для различных видов экономической деятельности (промышленности, энергетики, сельского, жилищно-коммунального хозяйства, сферы обращения с отходами) разрабатываются отраслевые (так называемые “вертикальные”) и межотраслевые (“горизонтальные”) ИТС. Это международная практика [11], хотя некоторые ИТС (для добычи и обогащения металлических руд, добычи угля, очистки коммунальных сточных вод и др.) уникальны и разработаны только в России. К настоящему времени в Российской Федерации ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ХИМИЧЕСКОЙ ТЕХНОЛОГИИ том 58 № 1 2024