Вопрос № 10: Какова область применения полученной в вашей системе сажи и фуллеренов в частности?

Ответ № 10: Извлеченная сажа является ультрамелкодисперсной, поэтому возможно ее использование при производстве резинотехнических изделий. Теплотворная способность от 6000 до 7000 ккал/кг, поэтому можно использовать в качестве топлива.

В декабре 2012 года по результатам крупнолабораторных испытаний совместно с ХМИ им. Абишева получено заключение о пригодности углерода, полученного при восстановлении отходящих газов, для использования в качестве углеродистой составляющей шихтовой смеси для выплавки технического кремния.

Извлеченные фуллереновые соединения используются для целей электроники, создания топливных элементов и фотопроводящих материалов, поликристаллический фуллерен является перспективным сырьем для синтеза алмаза. Перспективным является использование фуллеренов для создания запоминающей среды со сверхвысокой плотностью информации. Возможно создание противораковых медицинских препаратов на основе водорастворимых эндоэдральных соединений фуллеренов с радиоактивными изотопами. Кроме этого, извлеченная сажа может быть использована как: наполнитель для каучуков, резины, в том числе автомобильных шин, и других эластомеров; композиционный материал для экранирования электромагнитного излучения; антифрикционная композиция; електропроводящий материал, полупроводник; сажевая паста для лакокрасочной и полиграфической промышленности; способ термической переработки изношенных автомобильных шин.

Вопрос № 11: Как следует из конструкционных особенностей установки по очистке технологических газов анод заземлен. Что произойдет, если заземление анода не производить?

Ответ № 11: В случае отсутствия заземления, анод приобретает потенциал катода, так, например, если на катод подать напряженность 100кВ, то в момент включения системы пройдет небольшой импульс тока, размер которого зависит от емкости анода. В результате анод приобретает аналогичный потенциал равный 100кВ, и течение тока прекращается, соответственно электрохимические процессы не будут происходить. В связи с этим заземление анода является необходимым условием работы системы. В рассматриваемой установке функцию анода выполняет поверхность воды, стекающая по подложке диэлектрика, поэтому заземление производится непосредственно в слое воды (рис.1,2а).

Вопрос № 12: Что произойдет, если использовать в качестве анода дистиллированную воду или нейтральный электролит?

Ответ № 12: Так как дистиллированная вода не является проводником, то повторится ситуация озвученная ранее, т.е. заземление системы не произойдет, поверхность жидкости приобретет аналогичный катоду потенциал, соответственно электрического тока в данной системе не будет и не будут протекать интересующие нас процессы.

В случае применения нейтральных электролитов, газоразрядная зона насытится компонентами, входящими в состав электролита. Учитывая широкий спектр возможного вида электролитов, виды электрохимических процессов будут разнообразными, думаю, что это станет интересной темой исследования в дальнейших работах.

Вопрос № 13: Какой тип электрического разряда в вашей системе?

Ответ № 13: В газоразрядной зоне возникает несамостоятельный темновой электрический разряд, который характеризуется отсутствием свечения в основном объеме, при этом вторичная ионизация в системе отсутствует. Если рассматривать приострийную область катода, вид свечения и размеры которой были определены с применением нашего прибора, (рис.5,6), то речь идет о самостоятельном темновом электрическом разряде.

Вопрос № 14: Чему равно расстояние между электродами?

Ответ № 14: В ходе экспериментов расстояние между катодом и анодом менялось от 20 см до 40 см и установлено, что эффективность рабочей разрядной установки находится в прямой зависимости от объема рабочей зоны (рис.3,4).

Вопрос № 15: Какая температура в рабочей зоне установки?

Ответ № 15: Температура в рассматриваемой системе менялась следующим образом: в приострийной области самостоятельного разряда более 10 000⁰ С, а в основном объеме темнового несамостоятельного разряда- от 60 до 105⁰

Вопрос № 16: При проведении промышленных испытаний установки состав газовоздушной смеси, которая подавалась на газоразрядную установку, был достаточно сложным. Каким образом проводились исследования относительно процессов восстановления оксидов азота, если в данной системе множество других конкурирующих реакций.

Ответ № 16: Действительно, состав реального дымового газа сложный. Но лабораторные исследования проводились на специально собранной для этих целей установке В1 (рис.8а), в которую подавали специально подготовленную газовую смесь, содержащую оксиды азота. Полученные экспериментальные данные были использованы для разработки и усовершенствования промышленной установки В9 (рис.14).

Вопрос № 17: Проводилась ли какая либо статистическая обработка экспериментальных данных, применялся ли метод исключения грубых погрешностей?

Ответ № 17: При проведении измерений, определении вольтамперометрических характеристик и при исследовании области свечения применялся стандартный метод, каждая точка в графических зависимостях определялась как среднее значение по 10 замерам. Грубые погрешности систематически отфильтровывались, чтобы сгладить случайные возмущения, при этом оборудование настраивалось таким образом, чтобы квадратичное отклонение по сериям замеров не превышало 15%.

Вопрос № 18: Подвергалась ли очистке вода, используемая в установке?

Ответ № 18: Использовалась простая водопроводная вода. На данном этапе исследований детальный состав жидкого анода не контролировался, так как нас, во-первых, интересовали электрохимические реакции, протекающие в газоразрядной зоне, а во-вторых, для применения в промышленности необходима именно техническая вода, поэтому мы ею и пользовались. Что касается рассмотрения процессов влияния электрического разряда на жидкость, такие работы ведутся в крупных научных центрах, например, МГУ им. Ломоносова. В дальнейшем необходимо контролировать состав воды.

Вопрос № 19: Есть необходимость при обсуждении особенностей различных видов электрического разряда уточнить выражения «темный разряд» и «темновой разряд».

Ответ № 19: Выражения «темный разряд» и «темновой разряд» по смысловой нагрузке одинаковы. Авторы работ по изучению физико-химических процессов в газовых разрядах применяют различные определения данного разряда. Наиболее распространенные – это таунсендовский, темный (Князев Б.А.) и темновой (Чижевский А.Д.) определение «темновой разряд» чаще применяют для газоразрядных процессов в трубках, где образуется темное пространство. Наши процессы протекают в пространстве не ограниченном стенками трубки, поэтому здесь уместнее было использовать термин «темновой разряд».

Вопрос № 20: Нет четких объяснений того, что при восстановлении окислов углерода потребляется энергия разрыва химической связи. При содержании кислорода около 20 об.% в экспериментальной среде неясно, за счет чего происходит восстановление при миллиамперных значениях тока?

Ответ № 20: Источником энергии для разрыва химических связей в катодах служит энергия, запасенная в парах воды при фазовом переходе жидкость-газ. Электрический ток в рабочей зоне служит для создания условий протекания соответствующих процессов. Если именно так выразиться, то этот ток носит каталитический характер и не является источником энергии для протекания реакций.

Вопрос № 21: В экспериментальной части монографии приведена зависимость мощности от времени работы установки. Автор на основании этой зависимости заключает, что мощность не расходуется на разложение оксидов углерода, а только служит для условий, в котором это разложение возможно. Желательно было бы уточнить эти условия.

Ответ № 21: Мы именно поэтому сосредотачиваем, внимание на конструкции установок, поскольку именно они создают необходимые уникальные условия: игольчатый катод, жидкий анод, в прокачке газа между ними и высокое напряжение на катоде. Аэродинамические и прочие расчеты представлены на рисунках и в тексте работы.

Вопрос № 22: При рассмотрении регулировочных вольтамперных характеристик установки В-5 (рис.12) не приведены оптимальные значения балластного сопротивления, рабочего тока I и напряжения U.

Ответ № 22: Оптимальные химические параметры установки В-5: I = 7-8 mA, U = 120 кВ. Значение балластного сопротивления принципиального значения не имеет.

Вопрос № 23: Установлено, что основным источником энергии при разложении оксидов углерода, является энергия фазового перехода паров воды. Каким образом жидкий анод установки влияет на данный процесс?

Ответ № 23: Роль анода в установке заключается в том, что он является транспортом продуктов утилизации, источником протонов для рабочей зоны, и положительным электродом для газоразрядной зоны.

Вопрос № 24: Из квантово-химического анализа электрохимических процессов в активной зоне (рис.16-20) следует возможность диссоциации оксидов углерода в данных условиях и образование протонов водорода в системе. Влияет ли фактор образования протона водорода на электрохимические процессы в газоразрядной зоне?

Ответ № 24: Наличие протонов в активной области темнового разряда между твердым катодом и жидким анодом возможно и поэтому не исключаются и соответствующие восстановительные процессы.

Вопрос № 25: В монографии не содержатся сведения об утилизации твердых продуктов очистки технологических газов.

Ответ № 25: Восстановленный углерод является высококалорийным продуктом. Это было подтверждено анализами, сделанными выше приведенными аккредитованными лабораториями. Однако утилизация данного вещества будет темой другой работы.

Вопрос № 26: Чем обосновано применение термина «жидкий анод»?

Ответ № 26: Применение термина «жидкий анод» обосновано тем, что именно поверхность стекающей по подложке конуса воды, выполняет функцию анода в изучаемой газоразрядной зоне.

Вопрос № 27: В монографии не приводятся данные по изменению электропроводимости воды в изучаемых процессах, однако она меняется за счет растворения газообразных продуктов, что, в конечном счете, сказывается на электрических параметрах, в частности, на напряженности поля.

Ответ № 27: Электрическое сопротивление воды анода пренебрежительно мало по сравнению с сопротивлением всей установки, которое составляет несколько мегом. Поэтому существенного влияния на электрические параметры газоразрядной зоны электропроводность воды и ее колебания не оказывают.

Вопрос № 28: Из какого материала изготовлены игольчатые катоды инжектора?

Ответ № 28: В нашей системе в качестве катода применяются медицинские иглы, изготовленные из нержавеющей стали.

Вопрос № 29: Каким образом удалось получить катоды радиусом кривизны в несколько микрон?

Ответ № 29: Мы используем готовые иглы, заточка которых выполнена на специальном производственном оборудовании. Для изучаемых нами процессов имеет значение непосредственно острие, радиус кривизны которого соответствует нашим требованиям, т.е. равен нескольким микронам.

Вопрос № 30: Происходит ли эрозия поверхности игл при таких высоких потенциалах?

Ответ № 30: При нормальном режиме работы, судя по результатам исследований поверхности игл под микроскопом, установлено, что изменения в материале наблюдаются слабо. Фотографические снимки показывают, что область свечения, где может происходить испарение материала, находится непосредственно в воздухе. С учетом того, что удельный ток на иглу равен всего лишь одному микроамперу, а теплообменная способность материала достаточна для охлаждения, то можно сделать вывод, что перегрев материала не происходит и эмиссия материала игл пренебрежимо мала даже при их длительной эксплуатации.

Вопрос № 31: Известно, что наличие активных газов, таких как водород, кислород, азот, в зоне синтеза фуллерена срывает процесс образования этого соединения. Перечисленные газы присутствуют в реакционной зоне, почему они не влияют на образование углеродных кластеров?

Ответ № 31: Следует отметить, что рассматриваемые в литературе, известные на данный момент методы синтеза фуллереновых структур осуществляются в жестких условиях дуги, где скорость реакции и закалки намного выше, чем в нашей системе. Рассматриваемый процесс еще до конца не изучен, и требует детального и досконального исследования. В представленной мной монографии, выводы о составе продукта сделаны на основе эмпирических данных, так как вероятность присутствия фуллереновых структур в получаемой саже, подтверждена заключениями нескольких независимых лабораторий и экспертным заключением национальной инженерной академии РК.

Вопрос № 32: В монографии отсутствует объяснение факта повышения содержания кислорода на выходе установки по сравнению с исходной концентрацией при очистке технологических газов.

Ответ № 32: Данная зависимость объясняется тем, что кислород является одним из продуктов представленной газоразрядной системы, поэтому происходит увеличение его концентрации на выходе.

Вопрос № 33: В монографии речь идет об униполярно (отрицательно) ионизированной газоразрядной зоне, но не упоминается, каким именно методом производилось измерение концентрации электронов и чему она равна.

Ответ № 33: В монографии речь идет об избыточных электронах, концентрацию которых можно определить относительно образовавшихся отрицательно заряженных ионов, концентрация последних рассчитывалась с учетом известных параметров рассматриваемой газоразрядной зоны: потенциала катода, силы тока, расстояния межэлектронного пространства. Расчет представлен в полном объеме в работах нашей лаборатории, выполненных ранее. Концентрация отрицательных ионов составляет 10¹⁰ – 10¹⁴ на м³ газа. Непосредственное измерение этой величины в активной зоне невозможно без сильного искажения ее состояния.

Вопрос № 34: В монографии конкретно не отмечен вид тока: постоянный или переменный.

Ответ № 34: В представленной газоразрядной системе используется источник постоянного тока.

Вопрос № 35: Не указано, каким образом произведено заземление анода.

Ответ № 35: Заземление анода производилось за счет подключения положительного вывода высоковольтного источника питания к «земле», посредством электрода из нержавеющей стали погруженного в воду.

Вопрос № 36: Не указан предельный размер пылевых частиц.

Ответ № 36: Размер пылевых частиц, рассматриваемых в монографии, составляет менее 5 микрометров.

Вопрос № 37: В котельной Карагандинского литейно-машиностроительного завода внедрена установка В9. Имеется ли на нее паспорт?

Ответ № 37: Да, паспорт на установку по очистке технологических газов «Модель В9», имеется (смотри приложение № 1). На сегодня уже в работе модель В30-500, на которую тоже имеется Паспорт.

Вопрос № 38: Разработан ли для данного устройства по очистке газов от взвешенных твердых и жидких частиц, парообразных и газообразных примесей Стандарт организации, имеется ли условное обозначение установки и обезличенная классификационная система обозначений?

Ответ № 38: Национальный центр экспертизы и сертификации провел экспертизу Стандарта организации СТ ТОО 40794079-02-2010 Технические условия «Установки по очистке технологических газов», а Министерство охраны окружающей среды РК и Департамент Комитета государственного санитарно-эпидемиологического надзора Минздрава РК дали положительные заключения и согласовали настоящий Стандарт организации в мае 2015г.

Для установки серии В установлено условное обозначение – « Установки по очистке технологических газов производительностью более 100000 – СТ ТОО 40794079-02-2010 ».

Установлена обезличенная классификационная система обозначения изделия и его конструкторских документов – АВЕС 443162 017 ХХХХ. Данной продукции ( установки ) на 01.01.2017г. присвоены соответствующие коды и регистрационные номера: Код ТН ВЭД – 8421398007; Код КП ВЭД –

- 28.25.14; МКС 71.120.99; УДК 621.359.4 ( смотри приложение №2 ).

Вопрос № 39: Стало ли больше уделять внимание Правительство Казахстана к вашему проекту « Внедрение установок по очистке технологических газов »?

Ответ № 39: Трижды, в 2010г., 2011г. и в 2013г. по линии МОН РК профинансирован проект « Создание современной лаборатории и изготовление испытательного газоочистного оборудования ».

Вопрос № 40: Вами создана новая, не имеющая аналогов технология по восстановлению оксидов углерода, серы и азота до свободных элементов. Является ли эта технология законченной и промышленной ?

Ответ № 40: Сложность процессов, протекающих в реакционной зоне установки, не позволяет остановиться только на общепризнанных теориях в объяснении явлений в данной области. Поэтому в настоящее время задачами наших исследований являются процесс накопления экспериментальных данных в широком диапазоне изменения параметров разряда и развитие различных моделей основных процессов, ответственных за существование реакционной зоны в аэроионной установке серии В.

Вопрос № 41: Есть ли какие либо новшества в использовании и применении вспомогательных устройств при установке по очистке технологических газов. Имеется ввиду: высоковольтный источник питания, флотационно-фильтрационное устройство, оборудование контроля, регулирования и слежения за оптимальными параметрами работы установки ?

Ответ № 41: Совместно с компанией SpellmanJnc, USA. создан специальный класс оборудования – высоковольтный генератор сигналов, обеспечивающий формирование импульсов с частотой следования до 100 кВ, крутизной фронта до сотен наносекунд при длительности импульса до 10 мкс, что позволяет активно использовать новое технологическое направление в электроразрядных процессах для систем газоочистки ТОО « ABsalut Ecology ».

С 2005 года ТОО « ABsalut Ecology » сотрудничает с ОО НПФ «Экосервис» Россия, применяя в качестве промежуточного звена в очистке технологических газов флотационно-фильтрационную установку модели ФФУ-6. Сегодня эта модель значительно претерпела изменений применительно к нашим условиям и активно используется как промежуточное звено при очистке и утилизации токсичных газообразных веществ и механических примесей.

В 2013 году в целях автоматизации газоочистных процессов разработана и изготовлена система диспетчерского управления и контроля, которая позволила: организовать диспетчеризацию технологического процесса управления газоочистным комплексом М2 В30-500; защитить оборудование комплекса от выхода на критические режимы работы и аварий средствами локальной автоматики; повысить качество ведения технологического режима и его безопасность; получить оперативную информацию о состоянии и параметрах оборудования комплекса; повысить оперативность действий технологического персонала; контролировать формирование и управление команд по сбору и обработке информации; контролировать функционирование и управлять комплексом газоочистки; собирать и обрабатывать информацию от датчиков, организовывать задание режимов работы системы; фиксировать считывание и запоминать оптимальный режим работы комплекса, и при необходимости вводить сохраненные параметры для дальнейшей оптимизации работы комплекса.