Информационный Бюллетень ЦУРНТУ №1. Плазма

Информационный Бюллетень №1

06/02/2023

новый технологический уклад

обзорная справочная информация по плазменным технологиям

Прикладное применение в различных сферах народного хозяйства

Группой российских разработчиков создана технология сверхэффективных (С) плазмотронов. Первое промышленное внедрение этой технологии было осуществлено в 2003 году. Далее были отработаны режимы прикладного применения в различных отраслях – с учётом поставленных задач.

При помощи плазменной технологии можно перерабатывать:

• железорудные концентраты;
• никелевые концентраты;
• некондиционные ферросплавы, имеющие повышенное содержание P, S и C;
• промышленные отходы;
• отходы высокой токсичности;
• выбрасываемые в атмосферу промышленные газы; 
• техногенные отходы (отвалы) металлургических и горно-обогатительных комбинатов.

n   В металлургической отрасли плазменная технология применяется в двух режимных средах:

1) твёрдо-фазная при 800…1000 °C – для восстановления металлов в потоке;

2) жидко-фазная (жидко-фазный восстановительный режим) работает при 3500…4000 °C.

n   Плазменная технология позволяет полностью исключить применение сернистого мазута М-100, а также перейти на угли с зольностью до 42%, что при применяемых сегодня в металлургии технологиях невозможно. Плазменная технология позволяет это делать, она даёт возможность значительно более эффективно использовать имеющуюся сырьевую базу и выдавать намного более качественную продукцию.

n   Ключевые преимущества плазменной технологии:

1. Себестоимость металла в 3…9 раз дешевле любого дешёвого китайского металла;
2. Выбросов в атмосферу в 30 раз меньше, что практически равно "нулю";
3. Шламов после работы плазмотронов в 10 раз меньше;
4. Конструкция в 27 раз меньше зарубежных аналогов, площадь для размещения в 40 раз меньше;
5. Расход газа в 2…2,5 раза меньше;
6. Отсутствует необходимость в доменной подготовке (!), доменные печи просто не нужны;
7. В процессе эксплуатации выделяется избыточное тепло, которое преобразуется  в электроэнергию;
8. Для работы плазменной установки требуется только два оператора; также существует решение, позволяющее управлять процессом работы плазмотронов дистанционно.

n   Плазменные технологии позволяют выпускать:

1. Высококачественную сталь любых марок, в том числе нержавеющую, корабельную, инструментальную и др.;
2. Металлы с особыми свойствами (экстремальная прочность, неокисляемость, немагнитность и др.).

n   Плазмотроны позволяют на имеющихся обогатительных комбинатах получать из железорудного концентрата 67-68% и 70-71% металл с чистотой 99.8%. Можно также получать металл 99.99 и выше. Для получения очень качественного металла не требуются редкоземельные элементы, а если они и добавляются, то в минимальном количестве. Разработанная технология всё значительно упрощает и удешевляет. При помощи плазмы происходит обогащение бедных руд и промышленных отходов из отвалов.

n  Плазменная технология применима в химической, нефтехимической, металлургической, цементной отрасли, где есть большой выброс парниковых и других газов, которые можно полностью переработать. При работе плазмы, из газа, выбрасываемого предприятиями в окружающую среду, извлекаются продукты органической химии: полистиролы, полипропилены, пироуглероды, различные смолы и диметилэфир (C₂H₆O). Установив на цементном заводе плазменное оборудование для получения из выбросов C₂H₆O, можно производить экологическое дизельное топливо ЕВРО-6 по себестоимости в 3-4 раза ниже, чем на нефтеперерабатывающих заводах. Кроме того, из C₂H₆O можно получать электроэнергию и отдавать её заводу.

n  В красных алюминиевых шламах находится до 23% редкоземельных металлов. Плазменные технологии позволяют их эффективно извлечь, кроме этого, извлекается V, Au, Sc, Y и др. К примеру, в России объём таких отходов достигает 270 млн.тн. Плазменная технология позволяет вернуть в экономику 62 млн. тн. ценнейшей продукции из отходов.

Аддитивные технологии

С помощью плазменных технологий намного проще и дешевле (по сравнению с лучшими мировыми достижениями) изготавливать высококачественные порошки для 3-D печати. В том числе порошки, которые обеспечивают уникальные физико-механические свойства готовых изделий.

Производство наноматериалов

Плазменная технология позволяет производить углеродные нано-трубки сотнями тысяч тонн в год по себестоимости в 320 раз меньше отпускной цены крупного опта. Предприятие окупается за 10 смен. Нано-трубки – это важнейшая для развития современной экономики продукция. В их производстве заинтересованы производители композитных материалов, предприятия микроэлектронной, авиакосмической промышленности и др.

Переработка бытового мусора и отходов

n  Один плазмотронный модуль перерабатывает в час 30 тонн несортированного бытового мусора и отходов. За год это 200 тысяч тонн.

n  Из выделяемой избыточной тепловой энергии от одного модуля производится 10 мВт электроэнергии. 5 мВт идёт на производственные нужды работы модуля, а 5 мВт передаётся в общие сети. Электроэнергия нужна только для запуска установки. Таких модулей в каком-то конкретном месте можно установить ровно столько, сколько нужно для решения поставленной задачи: в какой срок нужно переработать мусорный полигон и/или ежедневно поступающие отходы. Технология абсолютно чистая, без выбросов в окружающую среду. Конкурентов по эффективности в мире нет. Такие станции можно устанавливать даже в центре города.

Ремонт, восстановление, сервис

Плазменные технологии позволяют осуществлять полное восстановление и защиту повреждённых и изношенных металлических деталей и узлов автомобилей и другой техники методом холодного плазменного напыления металлов (Cu, Zn, Ni, Al, Sn и др.) и сплавов (бронза, латунь и др.).

Другие применения

• утилизация сероводорода (Н₂S) Черного моря с получением дизельного экотоплива ЕВРО-6, удобрений, технической серы и строительных материалов (алебастра, строительных смесей);
• глубокая переработка природного газа в широкую гамму продукции органической химии, в т.ч. производство графенов для С-накопителей электроэнергии;
• энерго-эффективное опреснение морской воды с экологически безопасной утилизацией солевого концентрата;
• изготовление плазменного энергетического С-оборудования производственного и бытового назначения;
• производство дешёвых высококачественных плазменных С-излучателей звука промышленного, концертного и бытового назначения, способных излучать управляемую когерентную звуковую волну.
• и др.

Эффективность

• В мире многие занимаются работами над плазмой, но ни у кого нет технологического решения и тем более технологии массового применения. Пример: С-плазмотрон мощностью 0.5 мВт (см. фото) обычный человек может нести в одной руке, как бутыль с водой. В США плазмотрон такой же мощности весит 8 тонн, имеет высоту 3-х этажного здания и перемещается по цеху при помощи крана, под такой плазмотрон строится отдельная электростанция.
• Плазмотронное оборудование энерго-автономно. Энергия нужна только для запуска плазмотронов, далее выделяется избыточная тепловая энергия, преобразуемая в электрическую.
• Рентабельность плазмотронного оборудования составляет 300%...2800% — в зависимости от решаемой задачи. Срок окупаемости 1-2 месяца.
• Имеющие сегодня в мире технологии не в состоянии соперничать с вышеописанными. Разработка аналогов требует гигантских вложений в НИОКР и займёт много времени. По западным оценкам на это им потребуется 70…90 лет.
• Технологии С-плазмотронов не конкурируют с текущими мировыми, так как базируются на фундаментальной  элементной базе нового технологического уклада. Опережение настолько велико, что конкуренция отсутствует.

Перспектива

• Страна, внедряющая плазменные и другие С-технологии нового уклада, резко сокращает зависимость своей экономики от минеральных ресурсов. Такие страны с избытком обеспечивают себя всеми видами энергии и материалов, высококачественной водой и продуктами питания.
• Распространение плазменных и других С-технологий нового уклада меняет экономический базис цивилизации и гармонизирует общественные отношения, прекращает борьбу за ресурсы, обеспечивает предоставление комфортных условий жизнедеятельности каждому человеку при любом числе населения Земли.

Москва. Центр управления развитием нового технологического уклада. Составитель: К. Э. Габрин. Telegram: t.me/neobasis, e-mail: bionano@list.ru.