Moksliniai tyrimai dujų filtravimo ir energetikos srityje: nuo branduolinės atliekų tvarkymo iki transporto dekarbonizacijos
Energetikos sektorius nuolat susiduria su iššūkiais, susijusiais su efektyvumu, saugumu ir aplinkos apsauga. Moksliniai tyrimai šioje srityje apima platų spektrą - nuo sudėtingų branduolinės energijos atliekų tvarkymo iki pažangių dujų filtravimo technologijų transporto priemonėse. Šie tyrimai yra gyvybiškai svarbūs siekiant užtikrinti tvarų energetikos vystymą, sumažinti neigiamą poveikį aplinkai ir apsaugoti žmonių sveikatą.
Panaudoto branduolinio kuro tvarkymas ir saugojimas
Vienas didžiausių iššūkių branduolinėje energetikoje yra panaudoto branduolinio kuro (PBK) - branduoliniame reaktoriuje susidarančios radioaktyviosios atliekos - tvarkymas ir saugojimas. Uždarius Ignalinos atominę elektrinę, būtina užtikrinti, kad jos reaktoriuose susidaręs PBK būtų sutvarkytas pagal visus saugos ir teisinius reikalavimus, nekeliant pavojaus žmonių sveikatai ar aplinkai. Laboratorijose atliekamas kuro charakteristikų modeliavimas, dujų bei radionuklidų sklaidos vertinimas, analizuojami termo-hidro-mechaniniai-cheminiai procesai geologinėse struktūrose, taip pat tiriamas saugojimo ir šalinimo įrenginių saugumas bei poveikis aplinkai, atsižvelgiant į naujausius norminės ir įstatyminės bazės reikalavimus. Šie klausimai sprendžiami tarptautiniu mastu, dalyvaujant IAEA iniciatyvose ir semiantis gerosios patirties iš užsienio partnerių.
Kitų radioaktyviųjų atliekų tvarkymas
Be PBK, didžioji dalis radioaktyviųjų atliekų (RA) Lietuvoje susidarė Ignalinos atominėje elektrinėje, o nedidelis procentas - mokslo, sveikatos priežiūros įstaigose ir pramonės įmonėse. RA gamintojas privalo jas tvarkyti pagal LR Vyriausybės patvirtintus nutarimus, užtikrinant darbuotojų, gyventojų ir aplinkos saugą. Laboratorijose atliekami atliekų radionuklidų sklidimo iš atliekynų vertinimai, atliekų apdorojimo technologinės įrangos bei saugojimo ir šalinimo įrenginių saugos vertinimai ir poveikio aplinkai tyrimai.
Branduolinio objekto eksploatacijos nutraukimas
Branduolinio objekto eksploatacijos nutraukimas, kai numatytas eksploatavimo laikas eina į pabaigą ar tai diktuojama saugumo rekomendacijų, yra sudėtingas teisinių, organizacinių ir techninių priemonių įgyvendinimo procesas. Jis reikalauja atitinkamų veiklos leidimų, licencijų ir, svarbiausia, užtikrintos saugos. Šioje srityje laboratorijų mokslininkai planuoja atominių elektrinių eksploatacijos nutraukimą, išmontavimą bei su tuo susijusias išlaidas. Taip pat jie analizuoja ir rengia teritorijos, statinių, sistemų ir įrangos radiologinius apibūdinimus, atlieka atskirų objektų išmontavimo saugos ir poveikio aplinkai tyrimus.
Šilumos ir pernašos procesų tyrimai energetikoje
Šiluminių procesų tyrimai vykdomi įvairiuose branduolinės ir nebranduolinės energetikos įrenginių komponentuose. Laboratorijos mokslininkai atlieka eksperimentinius šilumos ir pernašos procesų tyrimus bei skaitinį modeliavimą, naudojant ANCYS CFD ir Comsol kompiuterines programas įvairių tipų ir konstrukcijų kanaluose. Tokie tyrimai leidžia įvertinti įvairių energetinių sistemų ar šilumokaičių patikimumą, nagrinėjant priverstinę ir mišrią konvekciją, turbulentinius ir pereinamuosius tekėjimo režimus, vienfazius ir dvifazius srautus, taip pat kanalo geometrijos, kintamų fizikinių savybių, šiurkštumo, išcentrinių jėgų ir kitų veiksnių įtaką.
Biokuro energetikos efektyvinimas ir taršos mažinimas
Deginant biokurą, į aplinką pašalinama daug nepanaudotos šilumos ir su dūmais išnešama nemažai teršalų dėl techniškai pasenusios ar neefektyvios įrangos. Laboratorijoje atliekami moksliniai tyrimai, siekiant efektyvinti energijos generavimą biokuro katilinėse. Tai apima dūmų išvalymo (naudojant elektrostatinius filtrus) ir šilumos iš jų atgavimo technologijų optimizavimą.
Gaisro analizė branduolinėje energetikoje
Gaisro analizė yra svarbi atliekant visos atominės elektrinės ar jos atskirų sistemų saugos vertinimą tiek eksploatavimo metu, tiek ir nutraukiant eksploataciją. Vertinamas patalpų, kuriose yra degių medžiagų, gaisro pavojus ir konstrukcijų atsparumas gaisrui.
Vandens telkinių būklės ir poveikio aplinkai tyrimai
Svarbiausi laboratorijos tyrimų objektai apima Lietuvos upes ir ežerus, Kuršių marias bei Baltijos jūrą. Ekstremalūs gamtos reiškiniai - audros, potvyniai - ir žmonių ūkinė veikla (energijos gamyba, laivyba, tvenkinių eksploatacija) lemia šių vandens telkinių būklę. Mokslininkai atlieka įvairių sistemų, susijusių su ekonomikos dekarbonizacija ir klimato kaitos švelninimu, raidos ir funkcionavimo analizę bei matematinį modeliavimą. Tai apima techninių, gamtinių ir socialinių sistemų integracijos, atsinaujinančių energijos išteklių naudojimo ir poveikio aplinkai kompleksinius tyrimus.
Elektros energetikos sistemos ir išmanieji tinklai
Elektros energetikos sistemos (EES) yra vienos sudėtingiausių techninių ir organizacinių sistemų, apimančios generatorius, elektros tinklus ir vartotojus, veikiančius sinchroniškai didelėse teritorijose. EES darbo režimai nuolat kinta, ir operatoriaus uždavinys yra tinkamai juos valdyti, kad neviršytų leistinų parametrų ribų. Valdymas tampa dar sudėtingesnis ekstremaliomis sąlygomis, o nesuvaldyti režimai gali baigtis sistemos nestabilumu ar net visiškum užgesimu. Šiuolaikinės EES plėtrai būdingi nauji pokyčiai: plečiasi tarpsisteminė elektros prekyba, didėja atsinaujinančiais ištekliais grindžiama generacija, o tai kelia režimų nebalansų, tinklų perkrovų ir dinaminio nestabilumo riziką. Sumažinti šią riziką padės išmaniųjų tinklų technologijos.
Išmanieji tinklai leis efektyviai veikti bendrai Europos elektros rinkai, kurioje dalyvaus daug smulkiųjų generacijos šaltinių (saulės ir vėjo elektrinių). Tradicinis pasyvus skirstomasis tinklas taps aktyvus, persiųsdamas smulkiųjų šaltinių pagamintą energiją į perdavimo tinklą. Rinkoje atsiras daug aktyvių vartotojų ("prozumerių" arba "gaminančių vartotojų"), kurie lanksčiai keis savo vartojimą ir turės savo mikrogeneracijos šaltinius. Tinkle taip pat atsiras smulkių energijos kaupiklių, pirmiausia elektros baterijų.
Medžiagų senėjimo ir ilgaamžiškumo tyrimai energetikoje
Laboratorijoje atliekami tyrimai, skirti plienų ir specialių lydinių, taikomų energetinių įrenginių konstrukciniuose elementuose, senėjimo procesų dėsningumams pažinti, šių procesų valdymo bei ilgaamžiškumo klausimams spręsti. Naudojant mechaninius bandymus, rentgeno spinduliuotės difrakcinę analizę (XRD), sudėties elementinę analizę, optinę ir skenuojančią elektroninę mikroskopiją, tiriami eksploatuotų plienų bei spalvotų metalų lydinių savybių ir struktūros pokyčiai. Taikant eksperimentinius ir skaitinius metodus, prognozuojamas eksploatacinis patikimumas, atsižvelgiant į eksploatacijos metu veikiančius veiksnius bei medžiagų senėjimo procesus.
Šioje tyrimų kryptyje laboratorijos darbuotojai dalyvavo ilgalaikėse mokslinių tyrimų ir eksperimentinės plėtros programose, tokiose kaip „Branduoliniuose ir termobranduoliniuose įrenginiuose vykstančių saugai svarbių procesų moksliniai tyrimai“ bei „Atominių elektrinių eksploatavimo nutraukimo ir radioaktyviųjų atliekų bei atidirbusio kuro tvarkymo procesų tyrimas ir radiacinio poveikio analizė“. Buvo baigtas Lietuvos mokslo tarybos finansuojamas projektas „Naujos kartos plieno ilgaamžiškumo įvertinimo modelis“, kurio metu sudarytas karbido kristalografinių parametrų kitimo aukštose temperatūrose kinetinis modelis.
Vandenilio ir hidridų poveikio cirkonio lydiniams tyrimai
Laboratorija tęsė tyrimus, susijusius su vandenilio ir hidridų degradaciniu poveikiu cirkonio lydiniams. Buvo baigtas Tarptautinės atominės energetikos agentūros (TATENA) koordinuojamas tyrimų projektas „Cirkonio lydinių vandenilio sukeliamos degradacijos sąlygų įvertinimas branduolinio kuro eksploatacijos ir ilgalaikio saugojimo metu“. Šio darbo metu sukurtos eksperimentinės procedūros, siekiant įvertinti hidridinio pleišėjimo sąlygas cirkonio lydinio kuro apvalkaluose bei nustatyti įtempių koncentracijos koeficientų reikšmes ir temperatūros ribas, kuriose gali įvykti kuro apvalkalų suirimas.
Aplinkos įtakojamo nuovargio vertinimas reaktorių eksploatacijos sąlygomis
Laboratorijos darbuotojai, kartu su partneriais, tęsė EK finansuojamos programos „Horizontas 2020“ projektą „AE saugos didinimas užpildant duomenų spragas aplinkos įtakojamo nuovargio įvertinime“ (INCEFA-PLUS). Projekto tikslas - gauti naujus eksperimentinius duomenis ir pateikti rekomendacijas vertinant nuovarginį irimą atominių reaktorių eksploatacijos sąlygomis. Tiriama deformacijų ir įtempių režimo, jų išlaikymo trukmės bei paviršiaus šiurkštumo įtaka austenitinių plienų nuovargio patvarumui. Gauti tyrimų duomenys yra įtraukti į MatDB duomenų bazę (JRC, Institute for Energy and Transport).
Nanometrinio dydžio modifikuotų priedų įtaka kompozicinių medžiagų struktūrai
Baigtas biudžeto subsidijomis finansuojamas mokslinis darbas „Nanometrinio dydžio modifikuotų priedų įtaka kompozicinių medžiagų struktūrai tyrimai“. Darbas skirtas gamtinių ir sintetinių sluoksninių nanosilikatų struktūrai tirti ir modifikavimo metodikai optimizuoti, taip pat modifikuotų silikatų ir kompleksinių nanometrinio dydžio priedų įtakos cementinių kompozicinių medžiagų morfologijai nustatyti. Įvertintas cementinės kompozicijos su nanopriedu - organiškai modifikuotu sluoksniniu nanosilikatu - struktūros pokyčių priklausomumas nuo keleto veiksnių: nanosilikato paruošimo technologijos, jo bei naudojamo organinio modifikatoriaus koncentracijų.
Katalizatorių kūrimas CO2/CO metanacijai ir biometano gamybai
Laboratorijos mokslininkai sintetins naujo tipo katalizatorius, pasižyminčius porėtu didelio savitojo paviršiaus ploto heterostruktūros pagrindu. Šie katalizatoriai bus naudojami CO2/CO metanacijai ir padidins biometano susidarymo proceso efektyvumą bei ekonomiškumą.
Dujų įranga automobiliams: efektyvumas ir ekologiškumas
Dujų įranga automobiliams tampa vis populiaresnė, ypač dėl akivaizdaus dujų ir benzino kainų skirtumo. Moderni dujų įranga paneigia mitus apie tai, kad dujos netinkamos automobiliams ar kad jos kelia žalą varikliui. Šiuo metu populiariausia yra tiesioginio įpurškimo dujų įranga. Dujų įranga yra pravarti dėl ekologiško ir mažiau gamtą teršiančio kuro (dujos neturi sunkiųjų metalų). Dujų įranga ir jos montavimas greitai atsiperka dėl puikios dujų kainos - ji visose šalyse yra apie du kartus mažesnė nei benzino. Pagal savo konstrukciją, paskirtį ir sudėtį dujų įranga yra skirstoma į keturias kartas. Populiariausia ir dažniausiai montuojama yra ketvirtosios kartos dujų įranga, kuri reikalauja mažiau priežiūros, yra modernesnė, lengviau pritaikoma prie automobilio variklio darbo, puikiai atitinka važiavimo dinamiką ir prisitaiko prie automobilio kompiuterio, stebėdama, kaip kompiuteris reguliuoja benzino purkštukus ir valdo dujų purkštukus.
Landi Renzo originali dujų įranga - kaip ji veikia, ar galima remontuoti ir aptarnauti. Servisas 007
Dujų įranga Zenit Pro - tai naujos kartos dujų įranga, tinkanti visiems automobiliams, turintiems benzino įpurškimo sistemas. Ji gali veikti tiek su sekvencine, tiek su nesekvencine ar pusiau sekvencine benzino įpurškimo sistema. Dujų įranga Zenit Pro taip pat gali dirbti su „Renix“ tipo benzino įpurškimo sistema ir mikroįpurškimus atliekančiomis sistemomis. Automobiliams skirta sekvencinė dujų įranga ZENIT atitinka EURO 3 ir EURO 4 automobilių gamintojų techninius reikalavimus. Jos sudedamosios dalys gaminamos skirtinguose italų koncernuose, o elektronika - Italijos koncerne „Autronic“. Dujų įranga Zenit Pro suderinama su daugeliu purkštukų: „Matrix“, „Valtek“, „Keihin“, „Hercules“ ir kt.
Daugiakomponentiniai dujų analizatoriai: taršos matavimas ir kontrolė
Daugiakomponentiniai dujų analizatoriai daugiausia naudojami išmetamųjų dujų ir biodujų sudėčiai matuoti. Jie taip pat naudojami įvairių gamybos procesų, įskaitant metalurgijos procesus ir išmetamųjų teršalų kontrolę cemento, medienos plokščių, popieriaus ir celiuliozės gamybos metu, išmetamųjų dujų kiekiui matuoti. Dėl neseniai ES lygmeniu pasikeitusių teisinių reglamentų, susijusių su pramoninių įrenginių išmetamų teršalų kiekiu, didėja tikslių, greitų ir mobilių prietaisų, skirtų dujų išmetimui matuoti realiuoju laiku, poreikis.
„GT6000 Mobilis“ yra modernus, mobilus daugiaparamentris analizatorius, sukurtas vienu metu matuoti iki kelių dešimčių išmetamųjų dujų ir stebėti dujų koncentracijas įvairiomis aplinkos sąlygomis. Jis naudoja FTIR technologiją, kuri vienu metu aptinka platų dujų spektrą ir leidžia tiksliai identifikuoti bei kiekybiškai įvertinti dujas, remiantis jų unikaliais infraraudonųjų spindulių absorbcijos spektrais. „GT6000 Mobilis“ gali vienu metu aptikti iki 50 skirtingų dujų komponentų, žymiai sumažindamas kelių analizatorių poreikį atskiroms matavimo užduotims. Tai ne tik sutrumpina matavimo laiką, bet ir leidžia sutaupyti lėšų. Analizatorius gali vienu metu matuoti visus pagrindinius junginius, įskaitant deguonies matavimą naudojant „PSS Plus“. Sistemą valdo galinga ir intuityvi „Calcmet“ programinė įranga.
Dėl FTIR technologijos „GT6000 Mobilis“ analizatorius gali būti naudojamas įvairiems matavimams - nuo įprastų tyrimų iki tikslių procesų matavimų ir išmetamųjų teršalų stebėjimo vietoje. Jis sukurtas atsižvelgiant į operatoriaus patogumą - sveria tik 11,2 kg, yra lengvai surenkamas ir išardomas, o dėl modulinės konstrukcijos ir kompaktiškos konstrukcijos jį lengva ir efektyvu transportuoti. Analizatoriaus paruošimas darbui yra greitas ir paprastas. „GT6000 Mobilis“ siūlo pažangias nuotolinio valdymo ir duomenų perdavimo funkcijas. Integruotas „Wi-Fi“ ir „Bluetooth“ ryšys leidžia operatoriams sklandžiai stebėti ir valdyti analizatoriaus veikimą nuotoliniu būdu, taip pagerinant darbo efektyvumą. Naudojant specialią „Wi-Fi“ stotelės (VPN) režimą, galima nuotoliniu būdu valdyti „GT6000“ be atstumo apribojimų ir stebėti rezultatus realiuoju laiku iš bet kurios vietos.
Transporto taršos mažinimo įrenginiai: katalizatoriai ir DPF filtrai
Daugelis vairuotojų apie katalizatorių ar DPF filtrą pagalvoja tik tada, kai prietaisų skydelyje užsidega įspėjamoji lemputė arba artėja techninė apžiūra. Tačiau šie įrenginiai tiesiogiai veikia orą, kuriuo kvėpuojame. Automobilio variklis degindamas kurą išskiria daugybę kenksmingų medžiagų, kurios, Pasaulio sveikatos organizacijos teigimu, yra viena didžiausių aplinkos grėsmių sveikatai. Transportas yra vienas pagrindinių taršos šaltinių miestuose, o jo poveikis ypač pavojingas vaikams ir vyresnio amžiaus žmonėms.
Pagrindinis argumentas prieš šių įrenginių priežiūrą yra kaina - naujas DPF filtras ar katalizatorius gali kainuoti šimtus ar net tūkstančius eurų. Tačiau svarbu suprasti, kad šių įrenginių šalinimas ar išjungimas yra nelegalus ir draudžiamas Lietuvoje. Be to, tai kenkia automobiliui, keičia variklio darbą, mažina automobilio vertę ir, svarbiausia, kenkia pačiam vairuotojui ir aplinkiniams.
Dažna problema - DPF filtras užsikemša. Anksčiau vienintelė išeitis buvo brangus keitimas. Dabar profesionalus valymas pašalina suodžių sankaupas nenaudojant agresyvių chemikalų ir nepažeidžiant filtro struktūros. Sugadintas katalizatorius ne tik teršia aplinką. Jei katalizatorius nebetinkamas naudojimui, jo keitimas naujas nebūtinai turi kainuoti turtus. Svarbu rinktis patikimus tiekėjus, kurie siūlo sertifikuotus produktus.
Vienas automobilis gal ir neatrodo didelis taršos šaltinis, bet Lietuvoje registruota per 1,5 milijono lengvųjų automobilių. Tai jau nebe „vieno automobilio problema”. Kiekvieną kartą, kai užvedame automobilį, darome pasirinkimą. Jei DPF filtras jau sukėlė problemų - pradėkite nuo profesionalaus valymo. Jei katalizatorius nebetinkamas - rinkitės kokybišką pakaitalą.
tags: #mokslianiai #duju #filtrai
