Ο υδράργυρος είναι ένα μέταλλο με μεγάλη τοξικότητα που απασχολεί ιδιαίτερα την επιστημονική κοινότητα, δεδομένου ότι συσσωρεύεται στο περιβάλλον και στην τροφική αλυσίδα. Ο υδράργυρος εκπέμπεται στην ατμόσφαιρα από διάφορες πηγές με κυριότερες τις μονάδες ηλεκτροπαραγωγής με καύση γαιανθράκων και γενικότερα στερεών καυσίμων, κλίβανους αποτέφρωσης λυμάτων και απορριμμάτων, εργοστάσια παραγωγής τσιμέντου κ. α. έχει μακροχρόνιες επιπτώσεις στη υγεία, και του αποδίδονται βλάβες στο νευρικό σύστημα, στα νεφρά και ήπαρ ενώ παρεμποδίζει την φυσιολογική ανάπτυξη των εμβρύων αλλά και των παιδιών. Για τους λόγους αυτούς διάφοροι διεθνείς οργανισμοί έχουν θέσει ποσοτικά όρια στις εκπομπές με την ΕU να θέτει το όριο των 50 μg/m3 στα απαέρια καύσης μονάδων ηλεκτροπαραγωγής με γαιάνθρακες-λιγνιτών συμπεριλαμβανομένων. Η πλέον συνήθης μέθοδος κατακράτησης του υδραργύρου είναι η ρόφηση του σε διάφορα στερεά ροφητικά, με κύριο τους ενεργούς άνθρακες. Με βάση τα πιο πάνω στοιχεία τα τελευταία χρόνια γίνονται σημαντικές προσπάθειες εξεύρεσης βελτιωμένων ροφητικών με αυξημένη ικανότητα κατακράτησης υδραργύρου και μικρότερου κόστους ώστε να μειωθεί η επιβάρυνση της ηλεκτρικής ενέργειας από την απομάκρυνση του υδραργύρου. Αυτό ήταν και ο βασικός στόχος του έργου. Ετσι, σχεδιάστηκαν, παράχθηκαν και χαρακτηρίστηκαν καινοτόμα ανόργανα και ανθρακούχα ροφητικά υδραργύρου. Από αυτά ξεχωρίζουν δυο διαφορετικοί τύποι: τα μεικτά υδροξείδιο του Fe-Mn και τα απανθρακώματα ιλύος μονάδων βιολογικού καθαρισμού αστικών αποβλήτων. Τα πρώτα παρουσιάζουν ακραία υψηλές ροφητικές ικανότητες υδραργύρου σε σχέση με τα υπάρχοντα ενώ τα δεύτερα αν και χαμηλότερης ροφητικής ικανότητας πλεονεκτούν γιατί παράγονται από απόβλητα μηδενικού κόστους, με σχετικά φθηνή μέθοδο.
Στα ανόργανα ροφητικά η καινοτομία οφείλεται στο υλικό καθΆ εαυτό που παρασκευάσθηκε από την ομάδα έργου όπου προβλέφθηκε η κατάλληλη χημική δομή ειδικά για την δέσμευση ατμών στοιχειακού υδραργύρου. Στα ανθρακούχα ροφητικά έμφαση δόθηκε στη επιλογή της πρώτης ύλης, να είναι φθηνή, ανανεώσιμη, εύκολα διαθέσιμη αλλά και στην ελαχιστοποίηση του κόστους παραγωγής. Οφείλομε να τονίσουμε, ότι μέχρι σήμερα δεν έχει παραχθεί από τρίτους ανθρακούχο ροφητικό με την μέθοδο και τις ιδιότητες ορισμένων από τα παραχθέντα στον παρόν έργο. Και οι δύο κατηγορίες υλικών κρίνονται ως ιδιαίτερα ανταγωνιστικές σε σχέση με των έως σήμερα χρησιμοποιούμενων ενεργών ανθράκων, αλλά και αυτών της διεθνούς βιβλιογραφίας. Ακόμη, διερευνήθηκε ο μηχανισμός κατακράτησης του υδραργύρου στα παραχθέντα υλικά απΆ όπου προέκυψαν οι μηχανισμοί ρόφησης – οξείδωσης του στοιχειακού υδραργύρου για τα ανόργανα ροφητικά αλλά και για τα ανθρακούχα.
Οι πιλοτικές δοκιμές σε πραγματικές-βιομηχανικές συνθήκες απέδειξαν ότι τα παραχθέντα ροφητικά επιδεικνύουν τις ίδιες υψηλές ροφητικές ικανότητες που έδειξαν στο εργαστήριο χωρίς η παρουσία των άλλων συστατικών των καυσαερίων να επηρεάζει την συμπεριφορά τους στην κατακράτηση υδραργύρου.
Πέραν αυτού, σχεδιάστηκε ο κατάλληλος τύπος εξοπλισμού ρόφησης (Deep Bed Adsorber-απορροφητής βαθείας κλίνης) για τα καινοτόμα ροφητικά και αξιολογήθηκε τεχνικό-οικονομικά. Αυτό αποτελεί και το τελικό προϊόν του έργου, δηλαδή ένα πλήρες σύστημα καινοτόμων ροφητικών σε συνδυασμό με τον απαιτούμενο εξοπλισμό, ώστε να μπορεί να εγκατασταθεί «με το κλειδί στο χέρι» σε βιομηχανικές μονάδες για τη κατακράτηση Ηg από απαέρια καύσης στερεών καυσίμων. Τα αποτελέσματα δείχνουν ότι όλο το σύστημα που επινοήθηκε από την ομάδα έργου είναι άκρως ανταγωνιστικό, επειδή μειώνει την επιβάρυνση κόστους ενέργειας κατά δέκα φόρες σε σύγκριση με τα χρησιμοποιούμενα σήμερα συστήματα στη βιομηχανία.
Επομένως, επιτεύχθηκαν πλήρως οι στόχοι του έργου που ήταν η παραγωγή διαφόρων ειδών και προελεύσεων ροφητικών υλικών για κατακράτηση υδραργύρου με πολύ μεγάλα τεχνικά και οικονομικά πλεονεκτήματα που τα καθιστά άκρως ανταγωνιστικά και εν δυνάμει υποψήφια για να αντικαταστήσουν τα υπάρχοντα σήμερα στο εμπόριο. Τα υλικά αυτά μπορούν να αξιοποιηθούν εμπορικά σε διεθνές επίπεδο από τους εταίρους του έργου δεδομένου ότι υπάρχει η σχετική εμπειρία και μηχανισμός προώθησης των προϊόντων στην αγορά, αφού βέβαια εξευρεθούν οι αναγκαίοι οικονομικοί πόροι. Εν δυνάμει καταναλωτές των προηγμένων ροφητικών είναι οι μονάδες που αναφέρθηκαν στην εισαγωγή και είναι ουσιαστικά μονάδες καύσης στερεών ανεξαρτήτως της χρήσης της παραγόμενης ενέργειας.
Ο χαρακτηρισμός ως καλή πρακτική τεκμηριώνεται από το ότι παράχθηκαν μια σειρά από καινοτόμα υλικά με βάση τον καλό προγραμματισμό και τις στοχευόμενες πειραματικές δοκιμές που είχαν βασιστεί σε προηγούμενη εμπειρία και γνώση που οδήγησε στην γρήγορη επιτυχία των στόχων του έργου.
Προηγμένα Υλικά για Δέσμευση Υδραργύρου
|
Τομέας Παρέμβασης:
|
Έρευνα & Τεχνολογία
|
Περιφέρεια:
|
Κεντρικής Μακεδονίας (συντονιστής)
|
Επιχ. Πρόγραμμα:
|
Ανταγωνιστικότητα & Επιχειρηματικότητα - Π.Ε.Π. Μακεδονίας-Θράκης - Π.Ε.Π. Αττικής
|
Δράση:
|
ΣΥΝΕΡΓΑΣΙΑ 2011
|
Ταμείο:
|
Ε.Τ.Π.Α.
|
Φορείς:
|
ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΓΕΝΙΚΗΣ ΧΗΜΙΚΗΣ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑΣ – ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ
ΛΟΥΦΑΚΗΣ ΑΝΩΝΥΜΗ ΒΙΟΜΗΧΑΝΙΚΗ & ΕΜΠΟΡΙΚΗ ΕΤΑΙΡΙΑ ΧΗΜΙΚΩΝ ΠΡΟΪΟΝΤΩΝ
ΕΣΤΙΑ ΣΥΜΒΟΥΛΟΙ & ΜΗΧΑΝΙΚΟΙ ΑΕ
|
Π/Υ:
|
701.742,00 ευρώ
|
Δημόσια Δαπάνη:
|
496.733,00 ευρώ
|
Φορέας Υλοποίησης:
|
ΕΥΔΕ-ΕΤΑΚ
|
|