CC BY
1Экология Ecology
Научная статья/Article
УДК 621
https://doi.org/10.34130/2306-6229-2023-4-63
Возможности Туркменистана в производстве экологически чистых теплоизоляционных материалов и изделий
Какагелди Атаджанович Сарыев1, Агамырат Овулягулыевич Овулягулыев2, Азат Атамырадов3
123Госу дарственный энергетический институт Туркменистана, г. Мары, Туркменистан,
Аннотация. Статья посвящена теплоизоляционным материалам. Это новое направление в теплоэнергетике. Описанный теплоизоляционный материал можно использовать в качестве тепловой изоляции на плоских и цилиндрических поверхностях с температурой 60+300 "С.
Снижение тепловых потерь ведет к экономии дорогостоящего топлива, снижению вредных выбросов в атмосферу с уходящими газами. Это важнейшая задача производителей и потребителей тепловой энергии. Использование предложенных местных материалов, таких как тростник, для изготовления теплоизоляционных материалов позволит сэкономить природные ресурсы, затрачиваемые на отопление помещений, и увеличить экспортные возможности страны.
Ключевые слова: теплоизоляционные материалы, тростник, асбест, диатомит, сове-лит, перлит, вермикулит, связующие вещества
Для цитирования: Сарыев К. А., Овулягулыев А. О., Атамырадов А. Возможности Туркменистана в производстве экологически чистых теплоизоляционных материалов и изделий // Вестник Сыктывкарского университета. Серия 2. Биология. Геология. Химия. Экология. 2023. № 4 [28). С. 63-67. https://doi.org/10.34130/2306-6229-2023-4-63
Possibilities of Turkmenistan in the production of environmentally friendly thermal insulation materials
and products
Kakageldi A. Saryyev1, Agamyrat O. Ovulyagulyyev2, Azat Atamyradov3
12 3State Energy Institute of Turkmenistan, Mary city, Turkmenistan, 745400, Bajramhan str., 62,
Abstract. This scientific topic is devoted to thermal insulation materials and is a completely new direction in thermal power engineering. It can be used as thermal insulation on flat and cylindrical surfaces with temperatures of60+300Ш.
Reducing heat losses, and as a result of saving expensive fuel, reducing harmful emissions into the atmosphere with exhaust gases by reducing the amount of fuel burned is the most important task of producers and consumers of thermal energy. Using the proposed local materials such as reed for the manufacture of thermal insulation materials will save natural resources spent on space heating and increase the country's export capabilities.
Keywords: thermal insulation materials, reed, asbestos, diatomite, sovelite, perlite, vermiculite, binders
For citation: Saryyev K. A. Ovulyagulyyev A. 0., Atamyradov A. Possibilities of Turkmenistan in the production of environmentally friendly thermal insulation materials and products. Vestnik Syktyv-karskogo universiteta. Seriya 2. Biologiya, geologiya, himiya, ekologiya = Syktyvkar University Bulletin.
Series 2. Biology, geology, chemistry, ecology. 2023. 4(28): 63-67 (In Russ.). https://doi.org/10.34130/2306-6229-2023-4-63
Введение. В последнее время мировое сообщество столкнулось с серьёзными энергетическими проблемами, обусловленными ускоренным экономическим ростом, исчерпанием и крайне неравномерным распределением энергетических ресурсов, чрезмерной нагрузкой энергетической инфраструктуры на окружающую среду.
Создание в будущем системы обеспечения продовольственными товарами за счет производства нашей вместо импортируемых товаров откроет широкую возможность развития в нашей стране предпринимательства. В связи с этим основными задачами являются: экономия расходов на электрическую энергию, теплообеспечение, также охрана окружающей среды от загрязнения.
Основные акценты при этом направлены на теплосбережение за счет организации учета тепловой энергии, поддержания оптимальных параметров теплоносителей и минимизации тепловых потерь в окружающую среду с поверхности теплотехнического оборудования, технологических трубопроводов и наружных ограждений зданий. Последнее предполагает наличие эффективной теплоизоляции и периодический контроль её целостности.
Широкий спектр таких исследований проводится как учеными, так и разработчиками энергоэффективных конструкций, оптимальных тепловых схем и режимов эксплуатации промышленных теплоэнергетических установок [1].
В современных условиях измерение плотности тепловых потоков приобретает важное значение в технике. Они необходимы в теплофизических экспериментах, посвященных исследованиям свойств вещества и процессов теплообмена, а также для диагностики промышленного теплоэнергетического оборудования и управления режимами его работы. Методы теплометрии можно с успехом применять для оперативного контроля качества тепловой изоляции энергетических установок и трубопроводов, определения теплозащитных свойств строительных конструкций. Такой контроль способствует, с одной стороны, рациональному использованию изоляционных материалов, а с другой - экономии тепловой энергии.
Материалы и методы. Применение эффективной тепловой изоляции на тепловых электростанциях в среднем дает возможность экономить свыше 2 т у. т. в год с 1 м2 изолируемой поверхности. Рациональное использование 1 т теплоизоляционного материала дает возможность сэкономить до 120 т у. т. в год [2].
Рис. 1. Тростник
В Туркменистане впервые разработана технология производства из местного сырья экологически чистых по качественным показателям теплоизоляционных материалов и изделий. В качестве сырья использованы обычные дикорастущие растения. В результате проведённого испытания качества сырья было решено применить дикорастущий тростник в качестве теплоизоляционного материала (рис. 1).
гипс I
измельчение
тростника
добавить
формование
очистка и смазка тары
склад готового сырья
Рис. 2. Схема изготовление теплоизоляционных материалов из местного сырья
В технологии изготовления теплоизоляционных материалов из местного сырья надо в исходное сырье добавить гидроксид кальция Са(0Н)2 (гашеная известь) во влажном подогретом виде, смешать с гипсом Са5С>4. В итоге воздействия продуктов появляется гидроокись кальция. Чтобы армировать материал прибавляется 6 % суглинистой глины. Меловые смеси делают из горного камня, которой содержится в породе карбоната. Они изготавливаются в специальной доменной печке при температуре 100(Н1200оС. При обжиге мела появляется углекислый газ, карбонат кальция СаСОз и карбонат магния 1У^С0з. В этой технологии основным сырьем является гашеная известь [3]:
СаСОз = СаО + С02;
(1.1)
1У^СОз= MgO + С02.
(1.2)
Когда окись кальция СаО и окись магния 1У^О смешиваем с водой, то появляется гидроокись кальция и гидроокись магния:
При производстве теплоизоляционных материалов и изделий из местного сырья применены связующие материалы в различном составе и использован ряд методов их изготовления (рис. 2). Каждым методом произведены три вида образцов, в итоге выбран самый оптимальный метод. Для производства теплоизоляционных материалов и изделий из местного сырья определено оптимальное количество связующих материалов, таких как цемент, гипс, глина и известь.
Сушка теплоизоляционных материалов и изделий из местного сырья осуществлялась при температуре 70-80°С. Испытания теплоизоляционных материалов и изделий из местного сырья показали, что при плотности изделия р=412.5-427 кг/м3, пределе прочности на изгибе РИз.=0.45-0.5 МПа, пределе прочности на сжатие Рсж.=0.2-0.25 МПа величина коэффициента теплопроводности составила А=0.0635-0.071 Вт/(м °С).
При производстве теплоизоляционных материалов и изделий из местного сырья прессовым методом влажность сырья считается оптимальной 80-82 %, при затвердении номинальная температура должна быть 70°С, для прессования оптимальное давление составило 0.02 МПа.
Разработаны технологические схемы по производству штучного теплоизоляционного изделия из местного сырья, а также технологический регламент по производству теплоизоляционных материалов и изделий из местного сырья. Проведены производственные испытания в естественных условиях.
Разработан оптимальный состав изделий, а именно количество основного материала из местного сырья и дополнительного материала. Разработана технология производства изготовления различного вида теплоизоляционных материалов и изделий. Физико-механические свойства теплоизоляционного материала определены на современном оборудовании, показано, что их основные технические показатели полностью удовлетворяют требованиям технической эксплуатации.
Заключение. Изготовленные теплоизоляционные материалы и изделия в разном виде в различных производственных условиях прошли испытания и получили положительные оценки. Внедрение разработанной технологии в производство теплоизоляционного материала и изделий дало ощутимые результаты, так как цена покупаемого за пределами республики материала для тепловой изоляции в 2-3 раза выше, чем из местного сырья.
1. Данилов О. Л., Гаряев А. Б., Яковлев И. В. и др. Энергосбережение в теплоэнергетике и теплотехнологиях / под ред. А. В. Клименко. М.: ИД МЭИ, 2010. 423 с.
2. Курбанов X. К, Курраев С., Ягшимурадов А. Д., Оразкылычев А. Т. Анализ природных возможностей изготовления туплоизоляционной продукции и материалов в условиях Туркменистана // Сборник трудов XVII международной научно-технической конференции. Донецк, 2010. С. 93-98.
3. Курраев С. Анализ природных возможностей изготовления туплоизоляционной продукции и материалов в условиях Туркменистана // Сборник трудов XX международной научно-технической конференции. Донецк, 2013. С. 53-59.
СаО + Н20 = Са(ОН)2;
(1.3)
Mg0 + H20 = Mg(0H)2. (1.4)
Список источников
References
1. Danilov О. L., Garyaev А. В., YAkovlev I. V. et al. Energosberezhenie v teploenergetike i teplotekhnologiyah [Energy saving in heat power engineering and heat technologies], Ed. A. V. Klimen-ko. Moscow: Publishing House MPE, 2010. 423 p. [In Russ.)
2. Kurbanov H. K, Kurraev S., YAgshimuradov A. D., Orazkylychev A. T. Analysis of natural possibilities for the manufacture of insulating products and materials in the conditions of Turkmenistan. Sbornik trudov HVII mezhdunarodnoj nauchno-tekhnicheskoj konferencii [Collection of proceedings of the XVII international scientific and technical conference], Doneck, 2010. Pp. 93-98. [In Russ.)
3. Kurraev S. Analysis of natural possibilities for the manufacture of insulation products and materials in the conditions of Turkmenistan. Sbornik trudov HKH mezhdunarodnoj nauchno-tekhnicheskoj konferencii [Collection of proceedings of the XX International Scientific and Technical Conference], Doneck, 2013. Pp. 53-59. [In Russ.)
Информация об авторах / Information about the authors
Сарыев Какагелди Атаджанович
кандидат технических наук, директор НПЦ «Возобновляемые источники энергии»
Государственный энергетический институт Туркменистана
745400, Туркменистан, г. Мары, ул. Бай-рамхан, 62
Овулягулыев Агамырат Овулягулыевич
научный сотрудник НПЦ «Возобновляемые источники энергии»
Государственный энергетический институт Туркменистана
Kakageldi A.Saryyev
PhD, Director of the Scientific and Production Center "Renewable Energy Sources"
State Energy Institute of Turkmenistan
62, Bajramhan str., Mary city, 745400, Turkmenistan
Agamyrat O. Ovulyagulyyev
Researcher at the Scientific and Production Center "Renewable Energy Sources"
State Energy Institute of Turkmenistan
745400, Туркменистан, г. Мары, ул. Бай-рамхан, 62
Азат Атамырадов
начальник отдела технических ресурсов
Государственный энергетический институт Туркменистана
745400, Туркменистан, г. Мары, ул. Бай-рамхан, 62
62, Bajramhan str., Mary city, 745400, Turkmenistan
Azat Atamyradov
Head of Technical Resources Department State Energy Institute of Turkmenistan
62, Bajramhan str., Mary city, 745400, Turkmenistan
Статья поступила в редакцию / The article was submitted Одобрена после рецензирования / Approved after reviewing Принята к публикации / Accepted for publication
10.10.2023 18.10.2023 20.10.2023
