Технологии

• Очистка, обеззараживание воды и придание ей антиоксидантных свойств в установках ИЗУМРУД. Разработаны и широко применяются различные технологические схемы очистки и кондиционирования питьевой воды в установках ИЗУМРУД. Отличия технологических схем обусловлены разнообразием химического состава исходной воды, а также различием требований к качеству и химическому составу очищенной воды. Общность технологий очистки воды в установках типа ИЗУМРУД состоит в том, что исходная вода поступает в электрохимическую систему, представленную соединенными в различной последовательности проточными реакторами – электрохимическими (ранее элементами ПЭМ, с 2009 года – элементами МБ), флотационными, электрокинетическими, каталитическими - где подвергается последовательным стадиям преобразований, обеспечивающим удаление ионов тяжелых металлов, окисление органических соединений и уничтожение микроорганизмов всех видов и форм (бактерии, микобактерии, вирусы, грибы, споры), а также микробных токсинов.
• Технологии синтеза электрохимически активированных растворов в установках СТЭЛ. Установки СТЭЛ представляют собой технические электрохимические системы для получения электрохимически активированных моющих и антимикробных растворов - анолита и католита, отличающихся очень высокой функциональной активностью и экологической чистотой. Любая установка СТЭЛ содержит проточный электрохимический диафрагменный реактор из элементов МБ (до 2009 года – ПЭМ), гидравлическую систему для подачи исходного раствора в реактор и отвода продуктов электрохимического синтеза из реактора, а также источник питания. Кроме того, установки СТЭЛ могут иметь систему автоматического контроля параметров работы установки, автоматизированную систему периодической промывки установки кислотным раствором и ряд других приспособлений и устройств, определяющих степень технического совершенства установки СТЭЛ. Разработаны и серийно производятся установки СТЭЛ производительностью по активированным растворам всех типов (кислый и нейтральный анолит, щелочной и нейтральный католит) от 10 до 1000 литров в час. Степень их технического совершенства определяется способностью получения активированных растворов возможно меньшей минерализации (при допустимом диапазоне вариации содержания электролитов в исходном водном растворе от 0,2 до 1,5 г/л) при возможно более высокой концентрации оксидантов анолита и возможно более высоком значении восстановительного потенциала католита (минус 700 – минус 800 мВ относительно хлорсеребряного электрода сравнения) и возможно меньшей его минерализации (предпочтительно не более 1,5 г/л).
• Технологии получения раствора оксидантов в установках АКВАХЛОР. Установки АКВАХЛОР предназначены для получения раствора смеси оксидантов из водного раствора хлорида натрия. Установки производятся в виде модулей производительностью от 30 до 500 граммов смеси оксидантов в час. В установках АКВАХЛОР использован новый технологический процесс электролиза раствора хлорида натрия – ионселективный электролиз с диафрагмой (ИСЭД), что обеспечивает сочетание в одном устройстве высокой экономичности с полной безопасностью в эксплуатации. При получении 1 кг смеси оксидантов в пересчете на молекулярный хлор в установках АКВАХЛОР расходуется не более 2,0 кг хлорида натрия и от 1,8 до 3,5 кВт-ч электроэнергии. Из раствора хлорида натрия, который дозированно вводится в реактор установок АКВАХЛОР, в анодных камерах компактных проточных модульных элементов под давлением от 0,8 до 1,2 кгс/см 2 синтезируется влажная газообразная смесь оксидантов, представленная хлором (95 %), диоксидом хлора (3 %), озоном (2 %), которая сразу после образования смешивается с водой в эжекторном смесителе установок АКВАХЛОР, образуя раствор оксидантов, который, в отличие от обычной хлорной воды или раствора гипохлорита натрия, не образует побочных продуктов хлорирования (тригалометанов) при взаимодействии с органическими соединениями в обрабатываемой воде. Установки АКВАХЛОР являются альтернативным компактным и высокопроизводительным источником смеси оксидантов и могут использоваться в качестве замены баллонов и контейнеров с жидким хлором и, собственно, хлораторов на станциях очистки воды хозяйственно-питьевого водоснабжения, на локальных станциях очистки воды, на сооружениях очистки бытовых и промышленных сточных вод, в системах очистки воды плавательных бассейнов как в виде единичных модулей, так и в виде группы модулей, объединенных в единую гидравлическую систему с заданной производительностью по оксидантам – от 30 граммов в час до сотен килограммов в час.
• Технологии обеззараживания воды в полевых условиях в установках АКВАДЕЗ. В установках АКВАДЕЗ реализованы электрохимические технологии обеззараживания воды с использованием вспомогательного электролита в катодной камере элемента МБ, что позволяет достигнуть максимальной (до 20 литров в час через единичный элемент МБ) производительности при обеззараживании пресной воды поверхностных водоисточников, в т.ч. болотной воды, при минимальных затратах электроэнергии и при самых неблагоприятных условиях работы установок. Разработаны установки АКВАДЕЗ с реакторами от одного до 12 элементов МБ-11 производительностью от 10 до 250 литров в час по обеззараженной воде при мощности от 40 до 500 ватт.
• Технология обеззараживания и кондиционирования воды плавательных бассейнов в установках типа АЛЛИГАТОР. Технология заключается в синтезе антимикробных компонентов непосредственно из воды плавательного бассейна в электрохимическом устройстве без использования каких-либо исходных реагентов. Также общим признаком технологий обработки воды в устройствах типа АЛЛИГАТОР является возможность постепенного удаления солей жесткости в процессе работы установки из воды плавательного бассейна, что делает ее мягкой и приятной.

Электрохимические системы и технологии в стадии экспериментальных и опытных разработок, эффективность которых подтверждена в промышленных или лабораторных условиях и каждая из которых является объектом для инвестиционного развития.

• Технология получения азотных и фосфорных удобрений в поливной воде. Реализуется путем катодной обработки воды орошения и вводом в нее в очень малом дозированном количестве раствора смеси азотной и фосфорной кислот в анолите до рН » 7. Отпадает необходимость в масштабном производстве азотных и фосфорных удобрений, не требуется, соответственно, их транспортирование, внесение в почву, возрастает урожайность растений, снижается содержание в плодах нитритов и нитратов до естественного природного уровня, характерного для произрастания растений в экологически чистой среде.
• Технология восстановления отработанных кислотных свинцовых аккумуляторов. Катодно активированный очень разбавленный раствор серной кислоты заливается в аккумулятор, после чего доводится до нужной плотности вводом концентрированной серной кислоты. Обеспечивается увеличение срока службы новых и пришедших в негодность аккумуляторов на 15 – 45 %%, увеличивается емкость «заряд – разряд» на 20 – 30 %%.
• Технология выщелачивания урана и трансурановых элементов из пластов. Пластовая вода подвергается анодной обработке, после чего смешивается с серной кислотой и закачивается в пласт. Обеспечивается десятикратная экономия серной кислоты, повышается выход полезных продуктов выщелачивания на 10 %.
• Технология глубокой электрохимической переработки морской воды с получением товарных химических продуктов: раствора гидроксида натрия, соляной кислоты, серной кислоты. Морская вода подвергается электрохимической обработке методом ионселективного электролиза с диафрагмой, в результате чего разделяется на растворы серной кислоты и гидроксида натрия (концентрации зависят от минерализации исходной воды), а также на газы: хлор и водород, которые подаются в реактор для получения соляной кислоты. Технология обеспечивает получение химических реагентов непосредственно на месте их применения, например, на морских нефтяных промыслах и отдельных буровых платформах) с использованием только электроэнергии и морской воды. Расход электроэнергии – из расчета не более 5 кВт-ч на 1 кг хлора.
• Технология извлечения драгоценных металлов из отработанных катализаторов дожига выхлопных газов автомобилей. Активированные анолит и католит водопроводной питьевой воды или очень слабых растворов кислот и щелочей используются для приготовления растворов реагентов в процессах химической экстракции драгоценных металлов (платины, иридия, родия) из отработанных катализаторов. Обеспечивается более чем десятикратная экономия кислот и щелочей, выход металлов приближается к 100 % против 50 – 60 %% по существующим технологиям.
• Технология пиролиза прямогонного бензина. В процессе пиролиза участвует катодно активированная дистиллированная вода, находящаяся под давлением 15 кгс/см 2 и имеющая температуру 120 °С. В результате выход основных продуктов органического синтеза – этилена, пропилена, дивинила, бензола – возрастает приблизительно вдвое, что для предприятия «Нижнекамскнефтехим», где в промышленных условиях проводились испытания технологии, равносильно введению в строй еще одного завода «Этилен».
• Технология электрообессоливания нефти. Перед подачей сырой нефти на нефтеперерабатывающий завод из нее удаляют избыток растворенных солей путем добавления воды с последующим разделением в электростатическом поле (установки ЭЛОУ). Замена обычной воды на катодно активированную позволяет ускорить процесс извлечения солей, увеличить глубину очистки нефти от солей в 3 - 5 раз, уменьшить необходимое количество добавляемой воды в 2 – 4 раза.
• Технология получения стойкой водо-нефтяной эмульсии для глушения скважин и для стабилизации процесса вытеснения нефти водой. Применяемая технология позволяет сохранить дебит добывающих скважин после ремонта.
• Технология инверсии сахарного сиропа в глюкозо-фруктозный сироп. Производятся последовательно нагревание сахарного сиропа концентрацией 60 – 75 %%, его анодная обработка в реакторе РПЭ-03, выдержка во времени при постоянной температуре, катодная обработка в этом же реакторе. В результате достигается регулируемая степень инверсии в пределах 5 – 99 %%. Обеспечивается экономия сахара от 20 до 30 %% для кондитерской промышленности, а также для производств безалкогольных напитков, обеспечивается сохранение здоровья людей, страдающих диабетом.
• Технология изготовления печатных плат и микросборок. Растворы химических реагентов для травления металлов, химического полирования кремния, химической и гальванической металлизации приготавливаются с использованием электрохимически активированных анолита и католита, полученных из очень разбавленных растворов солей неорганических электролитов в деионизованной воде. Обеспечивается существенное повышение качества продукции, достигается значительная экономия химических реактивов (от 10 до 50 %%), времени, энергии.
• Технология производства алюмохромкалиевых катализаторов дегидрирования парафиновых углеводородов (бутана и изопентана) с использованием электрохимически активированной воды обеспечивает повышение активности и прочности катализатора на 10 %. Технология разработана специалистами Сызранского завода по производству катализаторов с участием авторов технологии электрохимической активации.
• Технология эмульсионной полимеризации дивинила со стиролом с применением электрохимически активированной питьевой воды позволяет повысить эффективность процесса получения дивинилстирольных каучуков за счет уменьшения расхода реагентов: канифольного мыла (эмульгатор), хлорида и пирофосфата калия, увеличить на 40 % скорость сополимеризации, повысить качество каучука. Технология разработана учеными и специалистами Казанского химико-технологического института и производственного объединения «НИЖНЕКАМСКШИНА» в 1985 году с участием авторов технологии электрохимической активации.
• Технология безреагентного регулирования окислительно-восстановительного потенциала и рН диализирующего раствора, реализуемая в аппарате БАЗЕКС. Очищенная для гемодиализа вода, содержащая около 50 мг/л растворенных солей, подвергается катодной обработке в аппарате БАЗЕКС, в результате чего ее окислительно-восстановительный потенциал и рН принимают значения, позволяющие обеспечить по этим параметрам биосовместимость диализного раствора, который получают перед подачей в диализатор путем ввода концентрата диализирующего раствора в очищенную для гемодиализа воду. Технология, реализованная в аппарате БАЗЕКС, позволяет сократить время проведения гемодиализа, нормализовать давление пациента, полностью исключить возникновение и развитие дерматозов, улучшить общую переносимость процедуры.
• Технология очистки природного газа от сероводорода. Сущность процесса заключается в поглощении сероводорода из газа щелочью, полученной в диафрагменном электрохимическом реакторе из водного раствора сульфата натрия и последующей регенерации насыщенного сероводородом абсорбента кислотой, полученной в этом же электрохимическом реакторе. Компактность технологической установки, высокая надежность электрохимического оборудования, возможность управлять селективностью процесса и глубиной очистки от сероводорода и меркаптанов, позволяют осуществлять эффективную очистку попутного газа нефтяных месторождений, очистку топливных газов, поступающих на объекты теплоэнергетического хозяйства, технологических газовых выбросов (залповых и регулярных) на объектах химической, нефтехимической промышленности, а также в производстве спецтехники и боеприпасов.
• Технология окисления токсичных органических веществ. Деструкция токсических веществ в воде достигается с помощью технологического цикла с использованием элементов МБ. При этом обеспечивается уменьшение концентрации таких веществ как трихлорэтилен, тетрахлорэтилен, фенолы в среднем от 100-150 мг/л до 0,05-0,1 мг/л. Производительность одного элемента МБ нового поколения в процессе очистки находится в интервале от 20 до 30 л/ч, что позволяет создавать компактные и высокопроизводительные установки для использования на месте образования токсичных сточных вод с питанием не только от стационарной сети переменного тока, но также от переносных электрогенераторов или солнечных полупроводниковых батарей.
• Технология производства хлора и раствора каустической соды их модульных установок ЭКОХЛОР-3000. На основе разработанных ранее модульных установок АКВАХЛОР создана установка ЭКОХЛОР – модульная установка размерами 70 × 70 × 220 см производительностью 3 кг газообразного хлора в час и потребляемой электрической мощностью 6,0 – 7,5 кВт-ч. Степень конверсии исходного раствора хлорида натрия составляет 99,5 %, не требуется сложная технология очистки исходного солевого раствора, реагент для удаления солей жесткости из электродных камер (раствор соляной кислоты) производится на месте. Съем хлора с 1 м² площади, занятой всем оборудованием модульного завода составляет 6,0 кг/ч хлора или 144 кг/сутки хлора. Удельный расход энергии на синтез 1 кг хлора составляет 2,0 – 2,5 кВт-ч. Разрешение Госгортехнадзора не требуется. Не требуется строительство новых специальных помещений. Все оборудование размещается в сухих проветриваемых помещениях, оснащенных линиями подвода энергии, воды, исходного солевого раствора и обычной канализации. Каждый из модулей завода является полностью автономным устройством и может быть заменен при необходимости в любой момент без остановки всего производства. Предложения: изготовление, монтаж, наладка, эксплуатация под наблюдением специалистов Института Витольда Бахира и  компании-изготовителя (ООО «Лаборатория Электротехнологии») любого количества модулей в течение любого согласованного времени для определения условий основного контракта на изготовление, поставку, монтаж оборудования модульного завода по производству хлора и раствора каустической соды из модулей установок ЭКОХЛОР-3000.  Перспективы: полная замена хлорных заводов России и любых других стран на экологически чистые производства на местах потребления хлора и каустической соды, что позволит исключить всю систему и соответствующее оборудование для осушки, транспортирования, хранения хлора, а также всю систему и соответствующее оборудование для охраны и безопасности обращения с хлором..

Все вышеназванные технологии реализуются при помощи электрохимических установок, имеющих специфические особенности, обусловленные различием функционального назначения (различные технологические схемы электрохимического воздействия на воду или разбавленный раствор электролитов, различный химический состав и различные концентрации растворенных веществ, различные режимы работы, оптимизированные в соответствии с решаемой задачей). Каждая из технологий имеет варианты решения и, соответственно, может быть реализована при помощи электрохимических установок, специализированных применительно к условиям эксплуатации.

Текущие НИОКР

• Разработка технологии и технических средств для раскисления молока и создания новых молочных продуктов.
• Разработка технологии повышения активности удобрений, пестицидов, гербицидов, инсектицидов и фармпрепаратов.
• Создание электрохимической технологии опреснения воды и разработка соответствующих технических средств.
• Разработка технологии глубокой электрохимической переработки морской воды с целью получения раствора серной кислоты, раствора соляной кислоты, раствора гидроксида натрия и осадка соединений ценных элементов.
• Разработка технологии электрохимического получения реагентов из морской воды для глубокой переработки панцирей ракообразных с получением хитина и хитозана.
• Разработка технологии очистки газовых выбросов ферросплавных заводов с использованием католита пресной воды.
• Разработка электрохимической технологии очистки попутного газа нефтяных месторождений от сероводорода и создание соответствующего электрохимического оборудования.

Законченные НИОКР

• Разработана технология получения инвертного глюкозо-фруктозного сиропа из сахарного сиропа концентрацией от 1 % до 75 %.
• Разработана технология мойки и обеззараживания свеклы на сахарных заводах.
• Разработаны технология и технические средства синтеза пероксокарбонатного моющего, дезинфицирующего и стерилизующего раствора – Анолита-ПЕРОКС. Раствор экологически чистый, не вызывает коррозии.
• Разработаны технология и технические средства получения Анолита АНК малой минерализации (менее 1,5 г/л) с высоким удельным содержанием оксидантов (до 700 мг/л). Раствор экологически чистый, имеет низкую коррозионную активность.
• Разработана технология повышения в 1000 - 10000 раз антимикробной активности Анолита АНК с высоким удельным содержанием оксидантов. Раствор экологически чистый, не вызывает коррозии, при работе в средах с высокой органической нагрузкой антимикробная активность не снижается.
• Разработана технология очистки резиновых изделий медицинского назначения (пробок для бутылок с фармпрепаратами) от механических загрязнений и удаления из них водорастворимых органических соединений.
• Разработана технология удаления аммиака из трапных вод АЭС, в том числе из жидких радиоактивных отходов.
• Разработана технология извлечения драгоценных металлов из отработанных катализаторов дожига выхлопных газов автомобилей.