ЗЕМЛЯ БОЛЬНА ВЕНЕРОЙ

Аннотация

В июне 2013 г. Президент США Б. Обама сделал заявление. Свое выступление он посвятил потеплению климата. Б. Обама сказал, что США готовы возглавить Мировое сообщество для решения проблемы «парниковых газов» и, в первую очередь, газовых выбросов СО2. Если в ближайшие годы не будет найден ответ на эту общечеловеческую проблему, то Землю ожидает Планетарная катастрофа.

Нами разработан комплекс технологий, которые суммарно решают проблему «парниковых газов» и позволяют вылечить Землю от болезни Венеры, у которой из-за потепления климата (парниковых газов СО2  и других) произошло повышение температуры и исчезла жизнь на планете.

В данной работе приводятся физико-химические основы этих технологий, которые обеспечат сохранение жизни на Земле.

Ключевые слова: мембранная технология, прямой осмос, парниковые газы - СО2, 𝑆О2, 𝑁𝐻3, 𝐻2𝑆, 𝐻2𝑂, «откачка» СО2 из атмосферы, улавливание, использование и захоронение парниковых газов.

1. Введение.

Венера и Земля очень похожи: по размерам, плотности, значению ускорения свободного падения и общего количества СО2. На Венере СО2 находится уже в атмосфере, а на Земле большая часть этого газа существует в связанном состоянии. Например, в Мировом океане СО2 содержится в 60 раз больше, чем в атмосфере.

С ростом температуры Мирового океана растворимость СО2 будет уменьшаться, что вызовет дальнейшее повышение температуры и еще большее выделение СО2. Это может привести к резкой остановке теплого течения Гольфстрим. Остановка может произойти в ближайшие 10-20 лет, что приведет к краху мировой экономики, хаосу, возможным войнам, замерзанию Европы и к еще более страшной «парниковой катастрофе».

Английский ученый Стивен Хоукинг заявляет, что «человечество вряд ли доживет до третьего тысячелетия, потому что Земля превратится в подобие Венеры из-за «парникового эффекта».

Нами разработаны технологии, которые позволяют:

- проводить «откачку» СО2 из атмосферы, улавливание и захоронение СО2 и SО2 из газовых выбросов, например, тепловых электростанций (ТЭС);

- обеспечить улавливание и использование выбросов NH3 и H2S сельскохозяйственных предприятий;

- получение питьевой воды из воздуха, что снижает ее содержание в атмосфере и приводит к уменьшению «парникового эффекта».

Ниже рассмотрены физико-химические основы наших технологий.

2. Результаты и их обсуждение.

Волокна конопли, пропитанные раствором гидроокиси Ca(HCO3)2, Mg(HCO3)2 или NaHCO3, которые получаются при «откачке CO2» из воздуха, могут использоваться в качестве «экологически чистой изоляции». Эта изоляция «захоранивает» CO2 и обладает свойством самотушения, так как при нагревании указанные соли выделяют Н2О и CO2. Например:

Са(НСО3)2t→CО+Н2О+СО2

После самотушения, оставшиеся в волокнах конопли окислы СаО и другие поглощают из воздуха СО2 и Н2О и опять образуется Ca(HCO3)2 и другие указанные гидроокиси.

В настоящее время для получения «экологически чистой изоляции» используется борная кислота Н3ВО3, которая при нагревании выделяет только Н2О, а гидроокиси выделяют Н2О и СО2.

Кроме того, содержание В на Земле на много меньше (30 место) содержания Са (6 место), Mg (8 место) и С (11 место).

Еще раз отметим, что Са(ОН)2, Mg(ОН)2 и NaOH для «откачки» СО2 из воздуха получаются в процессе водоподготовки с помощью нашей технологии прямого осмоса [6].

Конопля, в виде углепластиков, является отличным конструкционным материалом при производстве самолетов, вертолетов, автомобилей и других видов продукции. Например, в каждом автомобиле содержится 5-8 кг материалов из конопли, а фирма «Альфа Ромео» весь корпус автомобиля выполнила из данного углепластика.

Са(СО3) и Mg(CO3) в сухом виде можно использовать в строительстве, а их растворы – для заполнения пустот в земле, например, в отработанных шахтах.

Для быстрого уменьшения выбросов «парниковых газов» при сжигании топлива нами разработаны кожухотрубные теплообменники и выпарные аппараты, у которых отсутствуют температурные деформации.

Отсутствие этих деформаций позволяет:

- проводить очистку поверхности теплообмена без разборки технологических трубопроводов и указанных аппаратов;

- очистку от накипи проводить водой и не использовать для этих целей кислоты и ингибиторы;

- повысить коэффициенты теплопередачи;

- использовать более дешевые стали с более низким содержанием или отсутствием лигированных элементов (Ni, Cr, Co и др.);

- снизить количество сжигаемого топлива на 15-20% (по мнению английских специалистов) из-за повышения коэффициента теплопередачи и отсутствия накипи на поверхности теплообмена.

2.     Улавливание и захоронение NН3.

Аммиак является основой производства аммиачных или азотных удобрений. В химической промышленности NН3 получают путем каталитического взаимодействия N2 и Н2.

N2 + 3Н2 ⇄ 2NH3

Рабочее давление процесса составляет: Р = 80-300 атм и t = 425-525о С. Такая температура обеспечивает

активность катализатора. Данный процесс достаточно сложный, в целом энергоемкий и взрывоопасный. Всего в мире производится порядка 30 млн. т NН3 в год.

Согласно данным экологической группы Worldwatch Institute, выбросы от производства мяса (в основном в виде NН3) составляют 18% антропогенных парниковых газов. Для примера: эта цифра больше, чем процент выбросов от авиационного транспорта.

Производство мяса занимает около 75% от мировых сельскохозяйственных владений и является причиной уничтожения лесов. Свыше 90% скота и птицы живет на агропромышленных фермах. Концентрация NН3 на таких фермах достаточно высокая – до 21% (объемных), что в отдельных случаях приводит к взрыву ферм (такой взрыв произошел в Германии в феврале 2014 г.).

Перечисленные факторы производства мяса и наша технология прямого осмоса позволяют получить экологически чистые азотные удобрения. Это обеспечивает экономию энергии при промышленном производстве аммиачных удобрений и значительно уменьшает антропогенное воздействие на окружающую среду, как при производстве удобрений, так и при производстве мяса.

Схема процесса улавливания и захоронения парниковых газов с использованием наших технологий приводится на Рисунке 1.

По всему миру продолжается загрязнение водных ресурсов и их неправильное использование, что приводит к катастрофическому сокращению запасов пресной питьевой воды.

Последствия проблемы нехватки питьевой воды для человечества очень серьезны. Нехватка питьевой воды угрожает экономическому и социальному состоянию стран и, кроме этого, может привести к войнам и конфликтам. Например, причиной нападения грузинских войск в 2008 г. на Южную Осетию стали именно водные ресурсы этой страны, так как других полезных ископаемых на их территории нет. Не менее остро данная проблема, по данным ЮНЕСКО, стоит перед США, территория которой попадает под категорию «отсутствие пресной воды» и «загрязненной воды».

Нами разработана технология «откачки Н2О» из воздуха с использованием мембранной технологии. Мембранный блок размерами 10×10×2,5 м позволит получать до 80 – 100 м3/сутки воды из воздуха.

Стоимость получения воды в зависимости от региона составляет от 1$ до 3$. Минимальная стоимость этой воды составит 80.000×1$=80 000$ в сутки. Годовая производительность и стоимость воды:

80м3×300 дней = 24 000 м3 в год;

80 000$×300 дней = 24 000 000 $ в год.

Для расчета использовано 300 рабочих дней в году, так как от 10 до 15 дней любой установке требуется профилактическое обслуживание.

Стоимость установки – до 5.000.000$

В дальнейшем производительность подобных установок может быть увеличена за счет усовершенствования технологии процесса и увеличения компактности установки.

Список литературы

1.     L. Pauling General chemistry. Editor Manyuilova G., Moscow, 1974.

2.     Patent № 433772, USSR, C 02b 1/70, 1974. Way of concentration and separation of solutions /Dytnersky J., Terpugov G.

3.     Terpugov G. Processes of waste water and process liquids purificationdevelopment using membrane technology: dissertation, technical sciences doctor. Moscow, 2000, 436 p.

4.     Patent № 2325945, Russian Federation, MPI7  C2 B01D 71/02, B01D 61/42, 2008. Membrane of inorganic material and its use/ Terpugov G., Alexandrin A., Katsereva O.

5.     Dytnerssky J. Baromembrane processes. Moscow, 1986, 272 p.

6.     Terpugov D., Terpugov G. Water energy, Proceedings if CHISA conference, Prague, Czech Republic, august 25 – 29, 2012.