Підвищення рівня екологічної безпеки коксохімічних підприємств шляхом каталітичного знешкодження викидів на інтерметалідних Fe-Al каталізаторах

Автор(и)

DOI:

https://doi.org/10.31498/2225-6733.53.2.2026.359939

Ключові слова:

забруднення атмосфери, органічні речовини, коксохімічне виробництво, вуглеводні, інтерметалідний каталізатор, перехідні метали, ефективність очищення, оптимізація, робоча температура

Анотація

Проблема захисту повітряного басейну від викидів підприємств коксохімічного виробництва є актуальною, оскільки у викидах містяться токсичні вуглеводні, такі як фенол, бензол, нафталін та інші. Для знешкодження відхідних газів коксохімічного виробництва доцільним є застосування каталітичного методу. Суттєво знизити забруднення атмосферного повітря можна шляхом використання інтерметалідних залізо-алюмінієвих каталізаторів із добавками перехідних металів. У статті визначено оптимальний склад та параметри експлуатації каталізатора, що забезпечують його максимальну ефективність: частку Al у суміші Al/Fe, кількість легуючої добавки Mn та робочу температуру. З цією метою за експериментальними даними побудовано регресійну залежність ефективності очищення газів від зазначених параметрів. Шляхом розв'язання оптимізаційної задачі отримано такі оптимальні значення робочої температури, частки Al у суміші Al/Fe та кількості  добавки марганцю: T = 299,16°C, p = 50,51%, f = 10,14% відповідно. Математичне очікування ефективності очищення газів при цьому становитиме 96,18%. Впровадження інтерметалідних каталізаторів на підприємстві ПрАТ «Запоріжкокс» дозволить модернізувати виробництво за європейськими екологічними стандартами. Високий ступінь очищення (понад 96%) при достатньо низькій температурі очищення газів (близько 300°C) дозволяють зробити інтерметалідний каталізатор конкурентоспроможним порівняно з дорогими аналогами на основі благородних металів. Результати проведених досліджень можуть бути використані в період післявоєнного відновлення України з метою забезпечення екологічної безпеки підприємств коксохімічного виробництва

Посилання

  1. Бєлоконь К. В., Тулушев Є. О. Аналіз впливу технологій промислових підприємств та автотранспорту на стан екологічної безпеки атмосферного повітря (на прикладі м. Запоріжжя) : монографія. Запоріжжя : ВД «Гельветика», 2020. 230 с.
  2. Health risk assessment of hazardous VOCs and its associations with exposure duration and protection measures for coking industry workers / L. Cheng et al. Journal of Cleaner Production. 2022. Vol. 379. Article 134919. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2022.134919.
  3. Assessment of ultralow emission standards and emission abatement potential of China's coking industry via real-time monitoring data / L. Tang et al. Energy. 2026. Vol. 344. Article 139818. DOI: https://doi.org/10.1016/j.energy.2025.139818.
  4. Greenhouse Gas Emissions by the Chinese Coking Industry / X. Ge et al. Polish Journal of Environmental Studies. 2016. Vol. 25(2). Pp. 593–598. DOI: https://doi.org/10.15244/pjoes/61065.
  5. Ecological aspects of the neutralization of gas emissions leaving from the resin storehouse of Joint-stock company «Zaporozhkoks» / V. Rumiantsev et al. Metallurgical and Mining Industry. 2015. No. 4. Pp. 105–109.
  6. Energy, safety, and absorption efficiency evalua-tion of a pilot-scale H2S abatement process using MDEA solution in a coke-oven gas / J. Park et al. Journal of Environmental Chemical Engineering. 2021. Vol. 9. Article 105037. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jece.2021.105037.
  7. Removal of hydrogen sulfide from coke oven gas by catalytic oxidative absorption in a rotating packed bed / H. Zou et al. Fuel. 2017. Vol. 204. P. 47–53. DOI: https://doi.org/10.1016/j.fuel.2017.05.017.
  8. Тищук В. Ю. Вплив коксохімічних процесів на забруднення повітря робочих зон і розробка засобів його очищення і покращення умов праці. Збірник наукових праць НГУ. 2017. № 51. С. 226-233.
  9. Черненко Я. М., Волошин М. Д., Ларичева Л. П. Каталізатори та сорбенти : навч. посібник. Кам’янське : ДДТУ, 2017. 317 с.
  10. Constructing active copper species in Cu-zeolites for coal-gas-SCR and elucidating the synergistic catalytic function of CuO and Cu2+ ion species / J. Cheng et al. Environmental Science: Nano. 2022. Vol. 9. Pp. 2372–2387. DOI: https://doi.org/10.1039/d2en00269h.
  11. Жароміцний інтерметалідний сплав : пат. 107101 Україна : МПК С22С 1/05 (2006.01), С22С 19/03 (2006.01). № u 2015 10428 ; заявл. 26.10.2015 ; опубл. 25.05.2016, Бюл. № 10.
  12. Бєлоконь К. В. Розробка інтерметалідних каталізаторів для знешкодження вуглецевмісних компонентів газових викидів в атмосферу : монографія. Херсон : Видавничий дім «Гельветика», 2019. 174 с.
  13. Малайчук В., Клименко С., Астахов Д. Комп’ютерна обробка вимірювань в задачах спостереження за станом технічних об’єктів. Вісник Дніпровського університету. Серія: Ракетно-космічна техніка. 2023. Вип. 30(4). С. 99-106. DOI: https://doi.org/10.15421/452213.
  14. Федоренко О. Д., Клим В. Ю., Клименко С. В. Непараметрична статистика випадкових величин з невідомими функціями розподілу ймовірності. Системні технології. 2025. Вип. 5(160). С. 101–111. DOI: https://doi.org/10.34185/1562-9945-5-160-2025-11.
  15. Турчин В. М. Теорія ймовірностей і математична статистика : підручник. Дніпропетровськ : ІМА-прес, 2014. 556 с.
  16. Fisher’s Linear Discriminant. URL: https://dafriedman97.github.io/mlbook/content/c3/s1/fisher_discriminant.html (дата звернення: 05.11.2025).
  17. Godliuk V. Mathematical Models for Management Information Systems on Digital Platforms: from Resource Management to Demand Forecasting. Cybernetics and Computer Technologies. 2025. Vol. 2. Pp. 37–46. DOI: https://doi.org/10.34229/2707-451X.25.2.3.
  18. Димченко А. В., Панфілов О. Г., Клименко С. В. Система оптичної обробки даних. Вісник Дніпровського університету. Серія: Ракетно-космічна техніка. 2024. Вип. 33(4). С. 98-107. DOI: https://doi.org/10.15421/452431.
  19. Bukshtynov V. Computational Optimization: Success in Practice. Chapman and Hall/CRC, New York, 2023. 414 p. DOI: https://doi.org/10.1201/9781003275169.

##submission.downloads##

Опубліковано

2026-03-26

Як цитувати

Бєлоконь , К., Мальований , М., & Проскурнін , О. (2026). Підвищення рівня екологічної безпеки коксохімічних підприємств шляхом каталітичного знешкодження викидів на інтерметалідних Fe-Al каталізаторах. Вісник Приазовського Державного Технічного Університету. Серія: Технічні науки, 2(53), 100–109. https://doi.org/10.31498/2225-6733.53.2.2026.359939

Номер

Том 2 № 53 (2026): Вісник ПДТУ. Серія: Технічні науки

Розділ

183 Технологія захисту навколишнього середовища

Ліцензія

Creative Commons License

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Журнал "Вісник Приазовського державного технічного університету. Серія: Технічні науки" видається під ліцензією СС-BY (Ліцензія «Із зазначенням авторства»).

Дана ліцензія дозволяє поширювати, редагувати, поправляти і брати твір за основу для похідних навіть на комерційній основі із зазначенням авторства. Це найзручніша з усіх пропонованих ліцензій. Рекомендується для максимального поширення і використання неліцензійних матеріалів.

Автори, які публікуються в цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:

1. Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, яка дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи в цьому журналі.

2. Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди, які стосуються неексклюзивного поширення роботи в тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи в цьому журналі.