AP22782831 «Проектирование и оптимизация микробного консорциума для эффективной биодесульфуризации казахстанских высокосернистых углей»
Просмотров: 147
|
Наименование
|
AP22782831 «Проектирование и оптимизация микробного консорциума для эффективной биодесульфуризации казахстанских высокосернистых углей» |
|
Актуальность
|
Уголь является наиболее распространенным и дешевым ископаемым ресурсом, который используется для производства электроэнергии, жидкого/газового топлива и химических материалов. Однако наличие в угле серы создает значительные трудности при его использовании, усугубляя тем самым его экологические последствия. В связи с этим перспективным подходом к удалению серы из угля является его биодесульфуризация. Эта устойчивая и экологически чистая технология получения чистой энергии может предложить новые возможности для смягчения пагубного воздействия серы. Поскольку спрос на энергию растет угрожающими темпами, значительные усилия направлены на изучение эффективности биодесульфуризации казахстанских углей для получения более полного понимания процесса и внедрения этого инновационного подхода к обогащению угля. |
|
Цель
|
Разработать подход, основанный на использовании нативных микроорганизмов, со стратегией масштабирования для биообессеривания казахстанских углей с высоким содержанием серы. |
|
Задачи |
- Собрать и охарактеризовать (химические и технические) образцы угля из различных угольных бассейнов Казахстана, уделяя особое внимание их географическим различиям и истории отложения. Знание свойств и состава угля имеет первостепенное значение для разработки жизнеспособного и эффективного подхода к получению чистого угля. - Определить содержание серы в отобранных образцах угля. Общее содержание серы может значительно варьироваться в зависимости от типа и происхождения угля. Всестороннее понимание содержания серы в угле способствует его правильному управлению и использованию, а также соблюдению экологических норм. - Определить форму серы в отобранных образцах угля. Геохимический анализ форм серы, присутствующих в углях, позволяет получить важные сведения о происхождении серы и механизмах ее присоединения. - Выделить, идентифицировать и охарактеризовать по микробиологическим и функциональным свойствам штаммы микроорганизмов из различных угольных месторождений. Комплексное изучение метаболических и системных характеристик ключевых микроорганизмов необходимо для создания стратегии сероочистки. - Скрининг биотехнологически потенциальных штаммов микроорганизмов в качестве средства биодесульфуризации. По сравнению с экзогенными штаммами микроорганизмов, местные штаммы микроорганизмов демонстрируют лучшую адаптацию к угольной среде, что приводит к заметному повышению эффективности обогащения угля. - Разработать и запустить процесс биодесульфурации угля микробными штаммами в лабораторных экспериментах. Понимание деталей взаимодействия угля и микробных клеток и его механизма может дать важное научное представление о поведении угля в процессе выделения/удаления серы. - Определить характеристику продуктов/процессов после биодесульфуризации с помощью комплексного анализа. Оценка биодоступности угля для удаления серы может быть выполнена путем изучения изменений в содержании/форме серы, структуре и химическом составе угля, а также образования побочных продуктов и биосурфактантов. - Определить/выбрать оптимальные параметры/условия биообессеривания угля для достижения максимальной эффективности. Возможными стратегиями являются микробное, химическое и физическое стимулирование, предварительная обработка угля и изменение параметров. - Подобрать наиболее оптимальные параметры/условия для управления процессом биодесульфуризации в масштабируемых системах. Проведение контролируемых реакторных экспериментов должно быть рассмотрено при переносе стратегий по усилению и расширению процесса биообессеривания угля. Необходимо рассмотреть биологические и инженерные методы совершенствования системы. - Исследовать свойства конечного продукта с точки зрения эмиссии ОКС, образования золы, плотности энергии и характеристик горения. - Получить сведения об общей эффективности процесса (инвестиционные и эксплуатационные затраты). Для подтверждения практической реализации будут проведены дополнительные сценарные анализы. |
|
Ожидаемые и достигнутые результаты
|
Результатом исследовательского проекта станет реализация подхода биодесульфурации путем использования местных штаммов микроорганизмов с использованием реакторных биопроцессов для создания экологически безопасного и экономически устойчивого процесса десульфурации казахстанских углей. Решением поставленных задач мы планируем от выбора технологической концепции (УГТ 2. Прикладные исследования) до опытно-конструкторской работы (УГТ 4. Экспериментальные разработки) по шкале уровней готовности технологии (УГТ). А именно от поиска технологических подходов биодесульфуризации казахстанских высокосернистых углей и выявления преимуществ перед альтернативными подходами до интеграции конструкторских и технологических компонентов обессеривания углей, проверки их совместимости, а также идентификации эксплуатационных характеристик. Таким образом, основными научно-техническими результатами работы являются лабораторные и технологические регламенты, документация процесса биодесульфуризации угля, а также приемы и способы производства экологически безопасного и экономически устойчивого десульфуризованного угля. |
|
Имена и фамилии членов исследовательской группы с их идентификаторами (Scopus Author ID, Researcher ID, ORCID, при наличии) и ссылками на соответствующие профили
|
|