ВІДЗИВ офіційного опонента доктора технічних наук професора Шмандія Володимира Михайловича на дисертаційну роботу Кошлак Ганни Володимирівни «РОЗВИТОК НАУКОВИХ ОСНОВ УТИЛІЗАЦІЇ ВІДХОДІВ ТЕПЛОВИХ ЕЛЕКТРИЧНИХ СТАНЦІЙ ДЛЯ ЗМЕНШЕННЯ ТЕХНОГЕННОГО НАВАНТАЖЕННЯ НА ДОВКІЛЛЯ», що подана на здобуття наукового ступеня доктора технічних наук за спеціальностями: 21.06.01 – екологічна безпека (технічні науки) та 05.14.06 - технічна теплофізика та промислова теплоенергетика Актуальність теми дисертаційного дослідження. Об'єкти теплоенергетики є одними з основних джерел екологічної небезпеки для населення і навколишнього середовища. Комплексна оцінка процесів енергогенерації і пов'язаних з ними екологічних наслідків вкрай необхідна, оскільки об'єкти паливно-енергетичного комплексу достатньо інтенсивно впливають на довкілля. Використання на теплових електростанціях (ТЕС) низькоякісних сортів вугілля призводить до збільшення викидів забруднювальних речовин в атмосферне повітря, накопичення значної кількості твердих відходів, масштабних забруднень навколишнього середовища та ускладнення екологічної ситуації. Актуальною проблемою є складування та переробка твердих відходів (паливного шлаку і золи). Так у 2015 році на Бурштинській ТЕС утворено близько 847 тис. т золи і 214 тис. т шлаку, які формують золовідвали на території понад 200 га. Слід відзначити, що при нинішньому стані техногенного впливу на довкілля природна здатність до самоочищення екосистем недостатня. Очевидно, якщо не вирішувати проблему нейтралізації шкідливого впливу
15
Embed
ВІДЗИВ Кошлак Ганни Володимирівниnung.edu.ua/files/attachments/vidziv_shmandiy.pdf · 2 відходів ТЕС, зона забруднення буде
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
ВІДЗИВ
офіційного опонента доктора технічних наук
професора Шмандія Володимира Михайловича
на дисертаційну роботу
Кошлак Ганни Володимирівни
«РОЗВИТОК НАУКОВИХ ОСНОВ УТИЛІЗАЦІЇ ВІДХОДІВ ТЕПЛОВИХ
ЕЛЕКТРИЧНИХ СТАНЦІЙ ДЛЯ ЗМЕНШЕННЯ ТЕХНОГЕННОГО
НАВАНТАЖЕННЯ НА ДОВКІЛЛЯ»,
що подана на здобуття наукового ступеня доктора технічних наук
за спеціальностями: 21.06.01 – екологічна безпека (технічні науки)
та 05.14.06 - технічна теплофізика та промислова теплоенергетика
Актуальність теми дисертаційного дослідження. Об'єкти
теплоенергетики є одними з основних джерел екологічної небезпеки для
населення і навколишнього середовища. Комплексна оцінка процесів
енергогенерації і пов'язаних з ними екологічних наслідків вкрай необхідна,
оскільки об'єкти паливно-енергетичного комплексу достатньо інтенсивно
впливають на довкілля.
Використання на теплових електростанціях (ТЕС) низькоякісних сортів
вугілля призводить до збільшення викидів забруднювальних речовин в
атмосферне повітря, накопичення значної кількості твердих відходів,
масштабних забруднень навколишнього середовища та ускладнення
екологічної ситуації. Актуальною проблемою є складування та переробка
твердих відходів (паливного шлаку і золи). Так у 2015 році на Бурштинській
ТЕС утворено близько 847 тис. т золи і 214 тис. т шлаку, які формують
золовідвали на території понад 200 га.
Слід відзначити, що при нинішньому стані техногенного впливу на
довкілля природна здатність до самоочищення екосистем недостатня.
Очевидно, якщо не вирішувати проблему нейтралізації шкідливого впливу
2
відходів ТЕС, зона забруднення буде розширюватися і це призведе до
дестабілізації стану навколишнього середовища.
Виходячи із вище наведеного можна констатувати, що встановлення
закономірностей формування екологічної небезпеки в районі розташування
теплових електростанцій та розробка системи забезпечення екологічної безпеки
шляхом утилізації відходів є достатньо актуальними.
Детальне знайомство з дисертацією, авторефератом та працями здобувача
дозволяє стверджувати, що дисертаційна робота присвячена вирішенню
актуальної науково-практичної проблеми зменшення рівня екологічної
небезпеки, що формується тепловими електростанціями.
Актуальність теми дисертаційного дослідження автором аргументовано
висвітлена в роботі та авторефераті.
Ступінь обґрунтованості та достовірності наукових положень,
висновків і рекомендацій, сформульованих у дисертації, достатній, що
підтверджується застосуванням сучасної методології досліджень, яка
використовує адекватні підходи до аналізу станів екологічної безпеки.
Достовірність одержаних результатів підтверджується системним
підходом до комплексного вирішення наукових та практичних задач,
забезпечується використанням апробованих стандартних методів досліджень
(визначення хімічного та фазово-мінералогічного складу золи і фізико-
механічних властивостей; дослідження теплофізичних процесів та структури
матеріалів із застосуванням диференціальної термогравіметрії (DTA-DTG),
калориметрії і оптикофотографічних приладів, фізичного моделювання,
чисельного експерименту, засобів математичної статистики; математичної
фізики, атомно-абсорбційного аналізу для визначення вмісту важких металів;
математичного моделювання розповсюдження викидів в атмосферному повітрі
в зонах впливу ТЕС з використанням програми ЕОЛ; методів картографії),
конкретною постановкою задач і детальним обґрунтуванням основних
3
положень та висновків. Дослідження автора ґрунтуються на надійному
фундаменті попередніх розробок.
Обґрунтованість результатів забезпечена реалізацією комплексних
експериментальних досліджень стану екологічної безпеки.
Достовірність результатів підтверджує також високий ступінь кореляції
між експериментально визначеними параметрами стану екологічної безпеки та
розрахунками на основі відомих та запропонованих автором залежностей.
Відповідність мети, об’єкту, предмету та завдань дослідження
паспорту спеціальності. Мета дослідження полягає у створенні наукових
основ управління екологічною безпекою теплових електростанцій. Об’єктом
дослідження виступають процеси техногенного впливу відходів ТЕС на
довкілля та технології термічної утилізації твердих відходів. Предметом
дослідження є теплофізичні та технологічні особливості утилізації
золошлакових відходів теплових електричних станцій. Відповідно до мети,
об’єкту та предмету дослідження автором поставлені та послідовно вирішені
наступні завдання: визначення якісного та кількісного впливу твердих відходів
ТЕС на екологічний стан довкілля; розробка заходів зі зменшення обсягів
шкідливих викидів при спалювання низькосортного вугілля; дослідження
фізико-хімічних процесів в золі, що відбуваються під час нагрівання,
зволоження та її зберігання; розробка та обґрунтування технологій утилізації
техногенних відходів шляхом створення ефективних пористих
теплоізоляційних матеріалів (ПТМ) з прогнозованими теплофізичними
властивостями; дослідження впливу складу золи на процеси гідратації
цементних сумішей, встановлення їх кількісних характеристик; дослідження
закономірностей тепломасообмінних та фізико-хімічних процесів у золовмісній
сировині при структуроутворенні ПТМ; визначення функціонального
взаємозв'язоку теплофізичних і структурних характеристик пористих
матеріалів; встановлення оптимальних термодинамічних умов гідротермічного
спучування і теплофізичних характеристик пористих матеріалів; розробка
4
технології рекультивації золовідвалів з метою підвищення рівня екологічної
безпеки.
Вважаю, що мета, об’єкт, предмет та завдання досліджень дисертаційної
роботи відповідають паспортам спеціальностей 21.06.01 − екологічна безпека
(технічні науки) та 05.14.06 − технічна теплофізика та промислова
теплоенергетика.
За напрямками досліджень зі спеціальності 21.06.01 − «екологічна
безпека (технічні науки)» має місце відповідність наступним пунктам паспорту
спеціальності:
- вивчення екологічної обстановки навколо атомних, теплових
електростанцій, гірничо видобувних підприємств, інших небезпечних об’єктів,
обґрунтування й розроблення заходів для поліпшення цієї обстановки;
- розроблення систем екологічного моніторингу й техногенно-екологічної
безпеки регіонів, окремих екосистем.
Дослідження зі спеціальності 05.14.06 − «технічна теплофізика та
промислова теплоенергетика» відповідають таким пунктам паспорту
спеціальності:
- дослідження теплообміну й течії при кристалізації та конденсації;
- створення нових ефективних систем теплового захисту елементів
тепломасообмінного обладнання;
- розроблення наукових основ і технології раціонального використання
вторинних енергоресурсів у системах виробництва й споживання теплової
енергії, у промислових процесах і агрегатах;
- дослідження процесів спалення палива, утворення шкідливих речовин;
розроблення методів екологічної безпеки при експлуатації енергетичних і
теплотехнічних установок.
Наукова новизна одержаних результатів полягає у розвитку
теоретичних та практичних засад забезпечення екологічної безпеки теплових
електростанцій. Основними науково-обгрунтованими результатами є наступне:
5
1. Вперше створено науково-методологічні засади забезпечення
екологічної безпеки теплових електростанцій щодо зменшення викидів
шкідливих речовин й скорочення обсягів розміщення відходів.
2. Вперше встановлено закономірності реалізації фізико-хімічних
процесів у сировинних сумішах на основі золи під час гідратації, термічного
спучування, кристалізації та твердіння, що дозволило розробити теоретичні
основи технологій утилізації золи.
3. Вперше обґрунтовано аналітично і підтверджено експериментально, що
структура теплоізоляційного матеріалу на основі золи впливає на теплофізичні
характеристики й інтенсивність тепломасообміну в пористих системах, що
дозволило оптимізувати склад і технологічні режими одержання продуктів
цілевого призначення, а також розробити методику керування їх
теплофізичними характеристиками.
4. Вперше науково обгрунтовано створення математичного апарату, який
дозволив розробити методики розрахунку параметрів енергообміну в
пористому середовищі.
5. Вперше встановлено закономірності впливу складу золи на процеси
гідратації цементних компонентів, що дозволило розробити технології
заміщення золою цементу у складі газобетону, оптимізувати його сировинний
склад, визначити кінетичні характеристики процесів твердіння шляхом
введення хімічних добавок NaCl та Na2SO4 для прискорення процесів гідратації.
6. Одержали подальший розвиток фізичні й аналітичні уявлення про
фазові переходи в дисперсних середовищах, що стало базисом розробки
принципово нових технологій утилізації твердих відходів шляхом
використання їх у виробництві ПТМ.
7. Набули подальшого розвитку наукові принципи створення технологій
виробництва будівельних матеріалів з техногенної сировини, що дозволить
утилізувати золу ТЕС у виробництві конструкцій із пористого бетону,
поступово зменшити обсяги її накопичення у золосховищах.
6
Оцінка висновків здобувача щодо значущості його роботи для науки і
практики. Одержані дисертантом результати мають важливе значення для
науки, оскільки вони сприяють розвитку науково-практичних аспектів
управління екологічною безпекою. Конкретизуючи, слід відмітити, що наукова
значимість роботи фактично полягає у створенні системи управління
екологічною безпекою територій, де знаходяться теплові електростанції.
Практичне значення отриманих результатів полягає, перш за все, у
тому, що:
- запропонована методика комплексної утилізації твердих відходів
теплових електричних станцій, що працюють на вугіллі, може бути реалізована
у певних технологіях;
- розроблена технологія утилізації золи шляхом створення ПТМ та
встановлені теплофізичні й механічні властивості матеріалів дозволили на
новому експериментальному підґрунті створити теоретичні основи
енергообміну в замкнених пористих системах та наукову концепцію керованого
формування пористої структури матеріалів з прогнозованими теплофізичними
характеристиками;
- розроблені матеріальні баланси золосховищ дозволяють
охарактеризувати екологічний стан регіону до і після реалізації технічних
рішень;
- реалізація запропонованої технології рекультивації золовідвалів
дозволяє знизити рівні забруднення гідросфери та атмосфери; покращити
санітарно-екологічний стан територій з високим рівнем техногенного
навантаження.
Втілення у виробництво технічних рішень дає загальний економічний
ефект 3 млн 200 тис грн на рік (акти впровадження на ДКП «Теплові мережі»
м. Дніпродзержинськ від 07.04.2015 р; ОАО «ДКПК» від 12.03.2010 р; «EАNS»
від 18.04.2016 р).
7
Щодо завершеності дисертації в цілому слід відмітити, що це
завершена робота, яка складається зі вступу, семи розділів, загальних
висновків, списку використаних джерел (254 джерела на 27 сторінках) та
чотирьох додатків. Повний обсяг дисертації становить 346 сторінок, у тому
числі основний текст викладено на 291 сторінці, робота містить 115 рисунків та
44 таблиці.
У вступі обґрунтовано актуальність напряму досліджень; висвітлено
зв’язок роботи з науковими програмами; вказано об’єкт та предмет досліджень;
наведено положення, що визначають її наукову й практичну значущість, а
також встановлено внесок здобувача; охарактеризовано ступінь апробації
результатів, наведено відомості про публікації автора.
У першому розділі проаналізовано особливості формування екологічної
небезпеки в районі розташування теплових електричних станцій; досліджено
вплив промислових відходів на довкілля; проаналізовано технічний стан
електрогенеруючих потужностей України та їх вплив на навколишнє
середовище. Виконано прогнозні розрахунки ускладнення стану екологічної
безпеки в Галицькому районі та проаналізовано вплив відходів на здоров’я
населення. Розглянуто можливості використання золи ТЕС.
За результатами аналізу літературних джерел обґрунтовано актуальність
теми дисертаційної роботи, визначено мету та завдання дослідження.
У другому розділі вивчається особливості утилізації золи ТЕС та її
використання в якості основного матеріалу у виробництві пористих
теплоізоляційних матеріалів різного призначення: для будівельної галузі,
теплоізоляції теплотехнічного обладнання і будівель. З урахуванням хімічного
складу золи її можна використовувати в якості замінника не тільки
мінерального наповнювача, але й портландцементу. Визначено кількісні
параметри такої заміни.
За результатами диференційно-термічного аналізу зразків сировинної
суміші встановлено основу рецептурного складу та режими її термообробки.
Спучування при температурах, що відповідають першого ендотермічного
8
мінімуму, забезпечує формування пористої закрито-комірчастої структури, при
цьому виникає можливість керування теплофізичними процесами з умовою
отримання заданих структурних показників. При температурах, що
перевищують више вказаний максимум, керованість процесом погіршується,
оскільки збільшується теплова інерційність матеріалу.
Третій розділ містить інформацію про встановлені закономірності зміни