Działalność badawcza:

Badania procesów spalania:

W zakresie badań procesów spalania realizuje się prace związane z:

  • procesami spalania paliw stałych, ciekłych i gazowych,
  • procesami termicznego przekształcania odpadów,
  • oddziaływaniem na środowisko procesów chemicznych, wynikających z technicznej działalności człowieka,
  • procesami kontaktowymi w reaktorach fluidyzacyjnych,
  • organizacją czasowo-przestrzennej przemian chemicznych w urządzeniach wykorzystujących pęcherzowe złoża fluidalne.

Efekty to m.in.:

  • opracowywanie technologii produkcji energii odnawialnej przeznaczonych dla małych i średnich odbiorców, opracowanie technologii łącznej utylizacji biomasy (w tym fotosyntetycznej) i presegregowanych odpadów komunalnych i rozpowszechnianie tych technologii (działalność dydaktyczno-demonstracyjna),
  • opracowanie metod utylizacji popiołów powstających w czasie spalania paliw kopalnych i biomasy,
  • tworzenie modeli i badaniem zjawisk podstawowych zachodzących w czasie procesów spalania i zagospodarowywania odpadów.

Wyżej wymienione cele realizujemy w współpracy z Zakładem Miernictwa, Procesów Cieplnych i Ochrony Powietrza (Wydział Inżynierii Środowiska). Badania prowadzimy w laboratorium badań spalania fluidalnego, które umiejscowione jest w Instytucie Chemii i Technologii Nieorganicznej.

Laboratorium badań spalania fluidalnego:

Wyposażone jest zarówno w reaktor fluidyzacyjny o mocy 5-15 kW jak i różnorodną aparaturę kontrolno pomiarową oraz analityczną. Dysponujemy systemem rejestracji zmiennych procesowych, dzięki któremu możliwy jest równoczesny pomiar temperatury (w 30 punktach pomiarowych), ciśnienia, przepływu oraz system sterowania strumieniami masowymi paliw, substancji utylizowanych jak i powietrza. Oprzyrządowanie analityczne daje możliwość rejestracji on-line stężenia składników nieorganicznych (O2, CO2, CO, NO, NO2, SO2) jak i sumy związków organicznych w spalinach. Bardziej szczegółowe analizy, dotyczące przede wszystkim stężenia poszczególnych związków organicznych możliwe są dzięki wykorzystaniu zestawu chromatograf gazowy – spektroskop masowy. Większość urządzeń rejestrujących dane jak i pomiarowych i analitycznych to aparaty przenośne, wykorzystywane również „w terenie” w czasie badań prowadzonych z wykorzystaniem instalacji przemysłowych.

Mechanochemia:

Badania z zakresu mechanochemii prowadzone w Zakładzie Chemii Nieorganicznej mają na celu poznanie i wyjaśnienie zjawisk wywoływanych działaniem energii mechanicznej. Mechanochemia zajmująca się efektami indukowanymi wysokoenergetycznym mieleniem ciał stałych zyskuje coraz szersze zainteresowanie ze względu na możliwość praktycznego wykorzystania impulsów mechanicznych do syntezowania nanokrystalicznych materiałów kompozytowych, katalizatorów, spineli, pigmentów i innych.

  • Od kilku już lat realizowane są badania nad powstawaniem kompozytów o strukturze nanofazowej typu związek międzymetaliczny- tlenek metalu. Mechaniczna synteza tych materiałów zachodzi w układach typu hydroksowęglan – reaktywny metal. Próbuje się ponadto określać właściwości nanomateriałów i korelować je z ich strukturą, a także porównywać z materiałami otrzymywanymi klasycznie. Kompozyty syntezowanie „in situ” w młynku planetarnym łączą w sobie dobre właściwości faz międzymetalicznych z zaletami ceramiki. Temat ten realizowany jest we współpracy z Wydziałem Inżynierii Materiałowej Politechniki Warszawskiej.
  • Inny kierunek realizowanych badań związany jest możliwością mechanochemicznego otrzymywania materiałów aktywnych katalitycznie. Z dotychczas przeprowadzonych badań jednoznacznie wynika szczególnie wysoka aktywność i selektywność katalizatorów będących układami nanodyspersyjnymi. Podjęto badania nad mechano -chemiczną syntezą aktywnych katalizatorów na bazie tlenku chromu i tlenku wanadu. Oceny centrów aktywnych generowanych wysokoenergetycznym mieleniem dokonuje się przy wykorzystaniu reakcji testowych. Realizacja tej tematyki odbywa się w ramach sieci naukowej Nanomateriały jako katalizatory nowych, przyjaznych dla środowiska procesów, koordynowanej przez Instytut Katalizy i Fizykochemii Powierzchni PAN, a także we współpracy z Państwowym Uniwersytetem Chemiczno-Technologicznym w Iwanowie (Rosja) oraz z Institute for Sorption and Problems of Endoecology NAS of Ukraine.
  • Prowadzi się ponadto prace rozpoznawcze nad możliwością mechanochemicznej syntezy pigmentów nieorganicznych charakteryzujących się nanofazową strukturą, która mogłaby zapewnić im dobre właściwości wytrzymałościowe ze szczególnym uwzględnieniem odporności na ścieranie. Metoda taka stanowiłaby ciekawą alternatywę w stosunku do metod wysoko temperaturowych.

Wszystkie tematy realizowane w Zakładzie Chemii Nieorganicznej uwzględniają zasady zrównoważonego rozwoju przemysłu chemicznego, ceramiczengo, jak i metalurgicznego niezbędne w procesach dostosowawczych do integracji z UE.