О возможностях использования твердого топлива в промышленности, преемственности и важности резервных планов в исследованиях
Этой весной Вы успешно защитили свою докторскую диссертацию. Расскажите, какой теме была посвящена Ваша диссертационная работа?
Меня зовут Дияр Токмурзин. Я учился в школе инженерии и цифровых наук по программе PhD в области науки, инженерии и технологий. Тема моей диссертационной работы — «Оптимизация газификаторов циркулирующего кипящего слоя».
До поступления в докторантуру я учился в Алматинском университете энергетики и связи по специализации подготовка топлива и воды для электростанции и всей промышленности. Тема моей дипломной работы была связана с газификацией угля и интегрированной парогазотурбинной электростанцией.
Тематикой энергетики в промышленности я продолжил заниматься и в магистратуре в Университете Манчестера, где моя диссертационная работа была посвящена утилизации низкопотенциального тепла для повышения энергетической эффективности ТЭЦ.
По сути, моя докторская работа была логическим продолжением предыдущих работ по исследованиям в области возможностей использования твердого топлива в промышленности и энергетике.
В частности, моя работа касается производства спецкокса, который используется в металлургии. Производить его я предлагал методом частичной газификации. Дело в том, что при полной газификации уголь обычно полностью превращается в газ, а мы по сути из угля за счет быстрого нагрева до высокой температуры выгоняем все летучие вещества, которые в металлургических печах наносят вред технологическому процессу. В итоге полученный специальный кокс можно использовать для производства ферросплавов, в доменных печах, или в новых для металлургии установках COREX и FINEX. При этом мы предлагаем использовать принципиально новый способ производства спецкокса, который отличается большей экологичностью.
Моя тема достаточно обширная, поэтому и в будущем я планирую продолжить свою исследовательскую работу по ее дальнейшему развитию и разработке новых подходов и технологий для их применения непосредственно в промышленности.
Сейчас, к примеру, я работаю в Евразийской группе, и занимаюсь по сути той же проблематикой – газификацией угля, циркулирующим кипящим слоем, а также производством жидкого топлива и химического сырья из угля, переработкой каменно-угольной смолы и т.д.- но уже в более практической области, с целью внедрения новых технологий.
Сложно ли было проводить защиту диссертации в онлайн-режиме?
В принципе, для меня защищать диссертацию в онлайн режиме было вполне комфортно. Понятно, что из-за сложившейся непростой ситуации с пандемией коронавируса, карантином и введением чрезвычайного положения, представление наших работ в онлайн режиме, организованное школой, было тогда единственной возможностью для проведения защиты диссертации. Отрадно, что все без исключения участники защиты без особых проблем смогли подключиться к встрече, включая участников моей защиты из Великобритании. Более того, любой желающий, интересующийся тематикой моей работы, в том числе и студенты, смогли свободно подключиться по ссылке, разосланной через электронную почту и социальные сети Facebook и LinkedIn. Особую благодарность за великолепную организацию защиты я хотел бы выразить руководителю программы PhD профессору Луису Рохасу и менеджеру школы инженерии и цифровых наук Макпал Шоменовой.
Что можете рассказать о процессе работы над докторской диссертацией?
Дело в том, что я начинал свою работу над диссертацией в первой когорте докторантов НУ, и в самом начале у нас многого не доставало – нужного оборудования, установок, приборов и пр. Необходимо понимать, что сам университет на тот момент был еще очень молод. Вместе со своими научными руководителями я участвовал в построении лаборатории, вплоть до осуществления закупа всего, что было необходимо для работы. Но это тоже определенный опыт для меня, и, как и любые навыки, уверен, что этот опыт будет полезен для меня в будущем. В итоге, нам удалось совместно создать новую лабораторию. Надеюсь, что в дальнейшем наша лаборатория продолжит свое поступательное движение вперед и будет оснащена еще лучше.
Не могу также не отметить и помощь, которую я получил в плане организации самого процесса осуществления исследований и написания диссертационной работы. У меня были прекрасные руководители, которые во многом помогли мне с работой над диссертацией. Так, профессор Desmond Adair помогал мне в моей работе по моделированию, а также с подготовкой и написанием статей. Профессор Борис Голман оказал неоценимую помощь в процессе написания статей и систематизации полученных результатов. Калкаман Айтбаевич Сулейменов был моим со-руководителем, человеком непосредственно из промышленности. Именно благодаря ему, мы смогли построить ту лабораторию, о которой я упоминал ранее. Особенность ее в том, что здесь размещены пилотные установки, которые по сути имитируют мини-станцию. Это не просто макеты, они представляют из себя реально мини-станции, с исследовательскими мини-реакторами, с помощью которых я смог осуществить всю экспериментальную часть своей работы.
Кроме того, во время обучения я получил и реализовал два гранта от Королевской академией инжиниринга, выпустил 11 научных статей в журналах, индексируемых в Scopus, по тематике своей работы и по другим темам.
У меня сложились очень дружеские и теплые отношения со всеми, с кем мне довелось учиться и работать в НУ, в том числе, и с моими научными руководителями. Калкаман Айтбаевич помог мне с оформлением и грамотной подачей моих заявок на гранты, с тем, чтобы привлечь спонсорские средства. Иногда выхлопа от проектов и их финансирования можно ждать годами. Видимо, из-за того, что мой проект имел непосредственное отношение к промышленному производству и носил больше практический, нежели теоретический характер, представляя определенный интерес для промышленности, его в итоге успешно профинансировали. Первый экспериментальный реактор нам помогла построить компания ERG. Также мы смогли получить финансирование по проектам от «Самрук-Энерго», что способствовало дальнейшему развитию лаборатории. Сейчас лаборатория называется Лабораторией Назарбаев Университета и «Самрук-Энерго» по чистым угольным технологиям.
Можете ли подробнее рассказать нам про данные проекты?
Как я упоминал, это были гранты от Королевской академии инжиниринга. В одном из этих проектов моими партнерами были Университет Манчестера и Атырауский нефтеперерабатывающий завод. Мы осуществляли анализ системы теплообменников на производстве для сокращения расхода тепловой энергии на переработку нефти на АНПЗ. Мы сфокусировались на двух установках по дистилляции и ректификации нефти, то есть на получении «светлых» нефтепродуктов.
Второй проект, который также был профинансирован Королевской академией инжиниринга, касался утилизации твердых бытовых отходов. Не секрет, что в Казахстане имеет место серьезная проблема с утилизацией отходов. Никто не знает, что у нас за мусор, его состав и что с ним в итоге делать. В рамках нашего проекта мы изучали возможность использования мусора в качестве нетрадиционного топлива на электростанциях. По схожему проекту Назарбаев Университет также выделял нам средства. Мы провели прежде всего морфологическое исследование, то есть определили морфологический состав мусора, потом определили его тепло-технические характеристики для того чтобы в дальнейшем результаты наших исследований могли быть применены в практической плоскости. К примеру, чтобы инвестор, который придет в Казахстан, мог сделать на его основе технико-экономическое обоснование для того, чтобы дальше строить, например, те же электростанции. В процессе выполнения этой работы мы опубликовали ряд научных статей по разным способам применения горючей части твердых бытовых отходов. Так, одна из моих работ касалась пиролиза твердых бытовых отходов, то есть технологии переработки органической части сырья в газообразные и жидкие продукты горения. В результате исследования мы указывали на недопущение их захоронения на полигонах и определили, что пиролиз ТБО может позволить производить синтез газ, а твердый остаток можно использовать в качестве топлива, опять же на электростанциях.
Что подвигло Вас на поступление в докторантуру и каковы Ваши дальнейшие планы?
Еще в период моего обучения в магистратуре мне пришло приглашение на работу в Назарбаев Университет, что было для меня приятной неожиданностью. Поэтому, работая здесь, я решил заняться заодно и написанием докторской диссертации.
В моем решении заниматься научной деятельностью немаловажное значение имела и своеобразная преемственность, поскольку и мои родители, и, в свою очередь их родители — все занимались наукой и имеют докторские степени. Поэтому я, хотя и не понаслышке знал о трудностях этого пути, продолжил углубленно заниматься выбранным мною направлением и защитил в итоге свою диссертацию.
Но моя основная цель – это не только наука, я считаю, что мои исследования должны иметь прикладной характер и приносить пользу обществу, поэтому теперь я занимаюсь внедрением в производство как результатов моих исследований и моего труда, так и новых технологических решений.
Что Вы могли бы порекомендовать будущим докторантам?
Будущим докторантам и тем, кто только приступает к работе над диссертацией, я порекомендовал бы быть готовыми к тому, что при работе над диссертацией всегда что-то может пойти не по плану, и поэтому необходимо иметь под рукой резервный план В, а в случае необходимости — и план С, D и т.д. То есть иметь не один план исследований, а несколько разных возможных вариантов. Работу над докторской диссертацией многие считают сродни написанию студенческой или магистерской работы, но на самом деле это намного сложнее. И зачастую здесь очень многие вещи могут пойти не по плану. К примеру, может оказаться, что в связи со сложной логистикой, оборудование может не прийти вовремя или оно может в последний момент подвести, или может оказаться, что не окажется каких-то необходимых химических реактивов и т.д. В таких случаях всегда сможет помочь ваш резервный план (планы).