Ученые Томского политехнического университета разработали способ совместного использования отходов переработки угля и старых шин в качестве топлива. Исследователи смешивали обводненную угольную смолу с жидкими углеводородами, полученными при переработке отработанных шин. По данным Минобрнауки, полученная смесь обладает более эффективными характеристиками горения.
«Жидкие углеводороды отработанных шин и обводненная угольная смола благодаря синергетическому эффекту и химическому взаимодействию при совместном сжигании меняют процесс воспламенения и горения, превращая два этих сложных побочных продукта в более эффективное топливо. В этом процессе важную роль играют кислородсодержащие соединения угольной смолы — кислоты и спирты. Они взаимодействуют с углеводородами шин и интенсифицируют образование паров, что ускоряет процесс последующего воспламенения», — сообщил доцент Научно-образовательного центра И. Н. Бутакова ТПУ Кирилл Ларионов.В основе эксперимента лежит технология пиролиза — термического разложения сырья при высокой температуре. Ее используют для переработки разных видов отходов. В результате процесса можно получить газообразные вещества, углеродистый остаток и жидкие углеводороды. При этом свойства последних зависят от состава исходного материала и параметров переработки, поэтому не все полученные продукты удается использовать повторно.
Для эксперимента специалисты ТПУ взяли жидкие продукты переработки крупногабаритных шин горнодобывающей техники «Белаза» и обводненную смолу, образующуюся при коксовании угля Кузнецкого бассейна. Исследователи подготовили несколько вариантов топлива, меняя содержание угольной смолы в диапазоне от 2,5 до 40% по объему.
Затем ученые изучили химический состав и физические свойства получившихся смесей. Кроме того, отдельные капли топлива сжигали в печи при температурах от 600 до 800 градусов Цельсия, чтобы оценить особенности воспламенения и горения.
Эксперименты показали, что присутствие обводненной угольной смолы ускоряет воспламенение топлива. При ее доле в 40% время до воспламенения сокращалось примерно на 40% при температуре 600 градусов и на 75% при 800 градусах Цельсия. Одновременно увеличение количества смолы способствовало более полному сгоранию смеси.
Еще одним результатом стало снижение количества некоторых вредных веществ в продуктах сгорания. В зависимости от концентрации угольной смолы выбросы угарного газа и оксидов азота уменьшались максимум примерно на 50%.
Где могут использовать разработку
Авторы считают, что технология может оказаться особенно полезной для регионов с развитой угольной промышленностью. В таких местах одновременно возникает большое количество отходов переработки угля и шин, а полученное из них топливо можно использовать для производства тепловой энергии.
В качестве одного из возможных сценариев ученые рассматривают создание системы, при которой отходы собирают и перерабатывают, а выработанное тепло затем продают промышленным предприятиям или населению.
«С практической точки зрения это может быть хорошим и востребованным решением в угледобывающих и углеперерабатывающих регионах, например, Кузбассе, где есть потребность в утилизации таких видов отходов и использовании большого количества энергии. Таким образом для определенных предприятий, занимающихся переработкой отходов, возможна организация бизнес-модели, построенной на сборе, утилизации отходов с генерацией тепловой энергии и последующей ее продажи промышленным предприятиям или населению», — заключил Ларионов.
Источник новости: hi-tech.mail.ru
