Ученые Томского политехнического университета предложили использовать смесь обводненной угольной смолы и жидких продуктов переработки отработанных шин как топливо. Такая смесь быстрее воспламеняется и образует меньше вредных выбросов, сообщили в пресс-службе Минобрнауки.

«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», — приводятся в тексте слова одного из авторов исследования, доцента Научно-образовательного центра И. Н. Бутакова ТПУ Кирилла Ларионова.

Пиролиз — термическое разложение под действием высокой температуры — считается одним из перспективных способов переработки различных видов отходов. В результате образуются газ, углеродный остаток и жидкие углеводороды. Последние имеют сложный химический состав, который меняется в зависимости от исходного сырья и условий процесса. Из-за этого часть продуктов переработки оказывается непригодной для дальнейшего использования, например в качестве топлива.

Политехники исследовали смесь жидких углеводородов, полученных из отработанных крупногабаритных шин горнодобывающей техники «Белаза», и обводненной смолы коксования угля Кузнецкого угольного бассейна. Долю смолы в смесях меняли от 2,5 до 40% по объему. Состав и физические параметры полученных смесей анализировали с помощью аналитического оборудования, а отдельные капли сжигали в печи при температуре 600-800 градусов Цельсия.

Исследование показало, что добавление обводненной угольной смолы сокращает время воспламенения. Для смеси с 40% угольной смолы этот показатель сокращался до 40% при температуре 600 градусов Цельсия и до 75% при 800 градусах. При увеличении доли смолы топливная смесь также сгорала полнее, а выбросы угарного газа и оксида азота снижались до 50% в зависимости от количества добавленной смолы.

Перспективы применения

Разработанный подход может быть востребован в угледобывающих и углеперерабатывающих регионах, где необходимо одновременно утилизировать подобные отходы и получать энергию. Ученые рассматривают возможность организации сбора и утилизации таких отходов с выработкой тепловой энергии и ее последующей продажей 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», — приводятся в тексте слова Кирилла Ларионова.

Результаты работы опубликованы в журнале Fuel. Исследование поддержано федеральной программой Минобрнауки России «Приоритет-2030» национального проекта «Молодежь и дети». В работе участвовали ученые Инженерной школы энергетики Томского политехнического университета.