Предложен метод получения топлива из переработки угля и старых шин

Ученые из Томского политехнического университета разработали новый способ использования смеси обводненной угольной смолы и жидких продуктов переработки отработанных шин в качестве топлива. Эта комбинация обеспечивает более быстрое воспламенение и снижает уровень вредных выбросов, как сообщается в пресс-службе Минобрнауки. Об этом пишет ТАСС.

Согласно словам одного из авторов исследования, доцента И. Н. Бутакова ТПУ Кирилла Ларионова, жидкие углеводороды отработанных шин в сочетании с обводненной угольной смолой благодаря синергетическому эффекту и химическим реакциям при совместном сжигании изменяют процесс воспламенения и горения, превращая два сложных побочных продукта в более эффективное топливо. Кислородсодержащие соединения угольной смолы, такие как кислоты и спирты, играют ключевую роль в этом процессе, взаимодействуя с углеводородами шин и способствуя образованию паров, что ускоряет воспламенение.

Пиролиз, который представляет собой термическое разложение при высокой температуре, считается одним из наиболее перспективных методов переработки различных отходов. В результате пиролиза образуются газ, углеродный остаток и жидкие углеводороды, состав которых варьируется в зависимости от исходного сырья и условий обработки. Однако часть продуктов переработки может оказаться непригодной для дальнейшего использования в качестве топлива.

В ходе исследования политехники проанализировали смесь жидких углеводородов, полученных из отработанных шин горнодобывающей техники "Белаза", и обводненной смолы коксования угля Кузнецкого угольного бассейна. Доля смолы в смесях варьировалась от 2,5 до 40% по объему. Состав и физические параметры смесей были исследованы с помощью аналитического оборудования, а отдельные капли сжигались в печи при температуре от 600 до 800 градусов Цельсия.

Результаты показали, что добавление обводненной угольной смолы снижает время воспламенения. Для смеси с 40% угольной смолы время воспламенения уменьшалось на 40% при 600 градусах Цельсия и на 75% при 800 градусах. Увеличение доли смолы также способствовало более полному сгоранию топливной смеси, а выбросы угарного газа и оксида азота снижались до 50% в зависимости от количества добавленной смолы.

Разработанный метод может быть особенно полезен в угледобывающих и углеперерабатывающих регионах, где необходимо одновременно утилизировать отходы и получать энергию. Ученые рассматривают возможность организации сбора и утилизации таких отходов с выработкой тепловой энергии, которую можно будет продавать промышленным предприятиям или населению.

Кирилл Ларионов отметил, что с практической точки зрения это решение может быть востребованным в угледобывающих регионах, таких как Кузбасс, где существует потребность в утилизации отходов и использовании значительных объемов энергии. Это открывает возможности для создания бизнес-моделей, основанных на сборе и утилизации отходов с генерацией тепловой энергии и ее последующей продаже.

Результаты исследования опубликованы в журнале Fuel и поддержаны федеральной программой Минобрнауки России "Приоритет-2030" в рамках национального проекта "Молодежь и дети". В работе принимали участие ученые Инженерной школы энергетики Томского политехнического университета.