Специалисты Томского политеха разработали новый вид топлива на основе комбинации угольной смолы с высокой влажностью и жидких продуктов переработки старых шин. По данным Минобрнауки, такой состав обладает улучшенными характеристиками воспламеняемости и снижает объем вредных выбросов.
Кирилл Ларионов, доцент Научно-образовательного центра И. Н. Бутакова ТПУ, пояснил: «Совместное сжигание этих компонентов создает синергетический эффект благодаря химическим реакциям между кислородсодержащими соединениями смолы и углеводородами из шин. Это ускоряет испарение и последующее возгорание смеси, превращая сложные побочные продукты в эффективное энергетическое сырье».
Пиролиз — метод термического разложения отходов при высоких температурах — рассматривается как перспективная технология переработки. В ходе процесса образуются газообразные, твердые и жидкие продукты, состав которых варьируется в зависимости от исходного материала и условий проведения реакции. Некоторые из полученных веществ не подходят для дальнейшего применения, включая использование в качестве горючего.
Эксперименты проводились с комбинацией жидких углеводородов из изношенных шин карьерной техники «Белаз» и водонасыщенной смолы коксования угля Кузбасса. Концентрация смолы в смесях варьировалась от 2,5% до 40%. Для анализа состава использовалось специализированное оборудование, а испытания горения выполнялись в печи при температурах 600–800°C.
Результаты продемонстрировали, что включение угольной смолы сокращает период воспламенения. При 40%-ной концентрации время уменьшалось на 40% при 600°C и на 75% при 800°C. Кроме того, повышался коэффициент полноты сгорания, а выбросы CO и NOx снижались до 50% в зависимости от доли добавленной смолы.
Возможности практического использования.
Данная методика может найти применение в угольных регионах, где актуальны задачи утилизации отходов и энергогенерации. Исследователи изучают варианты создания системы сбора и переработки таких материалов с последующей реализацией тепловой энергии промышленным потребителям или населению.
«Для угледобывающих территорий вроде Кузбасса это решение может стать экономически выгодным, — отметил Ларионов. — Предприятия смогут организовать бизнес-процессы, включающие сбор отходов, их переработку с одновременной выработкой тепла и продажу полученной энергии».
Научные выводы опубликованы в издании Fuel. Работа выполнена при поддержке программы Минобрнауки «Приоритет-2030» в рамках нацпроекта «Молодежь и дети». В исследованиях участвовали специалисты Инженерной школы энергетики Томского политеха.
