Ученые Томского политехнического университета предложили смешивать два вида промышленных отходов — смолу от переработки угля и жидкие углеводороды из старых шин — чтобы получать из них энергию. Эксперименты показали, что такая смесь на 75% эффективнее сгорает и на 50% меньше загрязняет воздух. Это делает ее перспективным топливом для промышленных котлов.
При переработке отходов методом пиролиза, то есть термического разложения без доступа кислорода, образуются жидкие продукты, которые часто оказываются слишком сложными по составу и непригодными для использования. Ученые ТПУ решили проверить, можно ли смешать два таких продукта — жидкие углеводороды из шин БелАЗа и смолу от переработки кузбасского угля — чтобы получить эффективное топливо. Смеси готовили в разных пропорциях (до 40% смолы) и сжигали в печи при 600–800°C.
«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», — пояснил один из авторов исследования, доцент Научно-образовательного центра И. Н. Бутакова ТПУ Кирилл Ларионов.
Добавление угольной смолы существенно ускоряет воспламенение. При 40% смолы в смеси время воспламенения сокращается на 40% (при 600°C) и на 75% (при 800°C). Анализ газов также показал, что сгорание становится более полным — выбросы угарного газа и оксида азота снижаются до 50% в зависимости от доли смолы.
По мнению ученых, решение особенно актуально для угледобывающих регионов, таких как Кузбасс, где есть и отходы, и потребность в энергии. На его основе можно построить бизнес-модель — сбор и утилизация отходов с генерацией тепла и последующей продажей предприятиям или населению.
Исследование выполнено в рамках программы Минобрнауки России «Приоритет-2030» (нацпроект «Молодежь и дети»).
