Ученые Инженерной школы энергетики Томского политехнического университета (ТПУ) при поддержке программы Минобрнауки России «Приоритет 2030» разработали технологию переработки промышленных отходов — опилок, резиновой крошки, нефтяного шлама и пластика — для получения активированного угля и другого полезного сырья. На текущий момент активированный уголь, который используют как сорбент для систем очистных сооружений или для изготовления различных материалов, закупают преимущественно за рубежом. Наладить собственное производство активированного угля ― одна из важных задач российского импортозамещения.
Установка переработки сыпучих отходов. Фото: Пресс-служба Томского политехнического университета
Ученые Научно-исследовательского центра «Экоэнергетика 4.0» Томского политехнического университета и Научно-образовательного центра И.Н. Бутакова Инженерной школы энергетики получили технический активированный уголь с помощью установки двухстадийной термической конверсии. Такой уголь дешевле, чем продукт, получаемый другими способами, и требует меньше энергозатрат на изготовление по сравнению с аналогами.
В чем заключается суть технологии? На первом этапе исходное сырье непрерывно поступает в реакционную камеру пиролиза и нагревается до температуры 700 градусов Цельсия. В результате образуются жидкие углеводороды, горючие газы и углеродный остаток — полукокс. Последний непрерывно перегружается в другой реактор меньшего объема с рабочей температурой до 1000 градусов Цельсия. В нем с помощью диоксида углерода или перегретого пара, которые являются сильными активирующими агентами, образуется активированный уголь.
«Особенность нашей технологии в стадийном получении сразу трех полезных продуктов, главный из которых активированный уголь. Он технический, его можно использовать как сорбент для систем очистных сооружений или в качестве сырья для изготовления различных материалов, например, карбидов. Второй полезный продукт, который мы получили ― синтетический газ, который может быть использован как энергоноситель. Третий продукт ― это жидкие углеводороды, которые получаются на первой стадии в результате конденсации парогазовой смеси. Они могут использоваться как топливо, либо в качестве сырья для нефтехимических производств. Спектр промышленных отходов, из которых мы можем получать полезное сырье, достаточно широкий», ― рассказал в разговоре с корреспондентом «Научной России» доцент научно-образовательного центра И.Н. Бутакова Томского политеха Константин Слюсарский.
Сейчас ученые готовят заявку на патентование технологии. На основе разработанного решения политехники собрали установку стадийной термической конверсии. Она полностью автоматизирована и позволяет осуществить физическое моделирование промышленного процесса термической переработки отходов. На ней будут проходить лабораторные исследования для определения технологических зависимостей и разработки конфигурации промышленной установки.
Новость подготовлена при поддержке Министерства науки и высшего образования РФ и Российской академии наук.
