Уголь из промотходов

Interfax-Russia.ru – Томские ученые разработали экономичную технологию получения активированного угля из промышленных отходов.

Фотография официального сайта Томского политехнического университета

Специалисты Томского политехнического университета (ТПУ) разработали технологию переработки промышленных отходов (опилок, резиновой крошки, нефтяного шлама и пластика) в технический активированный уголь.

"Особенность нашей технологии в стадийном получении сразу трех полезных продуктов, главный из которых активированный уголь. Он технический, его можно использовать как сорбенты для систем очистных сооружений или сырья для изготовления различных материалов, например, карбидов. В Россию этот продукт преимущественно импортируется из-за рубежа, нам же удалось снизить стоимость конечного продукта и минимизировать энергетические затраты на его изготовление за счет того, что все компоненты для его получения мы делаем сами из отходов", - сообщил доцент научно-образовательного центра И.Н. Бутакова ТПУ Константин Слюсарский.

Как уточнили в пресс-службе вуза, технология получения активированного угля состоит из нескольких стадий. 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 перегружают 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. Сейчас ученые готовят заявку на патентование технологии.

На основе разработанного решения специалисты собрали установку стадийной термической конверсии (СТК). Она полностью автоматизирована и позволяет моделировать промышленный процесс термической переработки отходов. С помощью комплекса ученые планируют проводить лабораторные исследования для определения технологических зависимостей и разработки конфигурации промышленной установки.

"Проблема утилизации промышленных отходов всегда актуальна. В нашей лаборатории мы проводим цикл прикладных исследований, чтобы определить технологический способ переработки разных типов отходов и получения из них полезных продуктов с высокой добавленной стоимостью", - отметил Слюсарский.

Ранее ученые Томского политехнического университета разработали технологию приготовления высокоэффективной топливной суспензии из промышленных отходов. В качестве функциональной добавки они использовали древесный отход и отработанное индустриальное масло. Как оказалось, получившаяся смесь дольше хранится в стабильном состоянии и выгорает более равномерно по сравнению с топливами, приготовленными без использования функциональных добавок.

Тем временем компания, созданная сотрудниками Иркутского национального исследовательского технического университета (ИРНИТУ), представила технологию производства стройматериалов из промышленных отходов. Эти стройматериалы, в частности, можно применять при производстве товарных бетонов и сборных железобетонных конструкций.

"Бесцементные бетоны на рынке будут стоить дешевле цементных и силикатных изделий на 30%, также есть возможность создать аналог керамического кирпича - зольную керамику. Мы предлагаем исключить использование клинкерной составляющей (клинкер - один из главных компонентов бетона - ИФ) для уменьшения выбросов углекислого газа в атмосферу при обжиге карбонатных руд. Таким образом, наладив безотходное производство, мы снизим себестоимость продукции без ухудшения ее качества", - цитирует пресс-служба университета доцента кафедры строительного производства ИРНИТУ, руководителя компании Сергея Макаренко.

В начале 2023 года ИРНИТУ получил комплекс аналитико-испытательных приборов для изучения и разработки стройматериалов из техногенных отходов и минерального сырья Иркутской области. Оборудование разместили в двух аудиториях. В первой расположились устройство для определения реологических и физических показателей, которое позволяет проверять эффективность водоредуцирующих добавок; реометр, с помощью которого можно оценить тиксотропию, вязкость и предельное напряжение сдвига, а также лайтсайзер, необходимый для определения размеров частиц в диапазоне 0,3-100 нм.

"Используя высокочувствительный наноанализатор, научный коллектив измерит дзета-потенциал частиц, характеризующий степень электростатического взаимодействия. Результаты исследования укажут на стабильность эмульсий, применяемых в производстве стройматериалов", - уточнили в пресс-службе вуза.

Во второй университетской аудитории установили два смесителя принудительного действия для получения бетонных и сухих строительных смесей. Также здесь появится высокотемпературная печь, с помощью которой будут выпускать зольную керамику.

"Сегодня мы располагаем экструдером - прототипом производственного ленточного пресса для изготовления опытных образцов зольной керамики. На компактном прессе полученные стройматериалы будут испытывать на прочность. Он выдает нагрузку до 50 тонн с высокой точностью измерений и построением ряда диаграмм. Пресс подключается к компьютеру, и мы можем сразу же обработать данные", - пояснил Сергей Макаренко.

Кроме того, как отметил эксперт, специальное оборудование позволяет оценить воздухововлечение в бетонную смесь, что позволит прогнозировать срок службы такого материала. Ученый напомнил, что главным показателем качества бетона в суровых климатических условиях является морозостойкость.