В Томском политехе завершили серию экспериментов по созданию твердого топлива из нескольких видов отходов. Основой для пеллет стали деревянные опилки и картон, а в качестве жидкой добавки ученые использовали отработанное моторное масло и рапсовое масло. Об этом сообщает пресс-служба вуза.
«Смешивая компоненты в разных соотношениях, мы получили несколько десятков вариантов составов пеллет, которые в дальнейшем тщательно изучили на ударопрочность, твердость, устойчивость к тряске и поглощению влаги, особенности горения таких составов (время зажигания, длительность горения, концентрации вредных газов), а также рассчитали экономическую целесообразность», — пояснила руководитель исследования, доцент Исследовательской школы физики высокоэнергетических процессов ТПУ Галина Няшина.
При оценке ученые применяли многокритериальный анализ, который позволил одновременно учитывать физические свойства гранул, параметры воспламенения и горения, а также расходы на сырье, изготовление и перевозку. Образцы проверяли на плотность, твердость и ударопрочность — от этого напрямую зависит, сохранит ли топливо форму при доставке и не потеряет ли свои рабочие качества.
Добавление картона повысило твердость пеллет почти вдвое по сравнению с образцами без него. В трехкомпонентных составах, куда помимо опилок и картона ввели масло, твердость выросла на 31–71% относительно обычных гранул. Лучший результат здесь дало рапсовое масло — прибавка к твердости составила от 16% до 104%. Масляная добавка также снизила поглощение влаги на 7–19%, защищая гранулы от гниения при хранении и перевозке. Кроме того, она увеличила теплотворную способность на 11–18% и ускорила розжиг: время воспламенения сократилось до 56% по сравнению с чисто древесными образцами.
По итогам испытаний выделены два наиболее перспективных состава. Первый — W70C30, состоящий из 70% опилок и 30% картона. Это простая и прочная композиция. Второй — W+C+WMO5, в котором 67,5% опилок, 27,5% картона и 5% отработанного моторного масла. Его отличительная черта — сбалансированное сочетание энергоемкости, стойкости к влаге и экологической безопасности. Комплексный показатель эффективности у этих двух вариантов на 7–8% выше, чем у стандартных древесных пеллет.
Замеры антропогенных выбросов показали, что картонные композиции выделяют на 9–25% меньше оксидов азота и серы, чем пеллеты без добавок. При сжигании большинства исследованных составов концентрация вредных газов остается в разрешенных границах, если контролировать долю масла в грануле. В дальнейших планах научной группы — детальное изучение вредных выбросов, безопасная утилизация и переработка золы, а также проверка того, как пеллеты ведут себя при длительном хранении в разных условиях. В перспективе такое биотопливо можно будет использовать для обогрева в бытовых котлах и на малых теплоэлектроцентралях.
