«Мусорное» топливо

Политехники создают новое топливо из отходов

ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ВОШЕЛ В ПЯТЕРКУ ЛУЧШИХ ВУЗОВ СТРАНЫ ПО ЧИСЛУ СТИПЕНДИЙ И ГРАНТОВ ПРЕЗИДЕНТСКОЙ ПРОГРАММЫ ПОДДЕРЖКИ МОЛОДЫХ УЧЕНЫХ — ПОМОЩЬ БУДЕТ ОКАЗАНА 21 МОЛОДОМУ УЧЕНОМУ. 14 ЧЕЛОВЕК ИЗ ОБЩЕГО ЧИСЛА — ЭТО МОЛОДЫЕ УЧЕНЫЕ И АСПИРАНТЫ ТПУ, ЗАНИМАЮЩИЕСЯ ПЕРСПЕКТИВНЫМИ НАУЧНЫМИ ИССЛЕДОВАНИЯМИ И РАЗРАБОТКАМИ ПО ПРИОРИТЕТНЫМ НАПРАВЛЕНИЯМ МОДЕРНИЗАЦИИ РОССИЙСКОЙ ЭКОНОМИКИ. ОНИ УДОСТОЕНЫ СТИПЕНДИИ ПРЕЗИДЕНТА РФ В 2018-2020 ГОДАХ. В ИХ ЧИСЛЕ И ИНЖЕНЕР ЛАБОРАТОРИИ МОДЕЛИРОВАНИЯ ПРОЦЕССОВ ТЕПЛОМАССОПЕРЕНОСА ИНЖЕНЕРНОЙ ШКОЛЫ ЭНЕРГЕТИКИ КСЕНИЯ ВЕРШИНИНА (ПО НАПРАВЛЕНИЮ «ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНОСТЬ И ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ, В ТОМ ЧИСЛЕ ВОПРОСЫ РАЗРАБОТКИ НОВЫХ ВИДОВ ТОПЛИВА»).

Под руководством профессора Исследовательской школы физики высокоэнергетических процессов Павла Стрижака девушка занимается созданием новых видов топлива из отходов. О том, зачем и как можно использовать техногенные и бытовые отходы, Ксения Вершинина рассказала корреспонденту газеты «За кадры».

«Добро» пропадает

По подсчетам специалистов, в Томской области скопилось большое количество как индустриальных, так и бытовых отходов. В силу специфики региона львиную долю составляют отходы добычи нефти и природного газа. Кроме того, накоплено довольно много отходов обработки хозяйственно-бытовых и смешанных вод, офисного мусора, продуктов лесозаготовки и лесопереработки. Абсолютное большинство объемов сырья сейчас складируется, а не используется повторно. При этом ученые Томского политеха предлагают использовать отходы для изготовления новых видов композиционных топлив.

— Проект «Разработка технологий совместной утилизации индустриальных и бытовых отходов с выработкой энергии при сжигании в составе композиционных топлив» стал логическим продолжением крупного исследования, работы по которому велись в течение трех лет. В его рамках мы тоже изучали композиционные топлива. Однако акцент делался на использовании отходов угле- и нефтепереработки в составе суспензионных топлив. Сейчас же будут использоваться отходы, характерные для нашего региона, например отходы нефтяной промышленности (нефтешламы, грунты, загрязненные нефтью, водонефтяные эмульсии), отходы деревопереработки (например, опилки) и бытовые/офисные отходы (бумага, картон, пластик, текстиль, резина и пр.). В рамках исследовательской работы мы создаем новые топлива и всесторонне изучаем их характеристики, чтобы понять перспективность использования,?— говорит Ксения Вершинина. Над проектом работает научный коллектив, куда кроме Ксении входят студенты и аспиранты ТПУ. Работа над исследованием была начата осенью 2017 года. Первым этапом стало изучение и систематизация уже полученных другими исследователями знаний (темпы накопления отходов, их свойства и т.д.), а также определение перспективных компонентов и топливных композиций на их основе.

— Наиболее интересными для использования в составе топлив нам кажутся отходы нефтяной, лесоперерабатывающих отраслей промышленности и бытовые отходы. Также планируется включить в список отходы очистки технологических и муниципальных стоков, отходы переработки отработавших автомобильных шин. При этом, как нам удалось выяснить, сейчас в мире больше изучается совместное сжигание угля с каким-либо из видов отходов, а большой базы данных по видам топлив, которые мы собираемся рассматривать, пока просто нет, — поясняет ученый.

Экономика, экология и энергетика

Политехники не собираются заниматься исследованиями ради исследований: накопленная база данных позволит понять, насколько новые виды топлив будут эффективными, коммерчески выгодными, а также безопасными для окружающей среды. Чтобы выяснить все это, в ТПУ проведут серию экспериментов: топлива из отходов будут сжигать в модельных камерах сгорания. Отходы для изучения ученым предоставили некоторые томские компании. — Нам необходимо будет получить базовые характеристики, без которых невозможно дальнейшее проведение более углубленных экспериментов. Речь идет об энергетических, экономических и экологических аспектах использования топлив из отходов. Будут изучаться теплота сгорания, количество энергии, необходимой для эффективного розжига, количество выбросов при сжигании топлив, потенциальные затраты на их подготовку, транспортировку, хранение и другие характеристики. Все это позволит выявить как преимущества, так и недостатки новых композиционных топлив из отходов по сравнению с наиболее распространенным и наиболее экологически опасным топливом — углем, — отмечает Ксения.

Будущее с переработкой

Работа политехников позволит еще на шаг приблизиться к решению проблемы утилизации отходов. Ежегодно на территории России образуется более 50 миллионов тонн твердых коммунальных отходов. Однако система обращения с таким сырьем развита слабо: мало распространены повторное использование, вторичная переработка, производство органических удобрений, биогаза, их применение в качестве топлива для выработки тепла и электроэнергии и т. д. В настоящее время более половины всех производимых в России отходов приходится именно на топливно-энергетический сектор и добывающую промышленность. Применение отходов в виде топлива может стать, по мнению ученых, основой для снижения общих объемов захоронения (до 15?20 %) и стимулирования развития сопутствующих технологий обращения. — Сжигание отходов в составе композиционных топлив позволит задействовать большие объемы сырья одновременно, а также полезно утилизировать вместе разные виды отходов. Кроме того, включение в состав топлив отходов нефтяной промышленности представляет интерес с точки зрения энергетики, так как у них достаточно высокая теплота сгорания. К 2020 году планируется завершить проект — получить полную базу данных. С ее помощью можно будет разрабатывать и совершенствовать технологии применения топлив из отходов, создавать прогностические модели их зажигания и горения. Возможно, данные технологии можно будет предлагать крупным предприятиям Томска и области для утилизации отходов, — подытоживает Ксения.

Наталья Каракорскова