Исследователи Томского политехнического университета (ТПУ) разработали топливные пеллеты, в состав которых входят бумажные и картонные отходы. Эксперименты показали, что такое топливо отличается лучшими физико-механическими свойствами и может сжигаться эффективнее на 3–18 % по сравнению с обычными древесными пеллетами. Результаты опубликованы в журнале Biomass and Bioenergy.
В качестве сырья ученые использовали сосновые опилки, к которым добавляли твердые бытовые отходы — картон, бумагу и их смеси. По словам руководителя исследования, доцента Исследовательской школы физики высокоэнергетических процессов ТПУ Галины Няшиной, работа направлена на вовлечение невостребованного сырья в энергетический цикл и решение проблемы накопленных отходов.
Наша научная группа продолжает исследовать различные компонентные составы топливных пеллет, с целью включения невостребованного сырья в энергетический цикл и переработки накопленных отходов. В новом исследовании мы сконцентрировали внимание на бумажных отходах. Исследовали влияние добавления такого рода отходов на горение и физические характеристики (плотность, твердость, устойчивость к истиранию и ударопрочность). Экспериментально нам удалось показать, что бумажные отходы увеличивают плотность и улучшают механические свойства пеллет, а также способствуют росту их теплотворной способности.
- Галина Няшина
Испытания проводились на стенде с термогравиметрическим анализатором, высокоскоростной видеокамерой и газоанализатором. Ученые фиксировали показатели воспламенения и горения, а также анализировали состав дымовых газов. Выяснилось, что при добавлении в пеллеты 5 % картона их ударопрочность увеличилась на 2 %, а плотность — на 10 % по сравнению с древесными аналогами. Твердость таких пеллет была выше на 24–55 %.
Кроме того, пеллеты с бумажными добавками теряли массу при горении медленнее — скорость убыли массы снизилась на 17 %. Также температура начала их термического разложения оказалась выше на 9–17 %, что делает топливо более устойчивым к высоким температурам и увеличивает время горения.
Все пеллеты, содержащие картон, имели на 3–18 % более высокий относительный интегральный показатель эффективности, чем древесные пеллеты. Это делает их перспективным топливом для использования в промышленности.
- Галина Няшина
Разработка томских ученых — пример того, как отходы могут превращаться в ценное энергетическое сырье, снижая нагрузку на экологию и повышая эффективность производства. О других современных технологиях, которые помогают ученым превращать мусор в полезные материалы, читайте в материале «Когда б вы знали, из какого сора: как ученые превращают отходы в сырье».
Исследование выполнено при поддержке Российского научного фонда.
Источник: Минобрнауки РФ
Фото: ТПУ
