В ТПУ добавили отходы в пеллеты и снизили выбросы CO2 на 20%

Ученые Томского политехнического университета создали новый вид топливных пеллет. Они добавили в них отходы сельского хозяйства и промышленности.

Исследование показало, что такие пеллеты более прочные и качественные. При их использовании в атмосферу попадает на 20% меньше углекислого газа.

Результаты опубликованы в журнале Renewable Energy.

Ученые придумали, как сделать топливо в виде пеллет и брикетов. Для этого они использовали разные материалы.

Пеллеты в основном делали из сосновых опилок — отходов лесопильных заводов. А чтобы улучшить качество пеллет, к ним добавляли другие материалы: отходы промышленности, низкокачественное топливо и смесь отходов из сельского хозяйства (угольный шлам, торф, солому и рисовую шелуху). Также в пеллетах использовали твердые бытовые отходы (картон, пластик и их смеси).

Мы исследовали, как можно использовать отходы разных типов — от угольного шлама до картона и пластика — в качестве добавки к древесным пеллетам.

Наши эксперименты показали, что такие добавки могут сильно изменить характеристики горения топлива: время, за которое оно начинает гореть, продолжительность горения, температуру и состав дыма, — отмечает один из авторов исследования, доцент Исследовательской школы физики высокоэнергетических процессов ТПУ Галина Няшина.

Исследования проводили на специальной установке с инструментами для измерения изменений в веществе при нагревании, высокоскоростной камерой и прибором для анализа газов.

С помощью камеры ученые фиксировали время, через которое начиналось горение, и как долго оно продолжалось. Чтобы узнать, какие газы выделяются при горении, использовали специальный прибор для их анализа.

Оказалось, что благодаря летучим веществам и пористой структуре солома помогает уменьшить время до начала горения на 32% и сократить продолжительность горения на 15%. А если добавить к соломе картон, то горение будет короче на 20%.

Мы провели эксперименты при температуре от 700 до 900 градусов Цельсия. В этом диапазоне происходят все стадии зажигания и горения топлива.

Мы обнаружили интересные закономерности. Например, температура горения зависит от состава пеллет. Если добавить торф и угольный шлам, то температура термического разложения станет выше на 34%. Это происходит потому, что для разложения минеральных компонентов этих материалов нужна более высокая температура.

Также мы выяснили, что повышение температуры в выбранном диапазоне уменьшает время задержки зажигания до четырех раз и сокращает продолжительность горения до 31%, — добавляет Галина Няшина.

Ученые говорят, что если использовать в пеллетах отходы сельского хозяйства и угольной промышленности, то выбросы углекислого газа можно снизить на 20%. Если добавить картон и другие бумажные отходы, концентрация оксидов азота уменьшится на 22–78%. Это значит, что такие пеллеты более безопасны для окружающей среды.

Ученые также проверили, как добавки влияют на свойства пеллет. Оказалось, что благодаря им пеллеты становятся более устойчивыми к влаге — до 46%, а еще более прочными.

Ранее ученые сообщили о технологии получения кирпичей из бумаги. Бумажный дом, который не сдует волк.

На фото: пеллеты с отходами. Источник: ТПУ.

21.01.2025