Российские ученые научились получать морозостойкий мазут из старых автопокрышек
Ученые Томского политехнического университета разработали уникальную технологию переработки автомобильных покрышек в мазут.
Ученые Инженерной школы энергетики Томского политехнического университета разработали уникальную технологию переработки старых покрышек. Созданная ими экспериментальная установка позволяет получать экологически чистый морозостойкий мазут.
Исследователи рассказали ФАН преимущества новой технологии.
Три в одном
По самым скромным подсчетам ежегодно на свалках в России оказывается около 2 млн автомобильных покрышек. Естественный процесс разложения резины длится порядка 150 лет. И все это время старые шины выделяют синтетические полимеры, технический углерод, кремниевую кислоту, которые засоряют почву, воду и воздух.
Ученые Томского политеха разработали уникальную технологию переработки шин, позволяющую получать из вторсырья сразу три качественных продукта — газ, углерод и экологически чистый мазут. По мнению директора Всероссийского института природы Андрея Пешкова, это действительно технология, не имеющая аналогов.
«Процесс переработки покрышек сродни процессу переработки нефти. То, что ученые Томского политехнического университета предложили способ получения сразу трех продуктов, в том числе и экологически чистого топлива, это надо приветствовать и целиком поддерживать», — заявил эколог.
Сегодня в мире существует несколько технологий переработки отслуживших свой век покрышек. Самая простая и одна из самых вредных — просто сжечь их. К этому способу нередко прибегают для того, чтобы очистить место на свалках для новых партий изношенных шин.
Более экологичный и не менее распространенный метод переработки, которым сегодня пользуются лидеры в этой области — Китай и США — пиролиз. При этой технологии покрышки помещают в специальные камеры, герметизируют их и нагревают до тысячи градусов. Резина без доступа кислорода начинает разлагаться и в итоге получается углеводородистое сырье.
Эта технология весьма затратная и не всегда удается получить чистое сырье, утверждает заместитель директор Инженерной школы энергетики Томского политеха Владимир Губин. Коллектив ученых под его руководством предложил альтернативный способ переработки покрышек.
«Мы разработали такую технологию, которая позволяет получить целый комплекс продуктов с минимальным воздействием на окружающую среду. Задача была не только получить технико-экономический, обоснованный путь, но и максимально минимизировать выбросы в окружающую среду», — утверждает ученый.
Все дело в воде
В Томском политехе для переработки шин решили использовать воду. В специально разработанной установке вторсырье обрабатывают перегретым водяным паром. Правда, предварительно покрышку измельчают. Метод паровой газификации, предложенный томскими учеными, оказался намного проще и самое главное — эффективнее широко распространенного пиролиза, считает Губин.
«Это более простая и безопасная технология переработки в отличие от тех, которые уже существуют. Нет высокого давления, процесс паровой газификации не требует слишком высоких температур. Все это позволяет обеспечить герметичность установки и высокую эффективность процесса переработки. Сырье в нашем реакторе перерабатывается за час, что тоже технологично», — объясняет собеседник агентства.
Еще одно преимущество новой технологии — перерабатываемые покрышки превращаются в газ, технологический углерод, который можно использовать для производства покрышек, а также в экологически чистый мазут. Лабораторные исследования показали, что томский мазут не замерзает и не теряет своих свойств при температурах до –50°С. То есть без специальных добавок он уже обладает свойствами арктического топлива, что особенно важно в районах Крайнего Севера.
Отсутствие же в этом мазуте серы делает его экологически чистым, утверждает главный редактор журнала «Экология и жизнь» Александр Самсонов.
«Мазут, получаемый по технологии ученых Томского политеха, экологически чистый, так как при его сжигании не образуется окислов серы, — пояснил журналист. — Еще один плюс — у него низкая вязкость, мазут не замерзает при низких температурах. На Севере с этим большие проблемы: обычный мазут часто застывает, его приходится разбавлять дизтопливом и экономии не получается никакой».
Экономика должна быть экономной
Все теоретические расчеты томские ученые подкрепили на практике. Разработанная им в лабораторных условиях установка по переработке покрышек методом паровой газификации показала высокую эффективность. На выходе удалось получить 80% полезных веществ.
«Покрышка полностью перерабатывается и на выходе три четверти ее массы включают в себя жидкую фазу — мазут. Газообразная фаза тоже может быть полностью использована. Углерод в виде мелкой фракции используется полностью и остается жидкая фракция — 20% — это техническая вода», — пояснил Владимир Губин.
Томские ученые утверждают — во всем мире есть только один завод, во Франции, использующий подобную технологию. Вот только французам удалось извлечь из покрышек лишь технический углерод. Российская разработка оказалась эффективнее как минимум в три раза. Не говоря уже об экономии.
С учетом того, что получаемый при переработке покрышек газ используется для нагревания воды, себестоимость томского мазута на 20% ниже того, который дают нефтеперерабатывающие заводы, заявил собеседник агентства.
«Это учитывая то, что сырье у нас бросовое и мы еще не считали, что можем брать плату за утилизацию покрышек», — добавил Губин.
Сейчас ученые завершают комплекс фундаментальных исследований. Результаты лабораторных испытаний предстоит проверить на промышленной установке. Совместно с научно-производственным объединением из Санкт-Петербурга будут разработана конструкторская документация на создание пилотной установки, способной перерабатывать до 300 кг резиновой крошки в час.
В планах также разработка компактной, передвижной контейнерной установки. По мнению ученых и экологов, мобильность позволит использовать ее в тех регионах, где нецелесообразно строительство стационарного комплекса.
«Контейнерная установка — это очень перспективно, если она будет сертифицирована в том числе по безопасности, потому что возить эти покрышки — очень нерентабельно. Поэтому проще перемещать компактную установку к месту хранения шин, переработать их и снова увозить оборудование в другое место», — считает Самсонов.
Помимо этого, ученые Инженерной школы энергетики Томского политеха намерены завершить работу по очистке технической воды, которая остается после переработки покрышек. Как показали исследования, теоретически это осуществимо. К работе подключились и исследователи отделения химической инженерии Томского политеха.