Регистрация / Вход
Прислать материал

Получение нового вида жидкого топлива из твердого углеродсодержащего остатка пиролиза автошин

Сведения об участнике
ФИО
Кононова Арина Сергеевна
Вуз
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кузбасский государственный технический университет им.Т.Ф.Горбачева"
Тезисы (информация о проекте)
Область наук
Химия и химические технологии
Раздел области наук
Химическая технология. Химическая промышленность
Тема
Получение нового вида жидкого топлива из твердого углеродсодержащего остатка пиролиза автошин
Резюме
Научные исследования направлены на изучение существующих методов утилизации и использования изношенных автошин, разработку нового вида высококачественного композиционного вида жидкого топлива на основе низкокачественного углеродсодержащего остатка пиролиза автошин.
Подобран метод обогащения углеродсодержащего остатка в соответствие с качественными и физико-химическими свойствами исходного сырья.
Описана технология получения нового вида жидкого топлива, которая в перспективе развития может пополнить сырьевую базу для металлургических, коксохимических и теплоэнергетических предприятий.
Ключевые слова
Жидкое топливо, уголь, технический углерод, изношенные автошины, масляная агломерация.
Цели и задачи
Цель исследований – разработка технологии получения композиционного жидкого топлива из твердого остатка пиролиза автошин (низкокачественного технического углерода). Проведение комплексной переработки автошин и получение экологически и коммерчески выгодного продукта.
Задачи исследований:
1.исследовать физико-химические характеристики исходного сырья, выбрать метод обогащения исходного сырья и реагент для обогащения;
2.получить жидкое топливо на основе твердого углеродсодержащего остатка пиролиза автошин и изучить его характеристики;
3.расширить сырьевую базу для предприятий теплоэнергетики;
4.решить проблему накопления и утилизации резиновых отходов, путем создания дополнительных условий для развития производств по получению конечной продукции переработки шин в РФ;
5.разработать экономически эффективную в современных условиях технологию утилизации изношенных автошин.
Введение

За последнее десятилетие увеличился объем потребления различного топлива. Так же все более актуальной становится проблема ресурсосбережения и использования вторичного сырья. Именно поэтому необходима разработка нового альтернативного вида топлива. В исследовательской работе предлагается решение, устраняющее одновременно две проблемы. Разработан способ получения нового вида качественного композиционного вида жидкого топлива из твердого углеродсодержащего остатка пиролиза автошин – отхода, распространенного повсеместно. Наиболее экологичный способ утилизации-пиролиз. В работе полученный при пиролизе низкокачественный остаток обогащали методом масляной агломерации и на основе концентрата получен новый вид жидкого топлива.

 

Методы и материалы

В качестве объекта исследования был взять твердый углеродный остаток пиролиза автошин ООО «Экошина» г. Новокузнецк.
Проводился технический анализ сырья и полученных продуктов, который включает в себя определение зольности (ГОСТ 11022-95), выхода летучих веществ (ГОСТ 6382-2001), определение влаги (ГОСТ 11014-1981), содержания серы (ГОСТ 2059-95), теплоты сгорания (ГОСТ 147-95). Для обогащения низкокачественного углеродсодержащего твердого остатка пиролиза автошин с высокой зольностью использован метод масляной агломерации, так как другие методы обогащения неприемлемы ввиду их низкой селективности мелкодисперсных частиц. Сущность метода заключается в различной смачиваемости жидкими углеводородами углеродсодержащих частиц в воде. При этом, в результате турбулизации пульпы, происходит селективное образование углеродмасляных агрегатов, которые уплотняются, структурно преобразуются в прочные гранулы сферической формы. 
Использование процесса масляной агломерации в технологии обогащения обусловлено следующими причинами:
1. высокая селективность разделения углеродных и породных микрочастиц по смачиваемости;
2. высокая эффективность агломерации тонкодисперсных углеродных частиц;
3. практически полное извлечение (> 90 % мас.) в углеконцентрат органической части твердого углеводородного сырья. 

 

Описание и обсуждение результатов

В ходе проведения исследования были выявлены возможности получения нового вида жидкого топлива из углеродсодержащего остатка пиролиза автошин. 
На первом этапе был проведен технический анализ исходного низкокачественного твердого остатка пиролиза автошин. Принимая во внимания литературные данные, был подтвержден тот факт, что ни один из существующих методов пиролиза не дает высококачественного углерода (углеродсодержащий остаток обладает высоким содержание серы - 4-8%, высокой зольностью - 16,7% и выходом летучих веществ - 8,6%).
На втором этапе исследований было проведено обогащение методом масляной агломерации, для возможности дальнейшего применения углеродсодержащего остатка. Показатели снизились в 1,5-2 раза (содержание серы - 0,5%, зольность - 8-8,5% и выход летучих веществ-4-7%). Именно это подтверждает тот факт, что выбран правильный метод обогащения, который выбран в соотвествии с физико-химическим и качественными характеристиками исходного сырья.
На третьем этапе было приготовлено композиционное жидкое топливо. Его показатели не уступают показателям его аналога ВУТ (водоугольного топлива). Топливо соответствует ряду требований, указанным в ГОСТ 10585-2013(Топливо нефтяное. Мазут.) на качественные параметры жидкого топлива.

Данная работа на данный момент начала свою реализацию при поддержке  программы "У.М.Н.И.К.",  так же отмечена дипломом I степени и золотой медалью на Всероссийском конкурсе "Моя страна Моя Россия", является победителем отборочного тура конкурса "100 идей для СНГ".

Используемые источники
Валуева, А. В. Перспективы переработки автомобильных покрышек в Кузбассе // Сборник научных трудов SWORLD. – 2012. – Т. 7. – № 1. – С. 19-20.
Кузнецова, Л. П. Утилизация отработанных автомобильных шин / Л. П. Кузнецова, И. Н. Павловский // Молодой ученый. – 2009. – № 7. – С. 57-60
Водоугольное топливо на основе отходов обогащения угля коксохимических предприятий / Макаров А. С., Савицкий Д. П. // Журнал «Уголь» № 7 (999) – 2009. С. 42-45.
Клейн М.С., Байченко А.А., Почевалова Е.В. Обогащение и обезвоживание тонких угольных шламов с использованием метода масляной грануляции // Горный инф.-аналит. бюллетень. 2002. № 4. С. 237 – 239.
Information about the project
Surname Name
Kononova Arina
Project title
A new type of liquid fuel on the basis of solid carbonaceous pyrolysis residue of tires
Summary of the project
The project aims to develop economically and environmentally beneficial technology for high-quality composite of a new kind of liquid fuel from the low-quality carbon-technical balance tire pyrolysis.The project was carried out by refining the oil agglomeration, it is possible to improve the quality and balance of characteristics make it suitable for further use.
Keywords
Tires, fuel oil, pyrolysis oil agglomeration, enrichment