АЛЬТЕРНАТИВНА ЕНЕРГЕТИКА: ОТРИМАННЯ ПАЛИВНИХ БРИКЕТІВ ІЗ ПІРОКАРБОНУ ТЕРМОДЕСТРУКЦІЇ ПОЛІМЕРНИХ ВІДХОДІВ
DOI:
https://doi.org/10.31649/1997-9266-2023-166-1-13-20Ключові слова:
паливні брикети, пірокарбон, гофрокартон, деревна тирса, альтернативні паливаАнотація
Проведено аналіз можливостей використання відновлюваних джерел енергії та біомаси в Україні для виробництва альтернативного палива — паливних брикетів. Показано, що Україна має великі запаси відновлюваних джерел енергії та біомаси: потенціал енергії з біомаси складає 23 млн т нафтового еквіваленту, що достатньо для заміщення всього імпорту газу, вугілля та бензину. Наведена калорійність (теплота згоряння) деяких різновидів паливних брикетів, палив та твердих побутових відходів. Зазначено, що для отримання паливних брикетів можуть бути використанні різні комбінації промислових та побутових відходів: відходи деревообробки, паперові відходи, гофрокартон, відходи переробки сланців, вугільний пил тощо. Це дозволяє як отримати паливні брикети з високою теплотворною здатністю, так і покращити екологічний стан навколишнього середовища.
Описана загальна методика виготовлення паливних брикетів з альтернативних твердих палив (гофрокартону, тирси деревини) та пірокарбону, який отримано при низькотемпературному піролізі полімерних відходів. Розроблено технологію холодного пресування дослідженої шихти з подальшим висушуванням отриманих брикетів до постійної маси. Процес грудкування вихідних компонентів здійснювали за температури 20…25 °С без додаткового нагрівання шихти і введення органічних або неорганічних в’яжучих, що призводило б до зростання ціни на готову продукцію або зменшення калорійності отриманих паливних брикетів. Калориметричним методом визначено теплоту згоряння розроблених паливних брикетів різного складу. Встановлено, що використання суміші гофрокартону та тирси деревини в кількості 40…60 % мас. дозволяє отримати висококалорійні паливні брикети з пірокарбону. Встановлено, що максимальну теплоту згоряння (4715,5 кКал/кг) мають паливні брикети, що містять пірокарбон, гофрокартон та тирсу деревини у співвідношенні 6 : 2 : 2. Запропоновані галузі ефективного використання отриманих паливних брикетів.
Посилання
Кабінет Міністрів України, «Про схвалення Енергетичної стратегії України на період до 2035 року «Безпека, енергоефективність, конкурентоспроможність». Розпорядження від 18 серпня 2017 р. № 605-р, [Електронний ресурс]. Режим доступу: https://www.kmu.gov.ua/npas/250250456 .
Державна служба статистики України, Енергоспоживання на основі відновлюваних джерел за 2007–2021 роки. [Електронний ресурс]. Режим доступу: https://ukrstat.gov.ua/operativ/menu/menu_u/energ.htm .
І. М. Кучерява, і Н. Л. Сорокіна, «Відновлювана енергетика в світі та Україні станом на 2019 р. – початок 2020 р.,» Гідроенергетика України, № 1-2, с. 38-44, 2020.
Г. Гелетуха, «Глобальні перспективи біоенергетики,» Економічна правда, 1 вересня, 2021. [Електронний ресурс]. Режим доступу: https://www.epravda.com.ua/columns/2021/09/1/677373/ .
Біоенергетична асоціація України UABIO, Стратегія розвитку біоенергетики в Україні. [Електронний ресурс]. Режим доступу: https://uabio.org/bioenergy-transition-in-ukraine/ .
Б. В. Коріненко, О. С. Худоярова, К. Ю. Гура, і А. П. Ранський, «Циркулярна економіка та термохімічна конверсія твердих відходів,» Вісник Вінницького політехнічного інституту, № 4, с. 7-19, 2021. https://doi.org/10.31649/1997-9266-2021-157-4-7-19.
О. Н. Кайгородов, «Методика получения альтернативного топлива из ТБО и автопокрышок,» Цемент и его применение, № 4, с. 1-3, 2007.
З. А. Бурова, Л. Й. Воробйов, і Р. В. Сергієнко, «Калориметричний аналіз якості паливних брикетів та пелет,» Научный взгляд в будущее, том 2, вып 4, с. 78-81, 2016. https://doi.org/10.21893/2415-7538-2016-04-2-193 .
З. А. Бурова, і Л. Й. Воробйов, «Калориметричний аналіз твердого та рідкого біопалива,» Научные труды Sworld, вып. 1 (42), том 2, с. 38-42, 2016.
Л. С. Гапонич, И. Л. Голенко, и А. И. Топал, «Перспективы использования SRF и RDF на цементных заводах Украины,» Екологічні науки, № 3 (30), с. 92-97, 2020. https://doi.org/10.32846/2306-9716/2020.eco.3-30.15 .
I. P Ivanov, and N. V. Chesnokov, “Use of binders based on sawdust and biomodified brown coal to produce fuel briquettes,” Journal of Siberian Federal University Chemistry, vol. 3, no.8, pp. 430-438, September, 2015. https://doi.org/10.17516/1998-2836-2015-8-3-430-438 .
M. A. Brand, R. C. Jacinto, R. Antunes, and A. B. D. Cunha, “Production of briquettes as a tool to optimize the use of waste from rice cultivation and industrial processing,” Renewable energy, vol. 111, pp. 116-123, October, 2017. https://doi.org/10.1016/J.RENENE.2017.03.084 .
N. I. Buravchuk, and O. V. Guryanova, “Technology for the Joint Briquetting of Waste Coal and Sawdust,” Solid Fuel Chemistry, vol. 52 (5), pp. 308-312, September, 2018. https://doi.org/і10.3103/S0361521918050038 .
S. D. Fazylov, et al., “Briquetting of coal-slurry mixed with wood sawdust pellets,” Bulletin of National Academy of Sciences of the Republic of Kazakhstan, vol. 3, pp. 94-99, March, 2017.
Ю. Ф. Снєжкін, Д. М. Корінчук, Л. Й. Воробйов, і О. О. Хавін, «Розробка енергоефективного палива на торф’яній основі,» Промышленная. теплотехника, т. 28, № 2, с. 41-45, 2006.
O. Ozbakir, S. Koltka, and E. Sabah, “Modeling and optimization of fine coal beneficiation by hydrocyclone and multi-gravity separation to produce fine lignite clean coal,” Particulate Science and Technology, vol. 35, iss. 6, pр. 712-722, 2017. https://doi.org/10.1080/02726351.2016.1194351.
M. A. Garrido, J. A. Conesa, and M. D. Garcia , “Characterization and Production of Fuel Briquettes Made from Biomass and Plastic Wastes,” Energies, vol. 10, issue 7, р. 850, 2017. https://doi.org/10.3390/en10070850.
В. О. Смирнов, П. В. Сергєєв, і В. С. Білецький, Технологія збагачення вугілля. Донецьк, Україна: Східний видавничий дім, 2011, 476 с.
Н. И. Буравчук, і О. В. Гурьянова, «Получение топливных брикетов из мелких фракций антрацитов,» Химия твердого топлива, т. 48, № 4, с. 260-264, август, 2017. https://doi.org/10.7868/S0023117714040033 .
Ch. A. I. Raju, K. Ramya Jyothi, M. Satya, and U. Praveena, “Studies on development of fuel briquettes for household and industrial purpose,” International Journal of Research in Engineering and Technology, vol. 3, issue 2, pр. 54-63, February, 2014.
В. Б. Кусков, В. Ю. Бажин, и Я. В. Кускова, «Проблемы использования угольных и других невостребованных угольных и углеродсодержащих материалов в качестве энергетических брикетов,» Уголь, № 4, с. 50-54, 2019.
Б. В. Коріненко, А. П. Ранський, О. С. Худоярова, і Д. Р. Латуша, «Практичне використання пірокарбону низькотемпературного піролізу,» на Всеукр. наук.-практ. інтернет-націон. конф. з міжн. уч. Хімічна наука та освіта в контексті сучасних інтеграційних процесів. Київ, Україна: НПУ імені М. П. Драгоманова, 2020, с. 12-14.
Палива тверді мінеральні. Визначення найвищої теплоти згоряння методом спалювання в калориметричній бомбі та обчислення найнижчої теплоти згоряння. ДСТУ ISO 1928:2006 (ISO 1928:1995, IDT).
H. Kienle, und E. Bäder, Aktivkohle und ihre industrielle Anwendung, Stuttgart, Deutschland: Wiley-VCH Verlag GmbH, 1980.
О. С. Худоярова, «Комплексне сорбційне очищення промислових стічних вод від сульфід- та купрум(ІІ)-іонів.» дис. канд. техн. наук, ВДПУ, Вінниця, 2021.
J. Huang, S. Fu, and L. Gan, Ed., “Lignin Chemistry and Applications,” Chemical Industry Press, Elsevier, 2019.
А. В. Павличенко, О. А. Гайдай, В. Е. Фірсова, і Т. В. Лампіка, «Оптимізація фізико-механічних параметрів паливних продуктів, отриманих при переробці відходів вугільної галузі,» Збірник наукових праць національного гірничого університету, № 63, с. 88-97, 2020. https://doi.org/10.33271/crpnmu/63.088 .
Я. В. Мяновська, Ю. С. Пройдак, Л. В. Камкіна, і Р. В. Анкудінов, «Механічне подрібнення компонентів силікомарганцевої шихти для підвищення показників відновлювальності,» Сучасні проблеми металургії, № 23, с. 63-82, 2020. https://doi.org/10.34185/1991-7848.2020.01.07 .
І. В. Солтис, I О. В. Дуболазов, Видавничо-поліграфічні матеріали. Ч. 1. Друкарський папір та картон. Чернівці. Україна: Чернівецький нац. ун-тет, 2021.
І. О. Савченко, і В. Г. Сиромятніков, упорядн. «Промислові полімери» та «Основи технології виробництва полімерних матеріалів», навч. посіб. до дисципліни та практикумів для студентів хімічного факультету, Київ, Україна: Видавничо-поліграфічний центр «Київський університет», 2012, 112 с.
A. D. McLaren, “Adhesion and Adhesives,” Journal of Society of Chemical Industry, New York: J. Wiley and Sons, 1954.
N. Debroyn, “Some adhesion issues,” Khimiya i tekhnologiya polimerov, № 6, 1961.
##submission.downloads##
-
PDF
Завантажень: 229
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Автори, які публікуються у цьому журналі, згодні з такими умовами:
- Автори зберігають авторське право і надають журналу право першої публікації.
- Автори можуть укладати окремі, додаткові договірні угоди з неексклюзивного поширення опублікованої журналом версії статті (наприклад, розмістити її в інститутському репозиторії або опублікувати її в книзі), з визнанням її первісної публікації в цьому журналі.
- Авторам дозволяється і рекомендується розміщувати їхню роботу в Інтернеті (наприклад, в інституційних сховищах або на їхньому сайті) до і під час процесу подачі, оскільки це сприяє продуктивним обмінам, а також швидшому і ширшому цитуванню опублікованих робіт (див. вплив відкритого доступу).
