Российские ученые предложили способ получения жидкого углеводородного топлива из отработанных покрышек для котельных установок и арктических судов. Полученное сохраняет эксплуатационные свойства при температурах до 50 °C, что делает его оптимальным для использования в холодном климате. Кроме того, при сгорании оно выделяет существенно меньше токсичных газов по сравнению с традиционным горючим. Исследование опубликовано в журнале Waste and Biomass Valorization.
За последние десять лет мировые объемы производства автомобилей выросли почти на 30%, как и объемы шинных отходов. Только в России на свалку ежегодно попадает более миллиона тонн отработанных покрышек и только 20% перерабатывается в резиновую крошку или топливо для последующего использования. Еще 16% сжигается. Оставшиеся 63% захоранивают, что приводит к экологическим проблемам, поскольку период распада автомобильной покрышки составляет сотни лет при среднем сроке эксплуатации в пять лет.
Одной из альтернатив сжиганию и захоронению автомобильных шин является переработка отработанных автопокрышек в крошку или топливо методом пиролиза — термической переработки нефтесодержащего сырья в газообразные и жидкие продукты горения.
Методом пиролиза возможно получать жидкие углеводороды, полукокс и горючие газы. Жидкие углеводороды являются основным энергетически ценным продуктом пиролиза и представляют огромный интерес для энергетической и нефтехимической промышленностей. Их энергетический потенциал сопоставим с традиционным горючим, например, мазутом, которое используется на энергетических станциях, кораблях, железнодорожном транспорте и в дизельных двигателях. При этом основным преимуществом жидких углеводородов, полученных из резины, является низкая температура застывания, хорошая текучесть и низкая вязкость, в то время как мазут застывает уже при плюсовых температурах. Такие качества топлива необходимы, в первую очередь, для использования в холодном климате.
«Одним из наиболее перспективных способов переработки автомобильных покрышек является так называемый „паровой пиролиз“. Среди преимуществ этого метода — безопасность, нейтрализация токсичных компонентов в процессе пиролиза, высокая энергетическая ценность газофазных продуктов и возможность управлять свойствами получаемого сырья», — отметил Кирилл Ларионов, научный сотрудник лаборатории «Катализ и переработка углеводородов» НИТУ «МИСиС».
Ученые НИТУ «МИСиС», Томского политехнического университета и Кузбасского государственного технического университета им Т. Ф. Горбачева провели эксперимент по пиролизной переработке использованных шин для легковых автомобилей популярных в России производителей с использованием трубчатого реактора — специальной печи, в которой происходит обработка исходного материала перегретым паром. Загруженные в реактор покрышки были обработаны паром при температуре 500 °C.
«Полученное в результате такой обработки покрышек жидкое топливо обладает сравнимыми с традиционным горючим показателями теплоты сгорания, не замерзает при температурах до — 52 °C, а вязкость такого топлива оказалась существенно ниже, чем у традиционного горючего. Синтезированное нами топливо воспламеняются на 50% быстрее традиционного и при сгорании выделяет меньше угарного газа, углекислого газа, оксида серы и оксидов азота, чем традиционное горючее», — пояснил Кирилл Ларионов.
Более того, для получения горючего предложенным методом можно использовать печи стандартных пароводяных котлов, что позволит избежать дополнительных расходов на модернизацию энергетического оборудования.