Определены методы повышения эффективности ила сточных вод как топлива

АРХАНГЕЛЬСК, 28 октября. /ТАСС/. Сотрудники Северного Арктического федерального университета (САФУ) разработали методы повышения эффективности сжигания влажного топлива, такого как активный ил сточных вод, сообщили ТАСС в Министерстве науки и высшего образования РФ. Утилизировать осадок сточных вод сложно из-за высокой влажности ила.

"Задача, которую решали ученые САФУ - повышение эффективности сжигания влажного топлива. Например, утилизация осадка сточных вод - сложная задача из-за повышенной влажности ила и низкой теплоты сгорания. После обезвоживания и естественной сушки влажность этого вида топлива достигает 79%. Ученые САФУ в ходе опытно-промышленных испытаний добавляли к осадкам кородревесное топливо и получали топочную смесь, которую можно сжечь по технологии "кипящего слоя", - рассказали в Минобрнауки.

"Кипящий слой" получается в тех случаях, когда часть твердых частиц находится под воздействием восходящего потока газа или смеси из газа и жидкости, благодаря чему твердые частицы находятся в парящем состоянии. "Кипящий слой" - это процесс сжигания, при котором кинетическая энергия воздушного потока примерно равна весу частиц топлива. В результате частицы начинают парить и интенсивно перемешиваться в воздушном потоке, образуя взвешенный слой", - пояснил доцент кафедры теплоэнергетики и теплотехники САФУ Анатолий Попов.

Результаты исследований показали возможность эффективной утилизации влажного топлива при добавлении кородревесного сырья без "подсветки" мазутом. Коэффициент полезного действия котла составлял 85,24-85,73 %. Исследователи установили, что при температуре от 400 до 500 градусов образуются основные газовые компоненты: фенолы, кетоны и фураны, обладающие наибольшей теплотворной способностью.

Эффект от утилизации отходов

Специалисты рассчитали технико-экономический и экологический эффект от утилизации по технологии "кипящего слоя" остатков целлюлозно-бумажного производства: кородревесных отходов, а также ила - осадка сточных вод.

Энергетическая утилизация отходов - распространенная практика на предприятиях. Сжигание бросового сырья в собственных котлоагрегатах позволяет экономить на покупке топлива и освобождать заводские территории. Однако процесс переработки отходов в тепловую энергию должен не только быть экономически целесообразным, но и экологически безопасным.

Команда выполнила опытно-промышленные испытания котлоагрегата и исследовала очаговые остатки горения древесных компонентов топлива и осадков сточных вод на содержание минеральных компонентов. Химический состав золы и шлака показывает полноту сгорания топлива и то, какие химические реакции, преобразующие токсичные вещества в безопасные, происходят в процессе сжигания.

"Например, в осадке сточных вод содержится сера, которая непосредственно в кипящем слое связывается оксидом кальция, образуя сульфиты, значит, меньше серы преобразуется в газообразное состояние и выбрасывается в окружающую среду. Опытно-промышленные испытания позволяют определить энерго-экологические параметры работы котлоагрегата, совершенствовать режимы работы и разработать рекомендации для оптимизации работы котла", - добавил Попов.

Компонентный состав золы и шлака определялся методом рентгенофлуоресцентной спектроскопии в Центре коллективного пользования научным оборудованием (ЦКП) "Арктика", также был использован электронный растровый микроскоп. С его помощью химики делали фотографии летучей золы, по снимкам определяли форму, размеры частиц и анализировали количественный и весовой состав золы. Было установлено, что в очаговых остатках горения осадков сточных вод преобладают кальций, кремний, алюминий, сера, а в золе и шлаке кородревесных отходов - кальций, калий, кремний. То есть экологические показатели процесса полностью соответствуют требованиям.