Термолизная переработка отходов гидролизного производства

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Одна из актуальных задач рационального природопользования – решение проблемы утилизации крупнотоннажных промышленных отходов. Накопленные отходы занимают значительные площади земли и выступают источником загрязнения окружающей среды, вследствие чего ухудшаются условия жизни человека. Количество некоторых углеродсодержащих отходов столь велико, что их рассматривают как вторичные техногенные сырьевые ресурсы. В частности, лигнин как составная часть древесины, в больших количествах скапливающийся в отвалах целлюлозно-бумажных и гидролизных предприятий, может быть использован для получения широкого спектра продуктов – от ароматических альдегидов, спиртов до минеральных удобрений и кормовых добавок. Однако ввиду своей высокой устойчивости к микробиологическому разложению и способности к самовозгоранию (в сухом виде) лигнин является наиболее трудноутилизируемым остаточным продуктом. Недостатком существующих технологий его переработки является невозможность переработки больших объемов, а также удаленность перерабатывающих предприятий от мест хранения. В настоящей статье рассматривается возможность разложения лигнина на пилотной установке СВЧ-термолиза с целью его утилизации и получения целевых продуктов. Использование СВЧ-излучения сокращает время разложения лигнина по сравнению с традиционным способом, уменьшает объем утилизируемого вещества, обезвреживает и очищает его от патогенных микроорганизмов. Установка входит в состав действующего мусороперерабатывающего завода (г. Томбов). По результатам исследования определены технологические параметры процесса, представлен усредненный оценочный выход продуктов термолиза. Получаемый углеродный остаток может быть использован, например, для производства катализаторов и углеродных сорбентов, жидкая фракция –  легкогорючих топливных фракций. Действующая система газоочистки делает процесс экологически безопасным.

Об авторах

С. В. Гунич

АО «Инновационно-технологические системы»

Email: e.t.systems@mail.ru

Е. В. Янчуковская

Иркутский национальный исследовательский технический университет

Email: lenyan@istu.edu

Список литературы

  1. Huang Y.-F., Chiueh P.-T., Kuan W.-H., Lo S.-L. Effects of lignocellulosic composition and microwave power level on the gaseous product of microwave pyrolysis // Energy. 2015. Vol. 89. P. 974–981. https://doi.org/10.1016/j.energy.2015.06.035
  2. Lo S.-L., Huang Y.-F., Chiueh P.-T., Kuan W.-H. Microwave Pyrolysis of Lignocellulosic Biomass // Energy Procedia. 2017. Vol. 105. P. 41–46. https://doi.org/10.1016/j.egypro.2017.03.277
  3. Morgan H.M.Jr., Bu Q., Liang J., Liu Y., Mao H., Shi A., et al. A review of catalytic microwave pyrolysis of lignocellulosic biomass for value-added fuel and chemicals // Bioresource Technology. 2017. Vol. 230. P. 112–121. https://doi.org/10.1016/j.biortech.2017.01.059
  4. Liu Q., Wang S., Zheng Y., Luo Z., Cen K. Mechanism study of wood lignin pyrolysis by using TG-FTIR analysis // Journal of Analytical and Applied Pyrolysis. 2008. Vol. 82. Issue 1. P. 170–177. https://doi.org/10.1016/j.jaap.2008.03.007
  5. Garcia-Nunez J.A., Pelaez-Samaniego M.R., Garcia-Perez M.E., Fonts I., Abrego J., Westerhof R.J.M., et al. Historical developments of pyrolysis reactors: a review // Energy and Fuels. 2017. Vol. 31. Issue 6. P. 5751–5775. https://doi.org/10.1021/acs.energyfyels.7b00641
  6. Huang Y.-F., Chiueh P.-T., Kuan W.-H., Lo S.-L. Product distribution and heating performance of ligno-cellulosic biomass pyrolysis using microwave heating // Energy Procedia. 2018. Vol. 152.P. 910–915. https://doi.org/10.1016/j.egypro.2018.09.092
  7. Gauthier G., Melkior T., Grateau M., Thiery S., Sylvain S. Pyrolysis of centimetre-scale wood particles: New experimental developments and results // Journal of Analytical and Applied Pyrolysis. 2013. Vol. 104. P. 521–530. https://doi.org/10.1016/j.jaap.2013.05.017
  8. Chen P., Xie Q., Addy M., Zhou W., Liu Y., Wang Y., et al. Utilization of municipal solid and liquid wastes for bioenergy and bioproducts production // Bioresource Technology. 2016. Vol. 215. P. 163–172. https://doi.org/10.1016/j.biortech.2016.02.094
  9. Пат. № 2013126238А, Российская Федерация. Способ переработки бытовых и производственных отходов в печное топливо и углеродное вещество и устройство для его осуществления / С.В. Гунич, Т.И. Малышева; заявитель и патентообладатель С.В. Гунич, Т.И. Малышева; заявл. 10.06.2013; опубл. 20.12.2014. Бюл. № 35.
  10. Гунич С.В., Янчуковская Е.В., Днепровская Н.И. Анализ современных методов переработки твердых бытовых отходов // Известия вузов. Прикладная химия и биотехнология. 2015. N 2 (13). С. 110–115.
  11. Гунич С.В., Янчуковская Е.В. Анализ процессов пиролиза отходов производства и потребления // Известия вузов. Прикладная химия и биотехнология. 2016. N 1 (16). С. 86–93.
  12. Гунич С.В., Янчуковская Е.В., Днепровская Н.И. Переработка илового осадка очистных сооружений // Известия вузов. Прикладная химия и биотехнология. 2017. Т. 7. N 1. С. 183–188. https://doi.org/10.21285/2227-2925-2017-7-1-183-187
  13. Гунич С.В., Янчуковская Е.В. Очистка продуктов сгорания топлива установки переработки твердых бытовых отходов // Известия вузов. Прикладная химия и биотехнология. 2018. Т. 8. N 1. С. 92–98. https://doi.org/10.21285/2227-2925-2018-8-1-92-98
  14. Beneroso D., Arenillas A., Montes-Moran M.A., Bermudez J.M., Mortier N., Verstichel S., et al. Ecotoxicity tests on solid residues from microwave induced pyrolysis of different organic residues: An addendum // Journal of Analytical and Applied Pyrolysis. 2016. Vol. 121. P. 329–332. https://doi.org/10.1016/j.jaap.2016.08.013
  15. Burhenne L., Messmer J., Aicher T., Laborie M.-P. The effect of the biomass components lignin, cellulose and hemicellulose on TGA and fixed bed pyrolysis // Journal of Analytical and Applied Pyrolysis. 2013. Vol. 101. P. 177–184. https://doi.org/10.1016/j.jaap.2013.01.012
  16. Correa C.R., Hehr T., Voglhuber-Slavinsky A., Rauscher Y., Kruse A. Pyrolysis vs. hydrothermal carbonization: Understanding the effect of biomass structural components and inorganic compounds on the char properties // Journal of Analytical and Applied Pyrolysis. 2019. Vol. 140. P. 137–147. https://doi.org/10.1016/j.jaap.2019.03.007

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».