Разработка теоретических основ термокаталитической переработки биомассы и нефтесодержащих отходов с получением энергии

С помощью метода термогравиметрии исследована термостабильность каталитических систем для определения их предельной температуры применения в процессе пиролиза биомассы и нефтешламов. Термогравиметрическое исследование выполнено для образцов нефтешлама с массовым содержанием нефтяной фракции 20% без добавок и с применением хлорида кобальта 5 мас. %. Предварительно взвешенный до постоянной массы образец помещался на термовесы, после чего запускалась программа термообработки. На 1-м этапе проводилось увеличение температуры от 30 до 500°С со скоростью 10°С/мин с последующей выдержкой 2 ч при температуре 500°С, после чего образец нагревался с той же скоростью до 600°С. Анализ проводился в атмосфере азота. Методом дифференциальной сканирующей калориметрии проведено исследование образцов нефтешлама с массовым содержанием нефтяной фракции 20% без добавок и с применением хлорида кобальта 5 мас. %. Предварительно взвешенный на термовесах до постоянной массы образец помещался в прибор DSC 204 F1 (NETZSCH, Германия), после чего запускалась программа термообработки. Проводился нагрев от 30 до 600°С со скоростью 10°С/мин с последующей выдержкой 30 мин при температуре 600°С. Исследование кинетики процесса пиролиза нефтешлама проведено на термовесах TG 209 F1 (NETZSCH) с различной скоростью нагрева (1, 5, 10, 15 и 20°С). С учетом данных термогравиметрического анализа в качестве катализаторов пиролиза выбраны хлориды металлов, для испытания которых проведено исследование пиролиза на различных экспериментальных установках. Сконструированы две установки пиролиза: для периодического процесса с медленным нагревом субстрата и непрерывного процесса со шнековой подачей субстрата в зону нагрева. На указанных установках проведена серия экспериментов по определению влияния варьирования параметров процесса. Изучены влияние скорости нагрева (нахождения субстрата в горячей зоне реактора), температуры, отношения концентраций субстрат - катализатор и других параметров. Проведено ИК-спектроскопическое исследование жидких продуктов пиролиза. Изучены образцы жидких продуктов, полученных в результате пиролиза нефтешлама с массовым содержанием нефтяной фракции 20% при температуре 500°С без добавок и с применением хлорида кобальта 5 мас. %. Исследована и органическая часть нефтешлама.