Научно-технические основы и прикладные решения ресурсоэффективной термической переработки органического сырья с получением продуктов с высокой добавленной стоимостью для энергетической, металлургической и сельскохозяйственной отраслей

Разработка рациональных решений по переработке биомассы и органических отходов актуальна вследствие их высокого потенциала энергетического использования, снижения негативного влияния на экологическую обстановку, получения полезной продукции. Неправильная утилизация и накопление различных древесных и растительных отходов увеличивает пожароопасность территорий, а жидкие отходы животного происхождения требуют отчуждения значительных территорий и в некоторых случаях являются патогенными источниками. В качестве решений по утилизации рассмотрены различные типы термической переработки (слоевой и СВЧ пиролиз), обеспечивающие практически безотходный процесс с получением энергетически и химически ценной продукции (высококалорийные твердые, жидкие и газообразные топлива). Объекты исследования: пробы биомассы, наиболее представленные по объемам и характерные для Тюменской области (солома пшеницы, скорлупа кедрового ореха и отходы переработки кедровой шишки, сосновые опилки, навоз, куриный помёт, торф). Методы исследования: аттестованные методики ГОСТ, физический эксперимент, дифференциальный термический и гравиметрический анализы, рентгенофлуоресцентный и рентгенофазовый анализы, газовая хроматография, растровая электронная микроскопия. На данном этапе реализации проекта инициированы работы по нескольким направлениям утилизации биомассы и применения вторичных продуктов термической переработки, разработаны технические решения, в том числе пригодные к правовой охране, позволяющие рассматривать отходы биомассы в качестве вторичных ресурсов для получения энергетически ценной продукции (высококалорийный газ и углеродистые остатки), а также продуктов с добавленной стоимостью (почвенные мелиоранты, углеродные восстановители для металлургии). Полученные в ходе проведения НИР результаты могут представлять интерес для предприятий металлургической и энергетической отраслей из-за перспектив использования энергетически ценного сырья для генерации углерод-нейтральной тепловой и электрической энергии, а также в качестве углеродного восстановителя при выплавке стали, и агропромышленного сектора – для улучшения производительности сельскохозяйственных земель.