Разработка научно-технических основ технологии получения продуктов СВЧ-пиролиза из био-угольных композиций

Конференция ООН по изменению климата (COP29, Азербайджан), прошедшая в конце 2024 года, еще раз подтвердила намеченные ранее цели по снижению вредных выбросов в окружающую среду. Как и ранее, важная роль в достижении этой цели отводится использованию возобновляемых источников энергии (ВИЭ) и СО2-нейтральных ресурсов. Кроме того, необходимо отметить, что помимо вредных выбросов техногенную нагрузку на окружающую среду оказывают колоссальные выбросы отходов пластика, поскольку изделия из полимеров не разлагаются и не гниют в естественной среде. В России количество твердых коммунальных отходов (ТКО) составляет 63 млн т в год, из которых до 25 % может приходиться на пластик. При этом переработке подвергается не более 4 % отходов. Как известно, пиролиз является одним из наиболее доступных и эффективных технологий термической переработки биомассы (СО2-нейтрального ресурса) и ТКО в энергетически ценные топлива и эффективные продукты для различных отраслей промышленности и сельского хозяйства (углеродный сорбент, почвенный мелиорант, пигмент и др.). При этом отдельно можно выделить СВЧ-пиролиз, как высокопроизводительный процесс с однородным нагревом и высокой эффективностью преобразования энергии. Однако в процессе пиролиза, в том числе под воздействием СВЧ-излучения, образуются жидкие продукты (смола и пирогенетическая вода), которые могут присутствовать в виде пара или стойкого аэрозоля (в потоке горячего газа) или в конденсированном состоянии (при более низких температурах). Эти соединения представляют собой серьезную экологическую опасность, содержащую многокольцевые ароматические соединения, засоряющие последующее технологическое оборудование, увеличивающие расходы на техническое обслуживание, дезактивирующие катализаторы и ухудшающие общую эффективность переработки. Целью продолжающего проекта является разработка научно-технических основ переработки отходов пластика в смесевой композиции с органическими СВЧ-поглотителями, поиск путей переработки жидких продуктов пиролиза в потоке газа или в сконденсированном состоянии. В настоящем исследовании будет рассмотрено три направления исследований: 1. Разработка способа эффективной переработки отходов пластика за счет создания смесевых композиций на основе органического сырья. 2. Поиск условий эффективного снижения жидких продуктов пиролиза (смолы и пирогенетической воды) в составе генерируемого газа за счет его СВЧ-обработки. 3. Разработка технологии СВЧ-переработки смолопродуктов в низкозольный и малосернистый кокс. В процессе экспериментальных исследований будет разработана оригинальная экспериментальная база, которая позволит оптимизировать параметры переработки, составить материальные и тепловые балансы, исследовать возможность применения катализаторов и оценить энергетические затраты процесса. По результатам выполнения проекта будет опубликовано 8 научных работ в журналах из «Белого списка», 4 из которых будут входить в 1-2 квартиль, составлено 2 заявки на выдачу патента РФ на изобретение.