В ТПУ подвели итоги конкурса "Пост-док ТПУ как аналог докторантуры", созданный для поддержки перспективных проектов молодых кандидатов наук. Проекты получают финансирование из средств Программы повышения конкурентоспособности ТПУ.

Одним из победителей конкурса стал доцент Научно-образовательного центра И.Н. Бутакова Роман Табакаев. Его научный коллектив, состоящий как из студентов и аспирантов, так и из сотрудников университета, получил поддержку на четыре года для разработки ресурсоэффективных технологий пиролиза биомассы в энергетически ценные продукты для экологически чистой энергетики.

Пиролиз представляет собой процесс термического разложения органических веществ в бескислородной среде. Группа Романа Табакаева проводит исследования биомассы, в данном случае это торф, солома, несколько видов древесных отходов, скорлупа кедровых орехов и отруби. В результате термической переработки образуются энергетические ценные продукты: смола, твердый углеродистый остаток и горючий газ. Это экологически чистые варианты традиционного углеводородного топлива, используемого сегодня в энергетике, - нефти, природного газа и угля.

В современной науке вопрос о том, насколько пиролиз - энергозатратная технология, до сих пор остается дискуссионным. И у политехников есть своя точка зрения на этот счет, подкрепленная уже проведенными исследованиями.

"Одни ученые считают, что пиролиз - экономически невыгодная технология, требующая значительных энергетических затрат. Другие, мы к ним причисляем и себя, утверждают, что пиролиз, наоборот, протекает с выделением тепла. Достаточно лишь нагреть исходный продукт до определенной температуры, а дальше процесс идет в автотермическом режиме, за счет собственного тепловыделения. Именно это и доказывают уже проведенные нами исследования и эксперименты. Например, при нагреве соломы до 360 градусов по Цельсию мы останавливаем нагрев, а температура поднимается в авторежиме до 430 градусов", - рассказывает Роман Табакаев.

Одно из направлений масштабного исследования группы - собственно разработка технологий получения энергетически ценных твердых, жидких и газообразных продуктов именно в автотермическом режиме, которые позволят разрушить миф об энергозатратности пиролиза.

Еще одно направление исследований коллектива - разработка методики комплексного изучения минеральной части биомассы на основе предварительного низкотемпературного обезуглероживания. Под это направление Российский фонд фундаментальных исследований выделил поддержку по конкурсу "Мой первый грант" (18-38-00648).

В биомассе содержится совсем небольшой процент минеральных веществ, буквально 3-6%. Однако даже столь незначительное содержание приводит к выходу из строя энергетического оборудования буквально через несколько лет после пуска котельной. Например, отруби являются перспективным видом биомассы за счет высокой теплоты сгорания и низкой зольности, однако при сжигании происходит загрязнение поверхностей топливосжигающего оборудования. В дальнейшем это приводит к снижению КПД и его выходу из строя.

Зная состав минеральной части био-массы, исследователи могут найти ей применение. "Например, томский торф является высокозольным, то есть при его сжигании выделяется порядка 20-30% золы от исходной массы. Вместо того чтобы складировать золу, ее можно использовать. Например, в составе твердого углеродистого остатка, рассматриваемого в качестве сорбента, она может использоваться для очистки дымовых газов. Для проверки этой гипотезы нашим коллективом ведутся исследования по изучению сорбционных свойств углеродистого остатка, полученного в различных режимах пиролиза", - говорит руководитель проекта.

Также политехники рассматривают переработанную термически биомассу как строительный материал: "Сейчас мы работаем с отрубями и соломой. В лаборатории при помощи термического прессования этих видов биомассы при температуре 140°С получаем образцы твердого и прочного материала. При этом содержащиеся в биомассе вещества сами выступают в качестве связующего, обеспечивая получаемым материалам достаточно высокую прочность. Полученные образцы из прессованных отрубей способны выдерживать нагрузку до 35 000 000 Па, обладая при этом теплопроводностью, сравнимой с показателями древесины".

Источники

Выгодно или невыгодно?
Красное знамя (krasnoeznamya.tomsk.ru), 01/08/2018
Выгодно или невыгодно?
БезФормата.Ru Томск (tomsk.bezformata.ru), 01/08/2018

Похожие новости