energyЭнергетика. Известия высших учебных заведений и энергетических объединений СНГENERGETIKA. Proceedings of CIS higher education institutions and power engineering associations1029-74482414-0341BNTU10.21122/1029-7448-2022-65-2-143-155energy-2152Research ArticleТЕПЛОЭНЕРГЕТИКАНEAT POWER ENGINEERINGИсследование термоаналитическими методами энергетических свойств брикетированного многокомпонентного топливаInvestigation of Energy Properties of Briquetated Multicomponent Fuel by Thermo-Analytical MethodsПехотаА. Н.PekhotaA. N.

Адрес для переписки:Пехота Александр Николаевич –Белорусский государственный университет транспорта,ул. Кирова, 34,246653, г. Гомель, Республика Беларусь.Тел.: +375 23 231-93-451555522@mail.ru

Address for correspondence:Pekhota Аleksandr N. –Belarusian State University of Transport34, Kirova str.,246653, Gomel, Republic of Belarus.Tel.: +375 23 231-93-451555522@mail.ru

1555522@mail.ruФилатовС. А.FilatovS. A.

г. Минск

Minsk

Белорусский государственный университет транспортаБеларусьBelarusian State University of TransportBelarusИнститут тепло- и массообмена имени А. В. Лыкова НАН БеларусиБеларусьA. V. Luikov Heat and Mass Transfer Institute of the National Academy of Sciences of BelarusBelarus202205042022652143155Copyright © Пехота А.Н., Филатов С.А., 20222022Пехота А.Н., Филатов С.А.Pekhota A.N., Filatov S.A.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://energy.bntu.by/jour/article/view/2152

В статье представлены исследования по экономии энергетических ресурсов за счет создания условий и внедрения в производственную деятельность современных энерго-эффективных технологий и оборудования, позволяющих развивать производство и использование местных видов топлива, в том числе путем брикетирования горючих коммунальных и промышленных отходов. Цель и задачи работы состоят в изучении тенденций и анализе проблем, связанных с переработкой и применением различных видов горючих отходов, образующихся и накопленных на промышленных и сельскохозяйственных предприятиях, а также в сфере жилищно-коммунального хозяйства. Рассмотрены основные направления национальной стратегии устойчивого развития, касающиеся энерго- и ресурсосбережения и рационального использования природных и вторичных ресурсов. Исследованы способы брикетирования многокомпонентных составов горючих отходов, позволяющие получить твердое топливо. Описана разработанная авторами инновационная технология переработки отходов производства методом брикетирования с использованием различных связующих веществ. Представлены результаты и выполнен анализ проведенных экспериментальных исследований в соответствии с теорией планирования эксперимента для многокомпонентных систем с учетом фазовых равновесий. Выполнена качественная оценка состава брикетируемого топлива, при котором обеспечивается наибольшая плотность брикета и эффективная производительность, с учетом влажности многокомпонентной смеси. Определены качественные показатели производимого двух- и трехкомпонентного топлива с использованием дифференциально-термического анализа на дериватографе MOM-1500, которые позволяют выявить фазовые превращения и химические реакции, протекающие при нагревании. Сравнительный анализ качественных показателей позволил сделать выводы о возможности применения разработанных составов топлива в эксплуатируемых топливосжигающих установках.

The paper presents studies on saving energy resources by creating conditions and introducing modern energy-efficient technologies and equipment into production activities that allow to develop the production and use of local fuels, including the use of briquetting of combustible municipal and industrial waste. The purpose and objectives of the work are to study trends and analyze the problems associated with the processing and use of various types of combustible waste generated and accumulated in industrial and agricultural enterprises, as well as in the field of housing and communal services. The main directions of national sustainable development strategy concerning energy and resource saving and  rational use of natural and secondary resources are considered in the paper. Methods for briquetting  multicomponent compositions of combustible wastes with the possibility of obtaining solid fuels have been studied. An innovative production technology developed by the authors is described that makes it possible to process waste products by briquetting with the use of various binders.  The results are presented  and the analysis of the conducted experimental studies is carried out in accordance with the theory of experiment planning for multicomponent systems, taking into account phase equilibria. A qualitative assessment of the component composition of the briquetted fuel, which ensures  the highest density of the briquette and effective performance,  is carried out taking into account of the moisture content of the multicomponent mixture.  Qualitative indicators of the produced two- and three-component fuels  have been determined using differential thermal analysis on the MOM-1500 derivatograph, which make it possible to identify phase transformations and chemical reactions occurring during heating. Comparative analysis of qualitative indicators has permitted to draw conclusions about the possibility of using the developed fuel compositions in operated fuel combustion plants.  

твердое топливомногокомпонентный составосадок сточных водсвязующееуглеводородные отходытеплота сгораниядифференциально-термический анализтехнология брикетированияутилизация отходовнетрадиционные энергоресурсыsolid fuelmulticomponent compositionsewage sludgebinderhydrocarbon wastecalorific valuedifferential thermal analysisbriquetting technologyrecyclingnon-traditional energy resourcesReferencesНациональная стратегия по обращению с твердыми коммунальными отходами и вторичными материальными ресурсами в Республике Беларусь на период до 2035 года: утв. пост. Совета Министров Респ. Беларусь 28.07.2017 № 567 // Нац. правовой Интернет-портал Респ. Беларусь, 05.08.2017, 5/44015.National Strategy for the Management of Municipal Solid Waste and Secondary Material Resources in the Republic of Belarus for the Period up to 2035 / Resolution of the Council of Ministers of the Republic of Belarus dated 28.07.2017 No 567.Осипов, С. Н. Повышение эффективности получения тепловой энергии из бытовых стоков / С. Н. Осипов, А. В. Захаренко // Энергетика. Изв. высш. учеб. заведений и энерг. объединений СНГ. 2019. Т. 62, № 5. С. 482–498. https://doi.org/10.21122/1029-7448-2019-62-5-482-498.Osipov S. N., Zakharenko A. V. (2019) Improving the Efficiency of Heat Power Generation from Household Drains. Enеrgеtika. Izvestiya Vysshikh Uchebnykh Zavedenii i Energeticheskikh Ob’edinenii SNG = Energetika. Proceedings of CIS Higher Education Institutions and Power Engineering Associations, 62 (5), 482–498. https://doi.org/10.21122/1029-7448-2018-62-5-482-498 (in Russian).Хрусталев, Б. Многокомпонентное твердое топливо на основе малоиспользуемых отходов / Б. Хрусталев, А. Пехота // Энергетика и ТЭП. 2011. № 11. C. 16–19.Khroustalev B., Pekhota A. (2011) Multicomponent Solid Fuel Based on Low-Utilized Waste. Energetika i TEK [Energy and Fuel and Energy Complex], (11), 16–19.Хрусталев, Б. М. Энергоэффективное многокомпонентное твердое топливо на основе малоиспользуемых отходов / Б. М. Хрусталев, А. Н. Пехота // Наука – образованию, производству, экономике: материалы 11-й Междунар. науч.-техн. конф.: в 4 т. Т. 1. Минск: БНТУ, 2013. С. 146.Khroustalev B. M., Pekhota A. N. (2013) Energy-Efficient Multicomponent Solid Fuel Based on Low-Used Waste. Science to Education, Industry, Economics: Proceedings of the 11th International Scientific and Technical Conference: in 4 Vol. Vol. 1. Minsk, BNTU Publ. 146.Хрусталев, Б. М. Композиционное твердое топливо на основе вторичных горючих отходов / Б. М. Хрусталев, А. Н. Пехота // Энергоэффективность. 2016. № 4. С. 18–22.Khroustalev B. M., Pekhota A. N. (2016) Composite Solid Fuel Based on Secondary Combustible Waste. Energoeffektivnost [Energy Efficiency], (4), 18–22.Multicomponent Solid Fuel Production Technology Using Waste Water / A. N. Pekhota [et al.] // Энергетика. Изв. высш. учеб. заведений и энерг. объединений СНГ. 2021. Т. 64, № 6. С. 525–537. https://doi.org/10.21122/1029-7448-2021-64-6-525-537.Pekhota A. N., Khroustalev B. M., Vu M. P., Romanyuk V. N., Pekhota E. A., Vostrova R. N., Nguyen T. N. (2021) Multicomponent Solid Fuel Production Technology Using Waste Water. Enеrgеtika. Izvestiya Vysshikh Uchebnykh Zavedenii i Energeticheskikh Ob’edinenii SNG = Energetika. Proceedings of CIS Higher Education Institutions and Power Engineering Associations, 64 (6), 525–537. https://doi.org/10.21122/1029-7448-2021-64-6-525-537.Хрусталев, Б. М. Технология эффективного использования углеводородсодержащих отходов в производстве многокомпонентного твердого топлива / Б. М. Хрусталев, А. Н. Пехота // Энергетика. Изв. высш. учеб. заведений и энерг. объединений СНГ. 2016. Т. 59, № 2. С. 122–140. https://doi.org/10.21122/1029-7448-2016-59-2-122-140.Khroustalev B. M., Pekhota A. N. (2016) Technology for Efficient Usage of Hydrocarbon-Containing Waste in Production of Multi-Component Solid Fuel. Enеrgеtika. Izvestiya Vysshikh Uchebnykh Zavedenii i Energeticheskikh Ob’edinenii SNG = Energetika. Proceedings of CIS Higher Education Institutions and Power Engineering Associations, 59 (2), 122–140. https://doi.org/10.21122/1029-7448-2016-59-2-122-140 (in Russian).Способ получения топлива твердого многокомпонентного: пат. 18408 Респ. Беларусь, МПК C 10 L 5/48, C 10 L 5/06, C 10 L 5/36 / А. Н. Пехота, Б. М. Хрусталев; заявитель А. Н. Пехота, Б. М. Хрусталев, № а20120656; заявл. 25.04.2012; опубл. 30.08.2014 // Афіцыйны бюл. Нац. цэнтра інтэлект. уласнасці. 2014. № 3. С. 174.Method for Producing Multicomponent Solid Fuel: Patent 18408 Republic of Belarus, МПК [International Patent Classification] C 10 L 5/48, C 10 L 5/06, C 10 L 5/36 / A. N. Pekhota, B. M. Khroustalev; Applicant: Pekhota A. N., Khroustalev B. M.; No а20120656; Apllied on 25.04.2012; Published on 30.08.2014. Official Bulletin. National Center of Intellectual Property. 2014. No 3. P. 174.Состав для брикетирования топлива многокомпонентного: пат. 18463 Респ. Беларусь МПК C 10 L 5/04, C 10 L 5/48 / А. Н. Пехота, Б. М. Хрусталев; заявитель А. Н. Пехота, Б. М. Хрусталев, № а20120655; заявл. 25.04.2012; опубл. 30.08.2014 // Афіцыйны бюл. Нац. цэнтра інтэлект. уласнасці. 2014. № 3. С. 207.Composition for Briquetting Multicomponent Fuel: Patent 18463 Republic of Belarus МПК C 10 L 5/04, C 10 L 5/48 / A. N. Pekhota, B. M. Khroustalev; Applicant: Pekhota A. N., Khroustalev B. M.; No а20120655; Applied on 25.04.2012; Published on 30.08.2014. Official Bulletin. National Center of Intellectual Property. 2014. No 3. P. 207.Состав для брикетирования топлива многокомпонентного: пат. 18130 Респ. Беларусь МПК C 10 L 5/44, C 10 L 5/48 / А. Н. Пехота, Б. М. Хрусталев; заявитель А. Н. Пехота, Б. М. Хрусталев, № а20120676; заявл. 30.04.2012; опубл. 30.04.2014 // Афіцыйны бюл. Нац. цэнтра інтэлект. уласнасці. 2014. № 2. С. 124.Composition for Briquetting Multicomponent Fuel: Patent 18130 Republic of Belarus МПК [International Patent Classification] C 10 L 5/44, C 10 L 5/48 / A. N. Pekhota, B. M. Khroustalev; Applicant: Pekhota A. N., Khroustalev B. M.; No а20120676; Applied on 30.04.2012; Published on 30.04.2014. Official Bulletin. National Center of Intellectual Property. 2014. No 2. P. 124.Пехота, А. Н. Многокомпонентное твердое топливо / А. Н. Пехота; М-во трансп. и коммуникаций Респ. Беларусь, Белорус. гос. ун-т трансп. Гомель: БелГУТ, 2021. 243 с.Pekhota A. N. (2021) Multicomponent Solid Fuel. Gomel, BelGUT. 243.Сидняев, П. И. Введение в теорию планирования эксперимента / П. И. Сидняев, Н. Т. Вилисова. М.: Изд-во МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2011. 463 с.Sidnyaev P. I., Vilisova N. T. (2011) Introduction to the Theory of Experimental Design. Moscow, Publishing House of Bauman Moscow State Technical University. 463 (in Russian).Хрусталев, Б. М. Твердое топливо на основе отходов малоиспользуемых горючих энергоресурсов / Б. М. Хрусталев [и др.] // Наука и техника. 2021. Т. 20, № 1. С. 58–65. https://doi.org/10.21122/2227-1031-2021-20-1-58-65.Khroustalev B. M., Pekhota A. N., Nguyen N. T., Vu P. M. (2021) Solid Fuel Based on Waste of Low-Utilized Combustible Energy Resources. Nauka i Tekhnika = Science and Technique, 20 (1), 58–65. https://doi.org/10.21122/2227-1031-2021-20-1-58-65.Берг, Л. Г. Введение в термографию / Л. Г. Берг. М.: Наука, 1969. 224.Berg L. G. (1969) Introduction to Thermography. Moscow, Nauka Publ. 224.Термический анализ. Ч. 1. Методы термического анализа / В. И. Ивлев [и др.]. Саранск: Изд-во Мордов. ун-та, 2017. 44 с.Ivlev V. I., Fomin N. E., Yudin V. A. [et al.] (2017) Thermal Analysis. Part. 1. Methods of Thermal Analysis. Saransk, Publishing House of N. P. Ogarev’s Mordovia State University. 44 (in Russian).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.