energyЭнергетика. Известия высших учебных заведений и энергетических объединений СНГENERGETIKA. Proceedings of CIS higher education institutions and power engineering associations1029-74482414-0341BNTU10.21122/1029-7448-2024-67-6-501-515energy-2424Research ArticleТЕПЛОЭНЕРГЕТИКАНEAT POWER ENGINEERINGРазработка технологических вариантов использования различных отходов в качестве альтернативных источников энергии на основе многокомпонентных составов твердого топливаDevelopment of Technological Options for the Use of Various Wastes as Alternative Energy Sources Based on Multicomponent Compositions of Solid FuelsПехотаА. Н.PekhotaA. N.

Адрес для переписки:Пехота Александр Николаевич –Белорусский национальный технический университет,просп. Независимости, 65,220013, г. Минск, Республика Беларусь.Тел.: +375 17 379-76-22pehota.an@bntu.by

Address for correspondence:Pekhota Аleksandr N.–Belаrusian National Technical University,65/2, Nezavisimosty Ave.,220013, Minsk, Republic of Belarus.Tel.: +375 17 379-76-22pehota.an@bntu.by

pehota.an@bntu.byХрусталевБ. М.KhrustalevB. M.

г. Минск

Minsk

ГолубевВ. П.GolubevV. P.

г. Минск

Minsk

НгуенТху НгаNguyenThuy Nga

Ханой

Hanoi

ВуМинь ФапVuMinh Phap

Ханой

Hanoi

Белорусский национальный технический университетБеларусьBelarusian National Technical UniversityBelarusИнститут энергетики Национальной академии наук БеларусиБеларусьInstitute of Energetics of the National Academy of Sciences of BelarusBelarusЭлектроэнергетический университетВьетнамUniversity of ElectricityViet NamНаучно-технологический институт энергетики и окружающей среды Вьетнамской академии наук и технологийВьетнамInstitute of Science and Technology for Energy and Enviroment of Vietnam Academy of Science and TechnologyViet Nam202404122024676501515Copyright © Пехота А.Н., Хрусталев Б.М., Голубев В.П., Нгуен Т.Н., Ву М.Ф., 20242024Пехота А.Н., Хрусталев Б.М., Голубев В.П., Нгуен Т.Н., Ву М.Ф.Pekhota A.N., Khrustalev B.M., Golubev V.P., Nguyen T.N., Vu M.P.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/2424

В статье рассмотрены перспективные направления решения проблем энерго- и ресурсосбережения, а также вопросы рационального использования природных и вторичных ресурсов, образующихся в производственной и коммунальной деятельности. Представлены аспекты исследований и разработки технологических вариантов использования различных отходов на основе многокомпонентных составов твердого топлива в качестве альтернативных источников энергии. Дан анализ организации обращения и переработки отходов производства и потребления, отражены объемы образования коммунально-бытовых отходов, дана оценка морфологическому составу образующихся в настоящее время отходов в областных центрах Республики Беларусь и г. Минске с учетом морфологического состава. Представлены основные этапы разработанных и применяемых технологий брикетирования и сжигания многокомпонентных смесей на основе различных горючих отходов. Описаны основные научные и технические решения, связанные с применением комплекса топливосжигающего оборудования, рассмотрены температурные параметры процесса термохимической деструкции топливных элементов с целью получения высококалорийного газообразного топлива и его использования в процессе сжигания в камере дожига локальной модульной установки, обеспечивающей экологичное сжигание твердых коммунальных и производственных горючих отходов. Рассмотрен разработанный алгоритм решения поставленной задачи, позволяющий рационально использовать некондиционные горючие производственные коммунально-бытовые отходы для получения многокомпонентного твердого топлива, соответствующего критериям качества по энергетическим и экологическим показателям. Изложены результаты прикладных исследований, непосредственно связанные с качественной оценкой многокомпонентного брикетируемого топлива, при которых достигаются наилучшие производственные и потребительские показатели энергетического качества и экологичности.

The article considers promising areas for solving problems of energy and resource conservation, as well as issues of rational use of natural and secondary resources generated in industrial and communal activities. The aspects of research and development of technological options for the use of various wastes based on multicomponent compositions of solid fuels as alternative energy sources are presented. Also presented are the main stages of the developed and applied technologies for briquetting and incineration of multicomponent mixtures based on various combustible waste. The developed algorithm for solving the problem under consideration which makes it possible to rationally use substandard combustible industrial municipal waste to obtain multicomponent solid fuel that meets the quality criteria for energy and environmental indicators is reviewed. The results of the applied research directly related to the qualitative assessment of multicomponent briquetted fuels and facilitating achievement of the best production and consumer indicators values of energy quality and environmental friendliness are presented.

горючие отходытвердое топливомногокомпонентный составкоммунальные отходымездраскоптеплота сгораниятехнология брикетированиявыбросывредные веществаальтернативное топливодревесные отходыcombustible wastesolid fuelmulticomponent compositionmunicipal wastescrapingssludgeheat of combustionbriquetting technologyemissionsharmful substancesalternative fuelswood wasteReferencesОб утверждении Концепции создания мощностей по производству альтернативного топлива из твердых коммунальных отходов и его использования [Электронный ресурс]: постановление Совета Министров Респ. Беларусь, 22.08.2016, № 664. Режим доступа: https://government.by/upload/docs/file69078b9e10018d70.PDF. Дата доступа: 01.05.2024.Resolution of the Council of Ministers of the Republic of Belarus of August 22, 2016 No 664 оn Approval the Concept of Creating Capacities for the Production of Alternative Fuel from Municipal Solid Waste and on its Use. Available at: https://government.by/upload/docs/file69078b9e10018d70.PDF (accessed 05 January 2024) (in Russian).Об объемах сбора вторичных материальных ресурсов и отходов товаров и упаковки, размерах расходования денежных средств, полученных от производителей и поставщиков. Отчет за 2022 год [Электронный ресурс] / Государственное учреждение «Оператор вторичных материальных ресурсов». Режим доступа: https://vtoroperator.by/sites/default/files/otchet_2022.pdf. Дата доступа: 21.07.2024.State Institution “Operator of Secondary Material Resources”. On the Amount of Collection of Secondary Material Resources and Waste of Goods and Packaging, and on the Amount of Expenditure of Money Received from Manufacturers and Suppliers. Report for 2022. Available at: https://vtoroperator.by/sites/default/files/otchet_2022.pdf. (accessed 21 July 2024) (in Russian).Об объемах сбора вторичных материальных ресурсов и отходов товаров и упаковки, размерах расходования денежных средств, полученных от производителей и поставщиков, в 2023 году. Отчет за 2023 год [Электронный ресурс] / Государственное учреждение «Оператор вторичных материальных ресурсов». Режим доступа: https://vtoroperator.by/upload/iblock/fd7/iltp3sfwfhlbg207vyz2cd975t3umj2q/%D0%9E%D1%82%D1%87%D0%B5%D1%82%20%D0%9E%D0%BF%D0%B5%D1%80%D0%B0%D1%82%D0%BE%D1%80%D0%B0%20%D0%92%D0%9C%D0%A0%20%D0%B7%D0%B0%202023%20%D0%B3%D0%BE%D0%B4.pdf. Дата доступа: 21.07.2024.State Institution “Operator of Secondary Material Resources”. On the Amount of Collection of Secondary Material Resources and Waste of Goods and Packaging, and on the Amount of Expenditure of Money Received from Manufacturers and Suppliers in 2023. Report for 2023. Available at: https://vtoroperator.by/upload/iblock/fd7/iltp3sfwfhlbg207vyz2cd975t3umj2q/%D0%9E%D1%82%D1%87%D0%B5%D1%82%20%D0%9E%D0%BF%D0%B5%D1%80%D0%B0%D1%82%D0%BE%D1%80%D0%B0%20%D0%92%D0%9C%D0%A0%20%D0%B7%D0%B0%202023%20%D0%B3%D0%BE%D0%B4.pdf. (accessed 21 July 2024) (in Russian).Труш, Я. В. Анализ данных изучение морфологического состава коммунальных отходов в Республике Беларусь / Я. В. Труш, Е. А. Ботян // Экологическая безопасность 1991–2021: сб. материалов заочной науч.-практ. конф., посвященной юбилейной дате образования РУП «Бел НИЦ «Экология» / РУП «Бел НИЦ «Экология»; сост. В. М. Конькова. Минск: РУП «Бел НИЦ «Экология», 2021. С. 152–156.Trush Ya. V., Botyan E. A. (2021) Analysis of Data from Studying the Morphological Composition of Municipal Waste in the Republic of Belarus. Ekologicheskaya Bezopasnost' 1991–2021: sb. materialov zaochnoi nauch.-prakt. konf., posvyashchennoi yubileinoi date obrazovaniya RUP «Bel NITs «Ekologiya» [Environmental Safety 1991-2021: a Collection of Materials from a Correspondence Scientific and Practical Conference Dedicated to the Anniversary of the Formation of RUE “Bel SRC “Ecology”]. Minsk, RUE “Bel SRC “Ecology”, 152–156 (in Russian).Пехота, А. Н. Многокомпонентное твердое топливо / А. Н. Пехота. Гомель: БелГУТ, 2021. 243 с.Pekhota A. N. (2021) Multicomponent Solid Fuel. Gomel, Belarusian State University of Transport. 242 (in Russian).Косивцов, Ю. Ю. Технология пиролиза органических материалов / Ю. Ю. Косивцов, Э. М. Сульман. Тверь: ТГТУ, 2010. 124 с.Kosivtsov Yu. Yu., Sul’man E. M. (2010) Technology of Pyrolysis of Organic Materials. Tver, TSTU. 124 (in Russian).Технология производства многокомпонентного твердого топлива с использованием отходов сточных вод / А. Н. Пехота [и др.] // 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., Romaniuk V. N., Pekhota E. A., Vostrova R. N., Nguyen T. N. (2021) Multicomponent Solid Fuel Production Technology Using Waste Water. Energetika. 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 (in Russian).Пехота, А. Н. Эффективный способ термической утилизации горючих отходов различных производств / А. Н. Пехота, В. П. Голубев, А. А. Бойко // Энергоэффективность. 2024. № 6. С. 20–26.Pekhota A. N., Golubev V. P., Boyko A. A. (2024) Effective Method of Thermal Utilization of Combustible Waste from Various Industries. Energoeffektivnost’ [Energy Efficiency], (6), 20–26 (in Russian).Пехота, А. Н. Исследование термоаналитическими методами энергетических свойств брикетированного многокомпонентного топлива / А. Н. Пехота, С. А. Филатов // Энергетика. Изв. высш. учеб. заведений и энерг. объединений СНГ. 2022. Т. 65, № 2. С. 143–155. https://doi.org/10.21122/1029-7448-2022-65-2-143-155.Pekhota A. N., Filatov S. A. (2022) Investigation of Energy Properties of Briquetated Multicomponent Fuel by Thermo-Analytical Methods. Energetika. Izvestiya Vysshikh Uchebnykh Zavedenii i Energeticheskikh Ob’edinenii SNG = Energetika. Proceedings of CIS Higher Education Institutions and Power Engineering Associations, 65 (2), 143–155. https://doi.org/10. 21122/1029-7448-2022-65-2-143-155 (in Russian).Пиролиз древесины: теоретический и практический аспекты / М. В. Малько [и др.]. Минск: Беларуская навука, 2023. 118 с.Mal’ko M. V., Vasilevich S. V., Dobrego K. V., Degterov D. V. (2023) Pyrolysis of Wood: Theoretical and Practical Aspects. Minsk, Belaruskaya Navuka Publ. 117 (in Russian).Science and Technology of Ammonia Combustion / H. Kobayashi [et al.] // Proceedings of the Combustion Institute. 2019. No 37 (1). P. 109–133. https://doi.org/10.1016/j.proci.2018.09.029.Kobayashi H., Hayakawa A., Somaratne K. D. K. A., Okafor E. C. (2019) Science and Technology of Ammonia Combustion. Proceedings of the Combustion Institute, 37 (1), 109–133. https://doi.org/10.1016/j.proci.2018.09.029.Пехота, А. Н. Исследование теплотехнических свойств брикетов на основе осадков сточных вод городских очистных сооружений / А. Н. Пехота, Р. Н. Вострова, В. Н. Грибанов // Научно-технический прогресс в жилищно-коммунальном хозяйстве: материалы II Междунар. науч.-техн. конф.: в 2 т. Минск: Ин-т ЖКХ НАН Беларуси, 2020. Т. 2. С. 99–108.Pekhota A. N., Vostrova R. N., Gribanov V. N. (2020) Research of Thermal Engineering Properties of Briquettes Based on Sewage Sludge from Urban Wastewater Treatment Plants. Nauchno-tekhnicheskii progress v zhilishchno-kommunal'nom khozyaistve: materialy II Mezhdunar. nauch.-tekhn. konf. T. 2 [Scientific and Technical Progress in Housing and Communal Services: Materials of the II International Scientific and Technical Conference. Vol. 2]. Minsk: Institute of Housing and Communal Services of the National Academy of Sciences of Belarus, 99–108 (in Russian).Пехота, А. Н. Исследование энергетических характеристик многокомпонентного твердого топлива с использованием некондиционных горючих коммунальных и производственных отходов / А. Н. Пехота // Наука и техника. 2022. T. 21, № 2. С. 164–174. https://doi.org/10.21122/2227-1031-2022-21-2-164-174.Pekhota A. N. (2022) Study of Energy Characteristics of Multicomponent Solid Fuel Using Substandard Municipal and Industrial Waste Fuels. Nauka i Tehnika = Science & Technique, 21 (2), 164–174. https://doi.org/10.21122/2227-1031-2022-21-2-164-174 (in Russian).Технология производства МSF-топлива – направление, обеспечивающее переход к циркулярной экономике / Б. М. Хрусталев [и др.] // Наука и техника. 2022. T. 21, № 4. С. 340–348. https://doi.org/10.21122/2227-1031-2022-21-4-340-348.Khroustalev B. M., Pekhota A. N., Vostrova R. N., Pekhota E. A. (2022) Technology for Production of MSF-fuel – Direction Providing Transition to Circular Economy. Nauka I Tehnika = Science & Technique,21 (4), 340–348. https://doi.org/10.21122/2227-1031-2022-21-4-340-348 (in Russian).Пехота, А. Н. Использование углеводородсодержащих отходов в технологии многокомпонентного брикетирования твердого топлива / А. Н. Пехота, Б. М. Хрусталев // Промышленная энергетика. 2022. № 9. С. 53–61.Pekhota A. N., Khroustalev B. M. (2022) The Use of Hydrocarbon-Containing Waste in the Technology of Multicomponent Solid Fuel Briquetting. Promyshlennaya Teploenergetika = Industrial Power Engineering, (9), 53–61 (in Russian).

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