Исследование термоаналитическими методами энергетических свойств брикетированного многокомпонентного топлива

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.

1. Национальная 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.

2. 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.

3. Хрусталев, Б. Многокомпонентное твердое топливо на основе малоиспользуемых отходов / Б. Хрусталев, А. Пехота // Энергетика и ТЭП. 2011. № 11. C. 16–19.

4. 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.

5. Хрусталев, Б. М. Композиционное твердое топливо на основе вторичных горючих отходов / Б. М. Хрусталев, А. Н. Пехота // Энергоэффективность. 2016. № 4. С. 18–22.

6. 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.

7. 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.

8. 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.

9. 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.

10. 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.

11. 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.

12. 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.

13. 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.

14. Берг, Л. Г. Введение в термографию / Л. Г. Берг. М.: Наука, 1969. 224.

15. Термический анализ. Ч. 1. Методы термического анализа / В. И. Ивлев [и др.]. Саранск: Изд-во Мордов. ун-та, 2017. 44 с.