УГЛЕРОДИСТЫЙ ОСТАТОК ОТ ТЕРМИЧЕСКОЙ ПЕРЕРАБОТКИ НЕФТЕШЛАМА КАК ОСНОВА ДЛЯ БИО-ТОПЛИВНОЙ КОМПОЗИЦИИ

Abstract

Ссылка для цитирования:  Углеродистый остаток от термической переработки нефтешлама как основа для био-топливной композиции  / Р.Б. Табакаев, К.Б. Ларионов, К.Т. Ибраева, И.И.  Шаненков, А.С. Заворин // Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов. – 2021. – Т. 332. – № 10. – С. 202–212. Актуальность исследования обуславливается интересом к обеспечению тепловых затрат технологий переработки нефти за счет побочных продуктов (нефтешлама), а также необходимостью снижения вредных выбросов технологических процессов. Цель: исследование возможности сжигания углеродного остатка, полученного при паровой газификации нефтешлама, в составе топливной композиции с добавлением торфа. Объект: углеродистый остаток нефтешлама, полученный после паровой газификации нефтяного шлама при температуре 600 °С, и топливная композиция на его основе с добавлением торфа (25 мас. %). Методы. Теплотехнические характеристики исследуемых образцов определены согласно ГОСТ Р 55661-2013, 33503-2015 и 55660-2013. Значения теплоты сгорания установлены при помощи калориметра АБК-1 (РЭТ, Россия), элементный состав – на анализаторе Vario Micro Cube (Elementar, Германия). Размер частиц УОН установлен при помощи растрового электронного микроскопа JSM-6000C (JEOL, Япония). Исследование процесса горения рассматриваемых образцов осуществлено с помощью дифференциального-термического анализатора STA 449 F3 Jupiter (Netzsch, Germany) и экспериментального стенда, оборудованного высокоскоростной видеокамерой FASTCAM СА4 5 (Photron, CША). Характерные температуры плавкости золы и её состав определены согласно ГОСТ 2057-94 и ГОСТ 10538-87 соответственно. Результаты. Углеродистый остаток нефтешлама имеет превышающую торф и сопоставимую с бурыми углями теплоту сгорания и довольно низкую температуру воспламенения (220 °C), что обусловлено довольно высоким содержанием летучих веществ (Vdaf =64,3 %). Однако высокие значения зольности (Ad=60 %) и содержания серы (Sdaf=4,3 %) указывают на необходимость утилизации большого количества золы и улавливания окислов серы SOx. Показано, что совместное сжигание углеродистого остатка и торфа (25 мас. %) позволило снизить количество образующегося зольного остатка. Помимо этого, при добавлении 25 мас. % суховского торфа удалось снизить количество образующихся выбросов SO2 более чем в 3 раза. Этот эффект обусловлен взаимодействием газовой фазы с минеральной частью торфа, а именно, с карбонатами кальция и магния.