Пермские ученые предложили экологичный способ утилизации загрязненных полимеров
Исследователи из Пермского Политеха (ПНИПУ, участник НОЦ «Рациональное недропользование») предложили экологичный способ утилизации загрязненных полимерных отходов с помощью медленного пиролиза. Способ позволяет снизить объем накапливаемых отходов и получить полезные продукты для ТЭК и дорожной отрасли.
По данным ученых, к 2050 году на полигонах накопится около 12 миллиардов тонн полимерных отходов, полное разложение которых в природе без вмешательства потребует десятки и сотни лет.
Традиционные способы переработки пластиковых отходов имеют ряд ограничений и недостатков. Механическая переработка невозможна, если в одном изделии сочетается несколько видов полимеров. Сжигание, которое применяется в этом случае, несет риски вредных выбросов в окружающую среду.
Альтернативным способом утилизации является медленный пиролиз — сжигание в изолированной камере с откачанным кислородом. Ученые ПНИПУ провели экспериментальные исследования, подтвердившие эффективность метода.
В качестве материалов были использованы полиэтилен низкой плотности, полипропилен, резиновая крошка, а в качестве «загрязнителей» — сосновые опилки и подсолнечное масло. Медленный пиролиз политехники проводили с помощью стального трубчатого реактора, в который помещали исследуемый образец массой 20 грамм. Для начала процесса реактор располагали в печи, затем нагревали до требуемой температуры при определенном давлении. После завершения его доставали и охлаждали, а образец извлекали для дальнейшего анализа.
– В результате пиролиза чистых полиэтилена и полипропилена с примесями опила и масла при температурах 510-590 °С и времени термообработки 30-60 минут во всех случаях мы получили жидкости, по внешнему виду и запаху напоминающие продукты из природной нефти. Полученные нами образцы пиролизного топлива содержат в своем составе достаточно легкие фракции, начинают испаряться уже при комнатной температуре, – рассказывает к. т. н., научный сотрудник кафедры «Охрана окружающей среды» ПНИПУ Марина Красновских.
Исследование теплоты сгорания полимерных образцов показало значения в 50-56 МДж/кг, что близко к традиционным видам жидкого топлива. Это подтверждает идею, что совместный пиролиз полимеров с загрязняющими веществами, например, с маслами или растительными целлюлозосодержащими отходами, приводит к продуктам в виде топлива с увеличенной теплотворной способностью в технологически удобном жидком состоянии.
На фото: Образцы, полученные в результате пиролиза чистых полиэтилена и полипропилена с примесями
Аналогично политехники провели эксперимент с резиновой крошкой из отработанных покрышек с добавлением растительных масел. В результате получили битумоподобный продукт, потенциально применимый в качестве модификатора битума, который используют для дорожных покрытий.
Статья опубликована в журнале «Транспорт. Транспортные сооружения. Экология», №3, 2023 год.
Экология и безопасность территорий — одно из приоритетных Пермского НОЦ «Рациональное недропользование».
