Исследование поддержано грантом Российского научного фонда (№23-79-10098). Результаты работы ученых опубликованы в журнале Biomass and Bioenergy (Q1, IF: 5,8).
В качестве исходного сырья для приготовления топливных пеллет ученые использовали сосновые опилки и добавочные компоненты в виде твердых бытовых отходов (картон, бумага и их смеси).
Исследования композиционных пеллет проводились на специальном стенде, оснащенном термогравиметрическим анализатором, высокоскоростной видеокамерой и газоанализатором. На нем ученые регистрировали время задержки газофазного и гетерогенного зажигания, продолжительность горения, а также проводили количественный и качественный анализ состава дымовых газов, формирующихся в процессе горения."Наша научная группа продолжает исследовать различные компонентные составы топливных пеллет, с целью включения невостребованного сырья в энергетический цикл и переработки накопленных отходов. В новом исследовании мы сконцентрировали внимание на бумажных отходах. Исследовали влияние добавления такого рода отходов на горение и физические характеристики (плотность, твердость, устойчивость к истиранию и ударопрочность). Экспериментально нам удалось показать, что бумажные отходы увеличивают плотность и улучшают механические свойства пеллет, а также способствуют росту их теплотворной способности,
— отмечает руководитель исследования, доцент Исследовательской школы физики высокоэнергетических процессов ТПУ Галина Няшина.
Результаты экспериментов показали, что при добавлении картона в состав композиционных пеллет максимальный коэффициент их ударопрочности составил 99,82 %: обычные композиционные пеллеты имеют более низкие коэффициенты ударопрочности, чем древесные пеллеты. Однако при добавлении в состав 5 % картона, этот показатель увеличился на 2 %.
Кроме того, композиционные пеллеты с картоном имели показатель твердости на 24–55 % и показатель плотности на 10 % выше, чем обычные древесные пеллеты.
"Все пеллеты, содержащие картон, имели на 3–18 % более высокий относительный интегральный показатель эффективности, чем древесные пеллеты. Это делает их перспективным топливом для использования в промышленности,
— добавляет Галина Няшина..
По словам ученых, при добавлении бумажных отходов в состав пеллет скорость потери массы у пеллет уменьшилась на 17 %. Это значит, что они смогут дольше и эффективнее гореть.
Отдельно политехники исследовали температурные режимы горения пеллет. Исследование показало, что температура, при которой начинается термическое разложение композиционных пеллет с бумажными отходами, увеличилась на 9-17 %, что делает их более устойчивыми к высоким температурам и увеличивают время горения пеллет.
