Санкт-ПетербургПеременная облачность+19°C
$ЦБ:72,79ЦБ:86,41OPEC:71,83

Петербургские учёные предложили железнодорожникам экологически чистый способ утилизации шпал

шпалы
© zheldorstroy-service.ru

Представители Санкт-Петербургского горного университета и Октябрьской магистрали обсудили перспективы сотрудничества в сфере переработки непригодных для дальнейшего применения деревянных шпал. Их планируется использовать в качестве сырья для производства электричества или таких востребованных на рынке товаров, как метанол, аммиак и водород. Впрочем, это станет реальностью лишь в том случае, если стороны убедятся в экономической эффективности технологии.

Несмотря на то, что при строительстве или реконструкции подавляющего большинства современных путей используются железобетонные конструкции, укладывать их можно далеко не везде. Например, они очень быстро разрушаются и приходят в негодность в условиях заполярного климата. Это значит, что крайне актуальная сегодня задача ускорить процесс утилизации старых добрых деревянных шпал, останется таковой на долгие годы вперёд.

Всё дело в том, что сжигать их, как обычные дрова, крайне нежелательно – это опасно и для окружающей среды, и для здоровья тех, кто попадает в ареал распространения продуктов горения. Ведь различные масла, антисептики или креозот, которыми пропитаны шпалы, попадая в костёр, выделяют множество токсичных веществ. Если учесть, что в разные годы из употребления на отечественных железных дорогах выводилось от 2 до 7 млн брусьев длиной 270 сантиметров, допускать подобное развитие событий, естественно, неприемлемо.

шпалы
© nnv.delta-servis.com

Что же в таком случае происходит с вышедшими из эксплуатации опорами для рельсов? Существует два наиболее распространённых варианта: захоронение на специально отведённых для этого полигонах или складирование на открытых площадках, где отслужившая своё древесина дожидается внедрения методик, способных обеспечить её сравнительно недорогую и безвредную для природы переработку.

Если кто-то решил, что речь идёт о неких «космических» технологиях, то это совершенно не так. Шпалы, например, после измельчения можно сжигать в инсинераторе - мощной печи, оснащённой горелками, которые поднимают температуру в её основной камере до 800-1200 градусов и превращают содержимое топки в золу. Газы, выделяющиеся во время этого процесса, поступают во второй отсек – камеру дожигания, где обрабатываются и теряют вредные примеси. Это, само собой, позволяет значительно сократить масштаб выбросов загрязняющих веществ в окружающую среду. Далее – на выбор, либо вывозить оставшиеся после кремации отходы (а они примерно в 10 раз меньше, чем изначальный объём вторсырья) на спецплощадки, либо делать из них лёгкий бетон для изготовления тротуарной плитки и прочих элементов благоустройства.

Белоглазов
© Форпост Северо-Запад

«Ещё один эффективный способ утилизации – газификация, то есть термическое разложение без доступа кислорода, в процессе которого образуется синтез-газ. Его можно использовать для производства электричества в парогазовых установках с комбинированным циклом (например, в сочетании с метаном – ред.) или как промежуточное звено для изготовления различных химических веществ: метанола, аммиака или синтетических топлив. Учитывая, что на Российских железных дорогах реализуется проект поезда на водородных топливных элементах, возможно, более актуальным станет получение водорода. Вариантов достаточно, и сейчас мы работаем над тем, чтобы понять – какой из них окажется наиболее рентабельным в данном конкретном случае. Дело в том, что для газификации можно использовать любое углеродсодержащее сырьё. Чаще всего применяется уголь, однако это может быть также нефтяной кокс, торф, биомасса, древесина. В зависимости от применяемого ресурса и технологии соотношение компонентов в синтез-газе серьёзно варьируется. Поэтому эффективность газификации шпал нуждается в дополнительном изучении», - пояснил доцент кафедры технологических процессов и производств Санкт-Петербургского горного университета Илья Белоглазов.

Сама технология, конечно же, не нова. Её ещё сто лет назад изобрели немецкие учёные – Франц Фишер и Ханс Тропш. Именно их научная деятельность позволила бедной нефтью Германии получить из угля жидкое топливо, наладить его выпуск в промышленных масштабах и заложить, таким образом, основу для нападения гитлеровской армии на Европу, а затем и на Советский Союз.

В Китае сегодня работает несколько аналогичных заводов. Один из них принадлежит корпорации Jincheng Anthracite Coal Mining и расположен в провинции Шаньси. Его мощности составляют 2600 баррелей в сутки. Финны значительно трансформировали процесс Фишера-Тропша и построили в Оулу установку газификации торфа (это предприятие ежедневно производит 300 тонн аммиака). Тем не менее, суть метода осталась той же – из углеродсодержащего сырья производится синтез-газ, а из него - востребованный рынком товар, в данном случае - NH3. Не менее актуальны и побочные продукты переработки. Например, шлаки из газогенератора могут быть использованы в качестве строительного материала, а летучая зола – как исходное сырьё для цементной промышленности.

Белоглазов
© Форпост Северо-Запад

«Учёные Санкт-Петербургского горного университета занимаются изысканиями в области газификации углей совместно с коллегами из Фрайбергской горной академии (ФРГ), где построена соответствующая опытно-промышленная установка. В ходе научных экспериментов мы высчитали приблизительную себестоимость ряда продуктов, полученных как из высокозольного, так и из низкозольного российского угля. На сегодняшний день наиболее эффективным с точки зрения экономики было признано производство метанола. Если же говорить о перспективах сотрудничества с Октябрьской магистралью, то они будут зависеть от результатов наших дальнейших исследований. Сейчас на кафедре автоматизации технологических процессов и производств совместно с центром «Цифровых технологий» мы занимаемся компьютерным моделированием технологического цикла для того чтобы рассчитать его рентабельность, а также поиском полигона, где будут проведены полупромышленные испытания. Понятно, что наша задача – это, прежде всего, минимизация экологического ущерба, однако бизнес заинтересован и в том, чтобы обнулить экономические потери, а в идеале - извлечь из природоохранной деятельности прибыль», - рассказал Илья Белоглазов.

Кроме того, он отметил, что в ходе предварительных переговоров с железнодорожниками обсуждалась возможность строительства мобильных пиролизных установок. Такие агрегаты могли бы доставляться прямо к местам реконструкции путей или складирования старых шпал, что позволило бы существенно сэкономить на логистике. Теоретически создание подобных мини-заводов - вполне реальная задача, однако реализация этой идеи на практике также требует серьёзного предварительного анализа.

Подписывайтесь на наши каналы:Google NewsGoogle НовостиYandex NewsЯндекс НовостиYandex ZenЯндекс Дзен