КАРТОЧКА ПРОЕКТА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ И ПОИСКОВЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ,
ПОДДЕРЖАННОГО РОССИЙСКИМ НАУЧНЫМ ФОНДОМ

Информация подготовлена на основании данных из Информационно-аналитической системы РНФ, содержательная часть представлена в авторской редакции. Все права принадлежат авторам, использование или перепечатка материалов допустима только с предварительного согласия авторов.

 

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

---

Номер 18-79-00286

НазваниеКомплексное исследование процесса низкотемпературной термохимической конверсии (торрефикации) органических отходов жизнедеятельности в кондиционный топливный продукт с улучшенными потребительскими характеристиками

РуководительЛарина Ольга Михайловна, Кандидат технических наук

Организация финансирования, регион Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Объединенный институт высоких температур Российской академии наук, г Москва

Период выполнения при поддержке РНФ

07.2018 - 06.2020

Конкурс№29 - Конкурс 2018 года по мероприятию «Проведение инициативных исследований молодыми учеными» Президентской программы исследовательских проектов, реализуемых ведущими учеными, в том числе молодыми учеными.

Область знания, основной код классификатора 09 - Инженерные науки, 09-401 - Энергетические системы на органическом топливе

Ключевые словаКуриный помет, отходы жизнедеятельности, термохимическая конверсия, торрефикация, торрефикат, неконденсируемые газы, торрефикационная жидкость, термический крекинг, смолы.

Код ГРНТИ44.09.29

СтатусУспешно завершен

---

 

ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ

---

Аннотация
Вся биомасса подразделяется на первичную (растительная биомасса) и вторичную, образующуюся в результате различной степени переработки первичной. Отдельную группу во вторичной биомассе составляют такие виды органических отходов, как «отходы жизнедеятельности». Среди наиболее проблемных ее представителей выделяется куриный помет. Чистый куриный помет является отходом при клеточном содержании птицы на птицефабриках. Он имеет высокую влажность, является фактором передачи более 100 возбудителей инфекционных и инвазионных болезней, может служить благоприятной средой для развития и длительной выживаемости патогенной микрофлоры, содержать повышенное количество пестицидов, медикаментозных препаратов, семян сорных растений и других загрязнений. С другой стороны, он обладает большим энергетическим потенциалом. Использовать энергопотенциал куриного помета можно с помощью термических методов – пиролиз, газификация, сжигание. Каждый из них требует, чтобы влажность пометной массы была не выше 25-30%, что обязывает использовать стадию сушки. При этом, чтобы материал не набирал влагу вновь, необходимо либо включать стадию сушки непосредственно в процесс термической переработки, либо создавать особые условия для хранения высушенного куриного помета. Сложность создания таких условий заставляет фермеров конструировать мелкомасштабные установки термической переработки прямо на территории птицефабрики, исключая возможность кооперирования с другими предприятиями. Исключение составляет процесс сжигания, заводы по сжиганию куриного помета имеют большие производительности. Но в данном случае из-за низкой температуры плавления золы требуется внесение дополнительного материала, такого как уголь, биомасса с высокой температурой плавления золы, что ограничивает применение данной технологии на небольших фермах. В данном проекте разрабатывается технология, в основе которой лежит процесс торрефикации куриного помета. Она позволяет получать топливо с низкой гигроскопичностью и повышенной, по сравнению с исходным веществом, теплотой сгорания. Научные результаты экспериментального исследования данного процесса применительно к куриному помету с комплексным исследованием свойств всех продуктов переработки (твердых, жидких и газообразных) будут получены впервые в мире, что определяет их уникальность. Выбор оптимальных условий проведения процесса на основании экспериментальных исследований позволит превратить отходы, занимающие большие площади при их хранении и содержащие в себе патогенную микрофлору, в обеззараженный кондиционный топливный продукт с улучшенными потребительскими характеристиками. Полученные результаты лягут в основу дальнейшей разработки технологии торрефикации куриного помета с ее аппаратурным оформлением. Создание материала, который можно хранить и перевозить на открытом воздухе даст возможность птицефабрикам сократить затраты за вывоз данного отхода и использовать его на собственные нужды для выработки тепловой и электрической энергии. А полученные в ходе экспериментальных исследований при разработке технологи торрефикации куриного помета данные создадут огромный научный задел для ее развития.

Ожидаемые результаты
В рамках предлагаемого проекта ожидается получение следующих научно-технических результатов: 1. Результаты комплексного анализа физических и теплотехнических свойств куриного помета и твердых продуктов его термической переработки – торрефиката (элементный состав (C, H, N, S, O), влажность, результаты технического анализа (зольность, содержание летучих, количество связанного углерода), предел гигроскопичности, высшая и низшая теплоты сгорания, удельная поверхность). 2. Результаты комплексного исследования режимов торрефикации – оптимальная температура процесса, удельный объемный выход и состав торрефикационных газов, полученные при разных температурах процесса и времени выдержки. 3. Результаты комплексного исследования состава торрефикационной жидкости. 4. Результаты комплексного исследования процесса торрефикации сырья при оптимальном температурном режиме при двух способах переработки торрефикационной жидкости: выделение из нее отдельных химических соединений и термический крекинг в углеродистой и инертной среде. 5. Материальный и тепловой балансы процессов торрефикации куриного помета при оптимальном режиме. 6. Основным результатом данного проекта является научные основы технологии торрефикации для ее дальнейшего развития и аппаратурного оформления.

---

 

ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

---