Ученые Томского политехнического университета разработали технологию получения морозостойкого мазута из старых автомобильных покрышек. Для этого они впервые в России апробировали метод паровой газификации. Лабораторные исследования показали, что этот мазут не замерзает и не теряет своих свойств при температурах до –50 °С (обычный замерзает в диапазоне от +10 до –10°С в зависимости от марки). И в нем примерно в два раза ниже содержание серы, производные которой относятся к основным загрязнителям атмосферы.

«По самым скромным оценкам, каждый год в России выбрасывается около миллиона тонн покрышек, в мире — около миллиарда тонн. Часть просто остается на свалках, где даже под действием обычного солнечного света покрышки выделяют токсичные вещества, часть сжигается со значительным объемом вредных выбросов, еще 30 % перерабатываются в крошку. Мы к покрышкам относимся не как к мусору, а как к источнику полезных для промышленности продуктов. И мы целенаправленно искали методы, позволяющие перерабатывать покрышки с максимальной пользой — экономической и экологической», — говорит заместитель директор Инженерной школы энергетики Томского политеха Владимир Губин.

В Научно-исследовательском центре «Экоэнергетика 4.0» ТПУ ученые создали экспериментальную установку. В ней под действием перегретого водяного пара исходный материал — мелкая резиновая крошка из покрышек — разлагается на полезные продукты. В частности, выделяются жидкие углеводороды — мазут.

«Тема переработки покрышек развивается в разных странах, лидеры в этом плане — США и Китай. Обычно для переработки используется метод пиролиза. Это термическое разложение продукта. Процесс протекает в безвоздушной среде. В России есть несколько малотоннажных производств, занимающихся переработкой покрышек этим методом, однако они дают относительно небольшие объемы продукции. Мы же предложили использовать метод паровой газификации, то есть разложение резины происходит под действием перегретого водяного пара. Этот метод и ряд наших инженерных решений позволили получать продукты переработки более высокого качества в экологически безопасном режиме», — поясняет доцент Научно-образовательного центра И.Н. Бутакова ТПУ Кирилл Ларионов, один из разработчиков технологии.

Мазут сегодня широко применяется в арктических зонах в качестве топлива для котельных и судов.

«Мы сравнивали в лаборатории мазут традиционных марок и тот, что получен из резиновых отходов. Полученные данные свидетельствуют о том, что мазут из отходов по всем свойствам превосходит обычный. В частности, в нем гораздо ниже содержание серы, что делает его более экологичным, при этом он менее вязкий и плотный, что важно для использования. Горит он и дает энергии столько же, сколько и традиционные марки», — говорит доцент отделения химической инженерии ТПУ Мария Киргина, проводившая исследования мазута.

Фото: экспериментальный стенд, моделирующий работу энергетической установки, на котором изучают распыление полученного мазута

Ученые Томского политеха уже провели необходимый комплекс фундаментальных исследований, создали экспериментальную установку. Сейчас вместе с индустриальным партнером — компанией НПО «Инноватех» из Санкт-Петербурга — разрабатывается конструкторская документация на создание пилотной установки, способной перерабатывать до 300 кг резиновой крошки в час.

«Университет — базовая площадка для отработки технологии. Чтобы сделать следующие интенсивные шаги по ее внедрению в промышленность, нам необходимо участие индустриальных партнеров и инвестиции», — отмечает Владимир Губин.

Помимо мазута, технология также позволяет одновременно получать газ, который можно возвращать в технологический цикл, и технический углерод в виде мелкодисперсного порошка. Его можно использовать, например, в материалах для дорожного покрытия.