Preview

Вестник Воронежского государственного университета инженерных технологий

Расширенный поиск

Исследование технического решения экологических и энергетических проблем при пиролизной переработке крупнотоннажных твердых органических отходов

https://doi.org/10.20914/2310-1202-2025-1-243-249

Аннотация

Крупнотоннажные твердые органические отходы (КТОО), такие как жом свекловичный, дробина пивная, отработанный активный ил (ОАИ) и ионообменные смолы (ОИС) в большом количестве образуются на пищевых и химических предприятиях России. В настоящее время для указанных КТООизвестно большое количество способов переработки и утилизации (использование в качестве сырого корма или для получения кормовых добавок для животных, консервирование в силосных или жомовых ямах, использование в качестве сырья для получения биогаза, сушка, использование в качестве сырья для получения полезных компонентов), однако, указанные способы позволяют переработать или утилизировать лишь небольшой объем КТОО, основная же часть КТОО складируется на полигонах или иловых картах. Необходимо разработать техническое решение экологических и энергетических проблем при пиролизной переработки КТОО, для чего были проведены экспериментальные исследования пиролизной переработки КТОО на лабораторной установке, которая включат в себя горизонтальный пиролизный реактор, устройства загрузки и выгрузки, два конденсатора. В результате чего получены зависимости выходов вторичных продуктов от температуры проведения процесса пиролиза. Установлено, что в процессе термической переработки КТОО образуются вторичные продукты: жидкая фракция, твердый остаток и пиролизный газ. Полученные вторичные продукты имеют различный выход по массе в зависимости от температуры пиролиза, но аналогичный характер графических зависимостей для всех исследованных КТОО. Разработана структурная схема универсальной пиролизной установки для переработки отходов различных отраслей промышленности, которая включает в себя три участка: участок пиролизной утилизации, участок газификации твердого остатка, участок разделения жидкой фракцию.

Об авторах

М. Ю. Балабанова
Воронежский государственный университет инженерных технологий

старший преподаватель, кафедра промышленной экологии и техносферной безопасности, пр-т Революции, 19, г. Воронеж, 394036, Россия



С. Ю. Панов
Воронежский государственный технический университет

д.т.н., профессор, кафедра прикладной математики и механики, ул. 20-летия Октября, 84, г. Воронеж, 394006, Россия



А. Ю. Марнов
Воронежский государственный технический университет

слушатель, кафедра прикладной математики и механики, ул. 20-летия Октября, 84, г. Воронеж, 394006, Россия



Список литературы

1. Хасхачих В.В., Ларина О.М., Сычев Г.А., Герасимов Г.Я., Зайченко В.М. Пиролитические методы термической переработки твердых коммунальных отходов // Теплофизика высоких температур. 2021. № 3. С. 467–480.

2. Балабанова М.Ю., Скляднев Е.В. Исследование комплексной химико-термической переработки целлюлозосодержащих отходов // Проблемы и инновационные решения в химической технологии. Воронеж: Воронежский государственный университет инженерных технологий, 2019. С. 304–305.

3. Ермолаев В.А. Вторичное сырье сахарного производства и направления его переработки // Инновации и продовольственная безопасность. 2024. № 1. С. 87–94. doi: 10.31677/2311–0651–2024–43–1–87–94.

4. Габитов Р.Н., Колибаба О.Б., Сокольский А.И., Грошева А.В. Разработка конструкции печи для утилизации твердых отходов и оценка эффективности ее работы // Вестник Ивановского государственного энергетического университета. 2019. № 5. С. 23–30. doi: 10.17588/2072–2672.2019.5.023–030.

5. Сафин Р.Г., Сотников В.Г., Зиатдинова Д.Ф. Термическая переработка твердых растительных отходов методом медленного кондуктивного пиролиза // Экология и промышленность России. 2023. Т. 27. № 11. С. 9–14.

6. Lee X.J. Fast Microwave-Assisted Pyrolysis of Wastes for Biofuels Production // Khan A., Asiri A., Bhawani S. (eds.) Waste to Biofuel Technology. Singapore: Springer, 2024. doi: 10.1007/978–981–97–4561–6_5.

7. Kaushal J., Khatri M., Arya S.K. Thermochemical Conversion of Algae Biomass: Pyrolysis and Gasification // Arya S.K., Khatri M., Singh G. (eds.) Value Added Products From Bioalgae Based Biorefineries: Opportunities and Challenges. Singapore: Springer, 2024. doi: 10.1007/978–981–97–1662–3_7.

8. Доронина А.С., Лиходумова М.А., Прохасько Л.С. Актуальные решения утилизации отходов пивоваренной промышленности // Молодой ученый. 2014. № 9. С. 133–135. URL: https://moluch.ru/archive/68/11511/ (дата обращения: 28.10.2019).

9. Зиненко Д.В., Стрекалов С.В., Лебединский Е.С. Проблемы утилизации отработанного активного ила // Актуальные вопросы техники, науки, технологии. Брянск: Брянский государственный инженерно-технологический университет, 2023. С. 163–166.

10. Пат. № 2726979 Российская Федерация, F01K 13/00, F23G 5/08. Энергетический комплекс для переработки твердых бытовых отходов / Паршуков В.И., Ефимов Н.Н., Кихтев И.М., Пряткина В.С., Копица В.В., Васильев Б.Н. № 2019119628; заявл. 24.06.2019; опубл. 20.07.2020. 9 с.

11. Икромов А.А., Эшмухамедов М.А. Эффективные методы переработки органических отходов методом пиролиза с получением топливного газа // Oriental renaissance: Innovative, educational, natural and social sciences. 2023. Т. 3. № 10. С. 302-310.

12. Aboelela D., Saleh H., Attia A.M., Elhenawy Y., Majozi T., Bassyouni M. Recent Advances in Biomass Pyrolysis Processes for Bioenergy Production: Optimization of Operating Conditions // Sustainability. 2023. Vol. 15. No. 14. P. 11238. doi: 10.3390/su151411238

13. Zhao N., Low S.S., Law C.L., Wu T., Pang C.H. Co-pyrolysis of polymers: Recent advances, challenges and perspectives // Fuel Processing Technology. 2025. Vol. 274. P. 108239. doi:10.1016/j.fuproc.2025.108239

14. Yu S., Zhang H., Liu Z., Yi T., Mao X., Liang X., Nie Y. Design and optimization of electromagnetic induction heating pyrolysis reactor based on load impedance model and heat transfer model // Chemical Engineering Journal. 2025. Vol. 509. P. 160851. doi:10.1016/j.cej.2025.160851

15. Ghodke P.K., Sharma A.K., Pandey J.K., Chen W.-H., Patel A., Ashokkumar V. Pyrolysis of sewage sludge for sustainable biofuels and value-added biochar production // Journal of Environmental Management. 2021. Vol. 298. P. 113450. doi: 10.1016/j.jenvman.2021.113450

16. Sahoo K., Behera U.S., Poddar S. Recycling processes and exploitation of waste to obtain energy and challenges: a mini review // International Journal of Environmental Science and Technology. 2025. doi:10.1007/s13762-025-06502-5

17. Puligundla P., Mok C. Valorization of sugar beet pulp through biotechnological approaches: recent developments // Biotechnology Letters. 2021. Vol. 43. P. 1253-1263. doi:10.1007/s10529-021-03146-6

18. Jackowski M., Niedźwiecki Ł., Jagiełło K., Uchańska O., Trusek A. Brewer's Spent Grains - Valuable Beer Industry By-Product // Biomolecules. 2020. Vol. 10. No. 12. P. 1669. doi:10.3390/biom10121669

19. Robazza A., Welter C., Kubisch C., Baleeiro F.C.F., Ochsenreither K., Neumann A. Co-Fermenting Pyrolysis Aqueous Condensate and Pyrolysis Syngas with Anaerobic Microbial Communities Enables L-Malate Production in a Secondary Fermentative Stage // Fermentation. 2022. Vol. 8. No. 10. P. 512. doi:10.3390/fermentation8100512

20. Morya S., Sandhu D., Neumann A., Simon C.J. Chapter 3: Sustainable Environmental Remediation by Valorization of Agro-food Industrial Waste and By-products // Green Chemistry Series. 2023. P. 70-94. doi:10.1039/BK9781837670093-00070


Рецензия

Для цитирования:


Балабанова М.Ю., Панов С.Ю., Марнов А.Ю. Исследование технического решения экологических и энергетических проблем при пиролизной переработке крупнотоннажных твердых органических отходов. Вестник Воронежского государственного университета инженерных технологий. 2025;87(1):243-249. https://doi.org/10.20914/2310-1202-2025-1-243-249

For citation:


Balabanova M.Y., Panov S.Y., Marnov A.Y. Research of Technical Solutions to Environmental and Energy Problems During Pyrolysis Processing of Large-Tonnage Solid Organic Waste. Proceedings of the Voronezh State University of Engineering Technologies. 2025;87(1):243-249. (In Russ.) https://doi.org/10.20914/2310-1202-2025-1-243-249

Просмотров: 41


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 2226-910X (Print)
ISSN 2310-1202 (Online)