Ученые нашли метод утилизации нефтяных отходов с использованием «горючего льда», который существенно уменьшает вредные выбросы. Полученная в процессе тепловая энергия может быть использована для отопления.
При добыче, переработке и транспортировке нефти формируются отходы, содержащие углеводороды, тяжелые металлы и летучие органические соединения. Эти материалы представляют опасность для экологии и здоровья человека. На сегодняшний день их перерабатывают различными методами: сжиганием, отверждением, окислением или с помощью бактерий. Однако все эти способы являются затратными, требуют специализированного оборудования и не всегда безопасны.
Ученые Томского политехнического университета (ТПУ) предложили инновационный метод утилизации отходов нефтяных предприятий с использованием «горючего» льда. Этот подход позволяет использовать полученную экологически чистую тепловую энергию для отопления.
Специалисты разработали математическую модель и экспериментальную установку для сжигания нефтесодержащих отходов совместно с гидратным газом — так называемым «горючим льдом», который получают в процессе регазификации газовых гидратов. Система учитывает стабильность, температуру и угол пламени, а также размер частиц, подаваемых в камеру сгорания, что позволяет оценивать и настраивать эффективность утилизации нефтяных отходов.
Водяной пар, содержащийся в газовом гидрате, при сжигании уменьшает вредные выбросы: концентрация оксида серы снижается на 5% (в 8,5 раза меньше, чем при других методах), угарного газа — на 11% (в 7,8 раза меньше), оксида азота — на 15%. Побочным продуктом является чистая вода, пригодная для бытовых и промышленных нужд. Ученые также рассчитали параметры, позволяющие использовать тепло от сжигания отходов в системах отопления.
«Наша модель утилизации отходов может одновременно обеспечивать экологически чистую тепловую энергию. При этом дополнительные расходы на эксплуатацию такой системы не требуются. Это решение особенно актуально для удаленных районов и на нефтегазовых месторождениях, так как позволяет полностью замкнуть производственный цикл и обеспечить самообеспечение такого населенного пункта», — отметил заведующий лабораторией тепломассопереноса ТПУ Павел Стрижак.
Об исследовании
В исследовании принимали участие ученые лаборатории тепломассопереноса Томского политеха и Института теплофизики им. С. С. Кутателадзе СО РАН. Исследования были поддержаны грантом Министерства науки и высшего образования. Результаты работы ученых опубликованы в журнале Thermochimica Acta.
Фото: hi-tech.mail.ru