Департамент науки ТГТУ

редактировано: 16.08.2021 

Номер соглашения РФФИ: 19-38-90041/19 от 22.08.2019г.

Сроки выполнения проекта: 01.10.2019 - 30.09.2021

Размер гранта: 1 200 000 рублей

Цель проекта – разработка энергоэффективной технологии переработки биоотходов на примере птичьего помета в продукт с высокой добавленной стоимостью.

Задачи проекта:

• Исследование процесса карбонизации биоотходов в кипящем слое в среде азота.
• Исследование процесса гидротермальной карбонизации биоотходов в кипящем слое в среде перегретого водяного пара.
• Исследование характеристик (влажность, зольность, содержание углерода, водорода, азота, кислорода, теплота сгорания) и сорбционных свойств биоуглей, полученных методами карбонизации биоотходов в кипящем слое в среде азота и гидротермальной карбонизации биоотходов в среде перегретого водяного пара.
• Исследование сорбционных свойств биоугля после его щелочной химической активации.
• Исследование состава и теплотворной способности неконденсируемых газов, образующихся в результате гидротермальной карбонизации биоотходов в кипящем слое в среде перегретого водяного пара.
• Определение биометанового потенциала конденсируемых газов, образующихся в результате гидротермальной карбонизации биоотходов в кипящем слое в среде перегретого водяного пара.
• Разработка математической модели процесса гидротермальной карбонизации биоотходов в кипящем слое в среде перегретого водяного пара.

Ожидаемые по окончании проекта научные результаты

В результате выполнения проекта будут получены:

• методика исследования процесса карбонизации биоотходов в кипящем слое в среде азота и гидротермальной карбонизации биоотходов в среде перегретого водяного пара,
• методика активации полученных образцов биоугля – сырца химическими методами (КОН),
• методика исследования сорбционных свойств полученного сорбента (удельная поверхность и удельный объем микропор), а также исследования сорбционных свойств полученного сорбента на примере поглощения СО2,
• результаты исследования процесса карбонизации биоотходов в кипящем слое в среде азота и гидротермальной карбонизации биоотходов в среде перегретого водяного пара,
• результаты исследования процесса активации полученных образцов биоугля – сырца химическими методами (КОН),
• результаты исследования сорбционных свойств полученного сорбента (удельная поверхность и удельный объем микропор), а также исследования сорбционных свойств полученного сорбента на примере поглощения СО2,
• математическая модель процесса гидротермальной карбонизации биоотходов в кипящем слое.

Содержание по 1 этапу: (проделано)

• обоснован выбор параметров процессов карбонизации и гидротермальной карбонизации;
• разработана методика исследования процесса карбонизации биоотходов в кипящем слое в среде азота и гидротермальной карбонизации биоотходов в среде перегретого водяного пара. Методика включает определение скорости процесса карбонизации, химического состава получаемого биоугля (содержание углерода, водорода, кислорода, азота, серы, влаги, золы), потери массы обрабатываемого образца биоотходов в зависимости от температуры процесса и влажности исходного сырья;
• разработана методика активации полученных образцов биоугля – сырца химическими методами (КОН),
• разработана методика исследования сорбционных свойств полученного сорбента (удельная поверхность и удельный объем микропор), а также исследования сорбционных свойств полученного сорбента на примере поглощения СО2,
• подготовлена статья для публикации в "Инженерно - физическом журнале". Статья принята к публикации.
• опубликована совместная статья с немецким и бельгийскими партнерами в журнале Science of the Total Environment
  
  

Содержание по 2 этапу: (проделано)

• проведены исследования процесса карбонизации биоотходов в кипящем слое в среде азота и гидротермальной карбонизации биоотходов в среде перегретого водяного пара,- проведены исследования процесса активации полученных образцов биоугля – сырца химическими методами (в среде КОН)
• проведены исследования сорбционных свойств полученного сорбента (удельная поверхность и удельный объем микропор), а также исследования сорбционных свойств полученного сорбента на примере поглощения СО2,
• разработана математическая модель процесса гидротермальной карбонизации биоотходов в кипящем слое.
• статья в журнале «Инженерно – физический журнал» опубликована, вторая статья также подана в журнал "Инженерно-физический журнал". Статья принята к публикации и будет опубликована в шестом номере этого журнала за 2021 г.