Na pierwszy rzut oka połączenie odpadów z tworzyw sztucznych i trocin może wydawać się nietypowym pomysłem. Naukowcy z Politechniki Białostockiej przekonują jednak, że właśnie takie rozwiązania mogą w najbliższych latach pomóc jednocześnie ograniczać ilość odpadów i zwiększać efektywność energetyczną paliw. Uczelnia uzyskała patent na technologię produkcji pelletu o podwyższonej wartości opałowej, który powstaje z połączenia biomasy oraz tworzyw sztucznych.
Nowe rozwiązanie może mieć znaczenie zarówno dla przemysłu, jak i dla rynku energetycznego. Zespół badaczy opracował metodę pozwalającą wykorzystać odpadowy polistyren – materiał powszechnie stosowany między innymi w opakowaniach – jako dodatek zwiększający ilość energii uzyskiwanej podczas spalania.
Przez lata podobne próby napotykały jednak poważny problem technologiczny. Drewno i tworzywa sztuczne mają zupełnie inną strukturę i gęstość, przez co bardzo trudno było stworzyć jednolitą mieszankę umożliwiającą produkcję trwałego pelletu. Naukowcy z Białegostoku znaleźli rozwiązanie.
Zastosowano specjalny proces mechaniczno-termicznej obróbki polistyrenu. Tworzywo po wstępnym rozdrobnieniu jest podgrzewane i poddawane procesowi wytłaczania w różnych temperaturach. Następnie materiał zostaje schłodzony i ponownie zmielony. Dzięki temu uzyskana struktura może zostać równomiernie połączona z trocinami i innymi odpadami drzewnymi.
Podstawę nowego paliwa stanowią odpady drzewne – głównie trociny, wióry lub zrębki. W badaniach wykorzystywano najczęściej trociny sosnowe i świerkowe. Dodatek polistyrenu stanowi od kilku do kilkunastu procent masy mieszanki, ale nawet tak niewielka ilość wyraźnie zwiększa jej możliwości energetyczne.
Kluczowa jest tutaj wartość opałowa tworzywa sztucznego. Badania przeprowadzone przez zespół wykazały, że polistyren osiąga niemal dwukrotnie wyższą wartość energetyczną niż samo drewno. W praktyce oznacza to, że dodanie około 10 proc. takiego składnika pozwala zwiększyć ilość energii uzyskiwanej z pelletu mniej więcej o 10 proc.
Dla odbiorców może to oznaczać wymierne korzyści. Przy tej samej ilości paliwa można uzyskać większą ilość energii cieplnej, a więc ograniczyć zużycie opału potrzebnego do ogrzania budynku.
Istotną częścią projektu były także badania dotyczące bezpieczeństwa i wpływu na środowisko. Naukowcy przeprowadzili testy spalania z wykorzystaniem instalacji symulującej pracę domowych kotłów małej mocy. Otrzymane wyniki pokazały, że pellet spełnia wymagania emisyjne stawiane wysokiej klasy paliwom drzewnym.
Badania wskazały również, że przy odpowiednio dobranych proporcjach dodatku tworzyw sztucznych emisja substancji takich jak tlenek węgla czy tlenki azotu pozostaje zgodna z europejskimi normami środowiskowymi.
Rozwiązanie może znaleźć zastosowanie nie tylko w mniejszych instalacjach grzewczych. Naukowcy wskazują również potencjał wykorzystania technologii w warunkach przemysłowych, gdzie możliwe byłoby stosowanie większego udziału odpadów z tworzyw sztucznych – na przykład w procesach prowadzonych przez cementownie.
Całość badań przeprowadzono w laboratoriach Politechniki Białostockiej. Patent otrzymał numer Pat.249313, a nad jego opracowaniem pracował interdyscyplinarny zespół specjalistów z różnych wydziałów uczelni.
Nowa technologia pokazuje kierunek, w którym coraz częściej podąża współczesna energetyka – zamiast traktować część odpadów wyłącznie jako problem, próbuje przekształcać je w surowce o realnej wartości użytkowej. W tym przypadku celem stało się połączenie większej efektywności energetycznej z ograniczeniem ilości materiałów trafiających na składowiska.
(PW)