Ученые из Института катализа Сибирского отделения (СО) РАН получили пиролизную жидкость из коммунальных иловых осадков, снизив при этом концентрацию кислорода, азота и серы. Полученное сырье можно использовать в нефтепереработке и химической промышленности.

Очистка сточных городских вод ежегодно приводит к образованию 100 млн т иловых осадков по всему миру, и такой объем – большая проблема для муниципалитетов. Для захоронения отходов требуются огромные площади, которые должны оставаться нетронутыми в течение 100-150 лет. При этом иловые осадки зачастую содержат патогенные микроорганизмы и токсичные материалы, в том числе свинец и кадмий, которые при захоронении вымываются в грунтовые воды и попадают в воздух вместе с пылью.

Одним из основных способов утилизации иловых осадков является сжигание, которое влечет за собой выбросы в атмосферу загрязняющих веществ. Их улавливание требует дорогостоящего оборудования. Альтернативой является пиролиз – высокотемпературная обработка при недостатке кислорода и низком давлении, в результате которой образуется пиролизная жидкость – из нее можно синтезировать органические растворители и реагенты.

Однако перед применением в химической промышленности пиролизная жидкость нуждается в гидрообработке, в том числе с целью извлечения кислорода и азота, которые не дают ее использовать в качестве топлива для прямого сжигания. Для этой цели ученые из Института катализа СО РАН опробовали ряд никель-молибденовых (NiMo) катализаторов, которые используются на НПЗ для процессов гидроочистки.

"Мы показали, что сульфидные по своей природе катализаторы, например, NiMo-, наилучшим образом подходят для такого типа процессов, в особенности при температуре 400 °C. В целом можно сказать, что использование таких катализаторов значительно снижает содержание нежелательных элементов: кислорода — почти в семь раз, азота — в два раза, сера уходит практически полностью. Обработка водородом с использованием катализатора на основе никеля и молибдена позволяет увеличить выход фракции с температурой кипения 200–360 °C, что важно для получения топлив", – цитирует Институт катализа СО РАН одного из авторов исследования, кандидата химических наук Марию Алексееву.

Ученые Института катализа СО РАН планируют варьировать условия гидрообработки пиролизной жидкости, в том числе с промежуточным разделением фракций, чтобы сделать более эффективной дальнейшую переработку сырья.

По материалам globalenergyprize.org