journal Вестник Объединенного института высоких температур Вестник ОИВТ РАН 2658-669X ОИВТ РАН 255 Использование инертного наполнителя в зоне термического крекинга для производства синтез-газа стабильного состава из осадка сточных вод Using inert filler in the thermal cracking zone to produce stable syngas from sewage sludge Ларина Ольга Михайловна Larina O.M. ОИВТ РАН Объединенный институт высоких температур РАН (Москва, Россия) Москва, Россия Joint Institute for High Temperatures of the Russian Academy of Sciences (Moscow, Russia) Moscow, Russia 20 11 2025 18 8 37 41

В статье представлены результаты экспериментального исследования двухстадийного пиролиза осадка сточных вод с цикличным использованием инертной гетерогенной среды в зоне термического крекинга. Целью данной работы было исследовать возможность получения синтез-газа стабильного состава и отношения Н$_2$/СО. В результате экспериментальных исследований было получено, что в процессе термического крекинга на поверхности инертного наполнителя накапливается слой углерода. В зависимости от величины углеродного слоя удельный объемный выход и содержание СО колебались в диапазоне 0.61--0.65~м$^3$/кг и 25.1--27.1~об. %, соответственно. Объемное содержание Н$_2$ и отношение Н$_2$/СО составляли 55.5--55.9~об. % и 2.1--2.2, соответственно. Таким образом, несмотря на нестабильный состав осадка сточных вод, из него может быть получен синтез-газ с незначительными колебаниями объемного содержания основных компонентов и стабильным отношением Н$_2$/СО. Такой синтез-газ может быть использован для дальнейшего каталитического получения компонентов жидких моторных топлив.

The article presents the results of an experimental study of two-stage pyrolysis of sewage sludge with cyclic use of an inert heterogeneous medium in the thermal cracking zone. The aim of this work was to investigate the possibility of obtaining syngas of stable composition and H$_2$/CO ratio. As a result of the experimental studies, it was found that a carbon layer accumulates on the surface of the inert filler during thermal cracking. Depending on the size of the carbon layer, the specific volumetric yield and CO content fluctuated in the range of 0.61--0.65~m$^3$/kg and 25.1--27.1~vol. %, respectively. The volume content of H$_2$ and the H$_2$/CO ratio were 55.5--55.9~vol. % and 2.1--2.2, respectively. Thus, despite the unstable composition of the sewage sludge, syngas with insignificant fluctuations in the volume content of the main components and a stable H$_2$/CO ratio can be obtained from it. Such syngas can be used for further catalytic production of components of liquid motor fuels.

 осадок сточных вод пиролиз термический крекинг двухстадийный пиролиз синтез-газ компоненты жидких моторных топлив SAF sewage sludge pyrolysis thermal cracking two-stage pyrolysis syngas liquid motor fuel components SAF Потапова А. Ю., Бархатова О. А. // Известия Иркутского государственного университета. — 2024. — Vol. 48. — P. 57–73 Potapova A. Yu., Barkhatova O. A. // Izvestiya Irkutskogo gosudarstvennogo universiteta. — 2024. — Vol. 48. — P. 57–73 Манжина С. А. // Экология и водное хозяйство. — 2023. — Vol. 5. — P. 15–31 Manzhina S. A. // Ekologiya i vodnoe khozyaystvo. — 2023. — Vol. 5. — P. 15–31 Тихонова И. О. // Экология производства. — 2020. — Vol. 6. — P. 74–77 Tikhonova I. O. // Ekologiya proizvodstva. — 2020. — Vol. 6. — P. 74–77 Головина А. Е., Сапаров Н. Ч. // Российское конкурентное право и экономика. — 2022. — Vol. 2. — P. 52–58 Golovina A. E., Saparov N. Ch. // Rossiyskoe konkurentnoe pravo i ekonomika. — 2022. — Vol. 2. — P. 52–58 Гаева Т. Н., Варакин А. Н., Гуляева Л. А., Ишутенко Д. И., Кулинич А. Л., Никульшин П. А., Пимерзин А. А., Василов Р. Г. // Биотехнология. — 2020. — Vol. 5. — P. 13–30 Gaeva T. N., Varakin A. N., Gulyaeva L. A., Ishutenko D. I., Kulinich A. L., Nikulshin P. A., Pimerzin A. A., Vasilov R. G. // Biotekhnologiya. — 2020. — Vol. 5. — P. 13–30 Gagliardi A., Balestra G., De Maron J., Mazzoni R. // Appl. Catal. B: Environmental. — 2024. — Vol. 349. — P. 123865 Gagliardi A., Balestra G., De Maron J., Mazzoni R. // Appl. Catal. B: Environmental. — 2024. — Vol. 349. — P. 123865 Kachalov V. V., Lavrenov V. A., Lishchiner I. I., Malova O. V., Tarasov A. L., Zaichenko V. M. // J. Phys.: Conf. Ser. — 2016. — Vol. 774. — P. 012136 Kachalov V. V., Lavrenov V. A., Lishchiner I. I., Malova O. V., Tarasov A. L., Zaichenko V. M. // J. Phys.: Conf. Ser. — 2016. — Vol. 774. — P. 012136 Larina O. M., Zaichenko V. M. // J. Phys.: Conf. Ser. — 2018. — Vol. 946. — P. 012034 Larina O. M., Zaichenko V. M. // J. Phys.: Conf. Ser. — 2018. — Vol. 946. — P. 012034 Chang H., Zhao Y., Zhao S., Damgaard A., Christensen T. H. // Waste Manag. — 2022. — Vol. 146. — P. 106–18 Chang H., Zhao Y., Zhao S., Damgaard A., Christensen T. H. // Waste Manag. — 2022. — Vol. 146. — P. 106–18 Syed-Hassan S. S. A., Wanga Y., Hua S., Sua S., Xiang J. // Renew. Sustain. Energy Rev. — 2017. — Vol. 80. — P. 888–913 Syed-Hassan S. S. A., Wanga Y., Hua S., Sua S., Xiang J. // Renew. Sustain. Energy Rev. — 2017. — Vol. 80. — P. 888–913 Haghighat M., Majidian N., Hallajisani A., Samipourgiri M. // Sustainable Energy Technologies and Assessments. — 2020. — Vol. 42. — P. 100870 Haghighat M., Majidian N., Hallajisani A., Samipourgiri M. // Sustainable Energy Technologies and Assessments. — 2020. — Vol. 42. — P. 100870 Agrafioti E., others // J. Anal. Appl. Pyrol. — 2013. — Vol. 101. — P. 72–8 Agrafioti E., others // J. Anal. Appl. Pyrol. — 2013. — Vol. 101. — P. 72–8 Elkasabi Y., Mullen C. A., Boateng A. A. // ACS Sustainable Chem. Eng. — 2014. — Vol. 2. — P. 2042–52 Elkasabi Y., Mullen C. A., Boateng A. A. // ACS Sustainable Chem. Eng. — 2014. — Vol. 2. — P. 2042–52 Wardach-Swiecicka I., Kardas D. // Energies. — 2023. — Vol. 16. — P. 1147 Wardach-Swiecicka I., Kardas D. // Energies. — 2023. — Vol. 16. — P. 1147 Wang G., Bi H., Lin Q., Jiang X., Jiang C. // Renew. Energy. — 2020. — Vol. 160. — P. 1048–66 Wang G., Bi H., Lin Q., Jiang X., Jiang C. // Renew. Energy. — 2020. — Vol. 160. — P. 1048–66 Wielgosinski G., Cichowicz R., Wisniewski J. // Ecological Chemistry and Engineering S. — 2016. — Vol. 23. — P. 665–75 Wielgosinski G., Cichowicz R., Wisniewski J. // Ecological Chemistry and Engineering S. — 2016. — Vol. 23. — P. 665–75 Guo S., Liu L., Guo X., Liu T., Li X., Li G. // J. Environ. Chem. Eng. — 2022. — Vol. 10. — P. 107579 Guo S., Liu L., Guo X., Liu T., Li X., Li G. // J. Environ. Chem. Eng. — 2022. — Vol. 10. — P. 107579 Yan J., Yang J., Liu Z. // Env. Sci. Technol. — 2005. — Vol. 39. — P. 5043–51 Yan J., Yang J., Liu Z. // Env. Sci. Technol. — 2005. — Vol. 39. — P. 5043–51 Gostelow P., Parsons S. A., Stuetz R. M. // Water Res. — 2001. — Vol. 35. — P. 579–97 Gostelow P., Parsons S. A., Stuetz R. M. // Water Res. — 2001. — Vol. 35. — P. 579–97 Muhammad C., Onwudili J. A., Williams P. T. // J. Anal. Appl. Pyrol. — 2015. — Vol. 113. — P. 332–39 Muhammad C., Onwudili J. A., Williams P. T. // J. Anal. Appl. Pyrol. — 2015. — Vol. 113. — P. 332–39 Zhu J., Yang Y., Yang L., Zhu Y. // Int. J. Hydrogen Energy. — 2018. — Vol. 43. — P. 5463–72 Zhu J., Yang Y., Yang L., Zhu Y. // Int. J. Hydrogen Energy. — 2018. — Vol. 43. — P. 5463–72 Liu Y., Ran C., Siddiqui A. R., Chtaeva P., Siyal A. A., Song Y., Dai J., Deng Z., Fu J., Ao W., Jiang Z., Zhang T. // Renew. Energy. — 2020. — Vol. 160. — P. 707-20 Liu Y., Ran C., Siddiqui A. R., Chtaeva P., Siyal A. A., Song Y., Dai J., Deng Z., Fu J., Ao W., Jiang Z., Zhang T. // Renew. Energy. — 2020. — Vol. 160. — P. 707-20 Lavrenov V. A., Larina O. M., Sinelshchikov V. A., Sytchev G. A. // High Temp. — 2016. — Vol. 54. — P. 892–98 Lavrenov V. A., Larina O. M., Sinelshchikov V. A., Sytchev G. A. // High Temp. — 2016. — Vol. 54. — P. 892–98