Дослідження перспектив утилізації сірковмісних відходів використанням їх як сировини для виробництва сіркоасфальту
Автор: Завацький Роман Вікторович
Кваліфікаційний рівень: магістр
Спеціальність: Екологічний контроль та аудит
Інститут: Інститут сталого розвитку ім. В. Чорновола
Форма навчання: денна
Навчальний рік: 2022-2023 н.р.
Мова захисту: українська
Анотація: Завацький Р.В., Гумницький Я.М. (керівник). Дослідження перспектив утилізації сірковмісних відходів використанням їх як сировини для виробництва сіркоасфальту. Магістерська кваліфікаційна робота. – Національний університет Львівська Політехніка, Львів, 2022. Розширена анотація Магістерська кваліфікаційна робота присвячена вирішенню науково-практичного завдання - підвищення рівня екологічної безпеки шляхом використання сірковмісних відходів як сировини для виробництва сіркоасфальту. В результаті проведених лабораторних досліджень визначений оптимальний вміст добавки сірки у бітуми для виробництва асфальтів, яка б забезпечила нормативні параметри отриманих сіркоасфальтів, а саме: пористість мінерального остову, залишкова пористість асфальтобетону, густина асфальтобетону, водонасичення асфальтобетону по об’єму, набухання асфальтобетону по об’єму, границі міцності асфальтобетону при температурах R20, Rвод та R50, коефіцієнт водостійкості, вплив температури на концентрацію сполук сірки в газовій фазі при виробництві сіркобітуму Об’єкт дослідження – процес отримання сіркоасфальтів із використанням добавок сірковмісних відходів у сіркобітум. Предмет дослідження – дослідницький процес встановлення оптимального складу сировинної суміші для виробництва сіркоасфальтів. Мета дослідження: підвищення рівня екологічної безпеки шляхом використання сірковмісних відходів як сировини для виробництва сіркоасфальту. Встановлено, що утилізувати сірку та сірковмісні відходи в процесі очищення вуглеводневої сировини можна за двома методами: із отриманням товарної сірки (у вигляді товарної грудкової, рідкої, гранульованої чи молотої сірки) чи з отриманням сірчаної кислоти. Для обох методів існують в достатній мірі розроблені та апробовані на численних попередніх виробництвах технології. Вибір конкретного способу очищення вуглецевовмісної сировини залежить від потреб в конкретних сірчаних продуктах в регіоні [1]. Але у випадку відсутності в регіоні потреб в сірчаній кислоті, необхідно зупинятись на виробництві сірки, як продукту, який має практично необмежені можливості в складуванні. Встановлено, що, стратегічно правильним із розвитком та впровадження технологій глибокого очищення нафтопродуктів, є орієнтація на випуск сірки із залучення її в нові технології використання. Такими технологіями можуть бути технології будівництва – виробництво сірчаного асфальту та сіркоасфальту [2, 3]. Лабораторними дослідженнями встановлено, що оптимальним співвідношенням сірка : бітум в складі сіркобітуму є 10 : 90. У випадку застосування такої композиції як звязуючого для виробництва асфальтобетону, властивості отриманого асфальту не виходять за рамки нормованих показників, а в деяких випадках значно перевищують аналогічні показники асфальтів, отриманих на цьому ж бітумі без використання добавки сірки. В результаті проведених досліджень встановлено, що оптимальними умовами роботи з сіркобітумом є температурний інтервал 140 – 150оС. Цей інтервал температур і є рекомендованим. Хоч слід відмітити, що і при 1600С концентрація сірководню в газовій фазі не перевищує концентрацій, небезпечних для роботи установки [4]. Встановлено, що існують два технологічні способи застосування сірки в шарах дорожних покрить із мінеральних матеріалів, оброблених бітумом: з використанням незначної кількості сірки як розріджувача бітуму в звичайних асфальтобетонних сумішах і з застосуванням великої кількості сірки (використовується як наповнювач суміші). Введення сірки в бітум можливе також двома способами. При першому способі дрібні частинки сірки (5 мкм) вводять в гарячий бітум безперервно перемішуючи, при цьому сірка плавиться. При другому способі розплавлену сірку при температурі нижче 150оС добавляють в гарячий бітум при інтенсивному перемішуванні, що повинно забезпечити утворення емульсії та ініціювати реакцію хімічної взаємодії цих компонентів [5]. Оба способи приготування в’яжучого дають можливість рівномірно диспергувати сірку розміром 5-20 мкм в бітумі, і отримати в’яжуче, а також суміші на його основі з високими показниками властивостей. Проведений розрахунок економічних показників виробництва сіркоасфальту із використанням в складі сировини сірковмісних відходів складає. Організаційний ефект інвестиційного проекту організації виробництва сіркоасфальту із використанням в складі сировини сірковмісних відходів складає 26745,54 грн. Ключові слова: сіркоасфальт, сірковмісні відходи, сірчана кислота, бітум, пенетрація, технологія, утилізація. Перелік використаних літературних джерел Аlama K., Zawadski I. Doswiadczenia zagranicne zastosowania siarki //Praci Instituty drog i mostow. -Warshawa, 2011.-№3. S.5-41. Saltew R., Zoumakadis I. Some properties of sulphur bitumenmixes//Highways and Public Works. –2018.- Vol.50.-№1864. –P.7-15. Beadion I., Sereda P.A. Two-continuous-plase sulphur-asphalt composite-development and characterization// Canada I. Civil Eng/ -2019. –Vol6. -№3. –P.406-412.. Grybowska W. Badania nad nourymi liepiszami siarkowymi USA //Drogownictwo. -2021.- Vol.35. -№5. –S.153-155. Lendrich J.Schwefelasphalt im Strassenbau. Bericht uber ein internationales Symposium in Bordeaux//Strassen-und Tiefbau. –2011. –Vol.35. -№4. –S.21-22.