Пиролиз — перспективный способ утилизации деревянных шпал

В европейских странах за последние 25 лет требования по охране окружающей среды усилились и направлены на ограничение применения деревянных шпал, пропитанных креозотом. А в Нидерландах деревянные шпалы, пропитанные креозотом, уже запрещены из соображений экологической безопасности. Это заставляет железные дороги искать новые, экологически безопасные решения, например, как пиролиз.

утилизации деревянных шпал
Пиролиз — перспективный способ утилизации деревянных шпал

Украинская железная дорога занимает шестое место в Европе и двенадцатое место в мире по совокупной длине путей — эксплуатационная протяженность главных участков составляет 22,3 тыс.км. На сегодня около 75% железнодорожного полотна состоит из деревянных шпал, пропитанных креозотом для предотвращения гниения. Такое широкое применение деревянных шпал обусловлено рядом их преимуществ. Деревянные шпалы при весе около 80 кг значительно легче железобетонных шпал, вес которых составляет 270 кг. Это позволяет проводить укладку и ремонтные работы бригадой рабочих без привлечения специальных грузоподъемных механизмов и инструментов.

Деревянные шпалы имеют необходимую жесткость и упругость для равномерного распределения нагрузок от колесных пар подвижного состава на рельсы. Кроме того, можно без проблем увеличить ширину колеи в кривых малого радиуса (такая процедура нужна в ряде случаев для предотвращения возможного схода вагонов).

Шпалы из дерева является хорошим диэлектриком, в отличие от железобетонных шпал, которые хорошо проводят электрический ток за счет металлической арматуры, которая используется при их изготовлении.

Пиролиз - перспективный способ утилизации деревянных шпал
Пиролиз — перспективный способ утилизации деревянных шпал

Однако, нормативные сроки службы деревянных шпал, пропитанных антисептиками, составляют 14-25 лет, но в зависимости от условий среды и в связи с интенсификацией грузопотоков и увеличением нагрузок и скоростей, срок эксплуатации может снижаться до 8-10 лет и требовать регулярной замены изношенных шпал. Так, например, на железных дорогах Северной Америки из 700 млн. деревянных шпал ежегодно проводят замену 14 млн. шпал.

Шпалы, отслужившие свой срок, должны быть утилизированы или захоронены на специальных полигонах для промышленных отходов. Однако с каждым годом места на полигонах становится все меньше, и в настоящее время из-за переполненности полигонов или их отсутствия, отработанные деревянные шпалы часто складируют в местах, не предназначенных для этого. Это негативно влияет на окружающую среду, поэтому проблема утилизации шпал имеет большое значение.

Один из самых распространенных способов утилизации деревянных шпал — это сжигание. Огромный недостаток этого способа заключается в том, что при сжигании шпал, пропитанных креозотом, выделяется большое количество токсичных веществ (фенолы, фенантрен, ацетон, бутанол), которые попадают в окружающую среду. Эти вещества неблагоприятно сказываются не только на окружающей среде, но и на здоровье человека, способствуя появлению и развитию различных заболеваний, в том числе онкологических.

В результате выделения токсичных веществ абсолютно недопустимым является также использование старых деревянных шпал для строительства различных бараков, подсобных помещений, настилов, мостиков и тому подобное. Кроме, того, такие устройства пожароопасны — огонь быстро распространяется, помещения сгорает за 15-20 минут.

Пиролиз - перспективный способ утилизации деревянных шпал
Пиролиз — перспективный способ утилизации деревянных шпал

Перспективным способом утилизации шпал может быть пиролиз — термическое разложение без доступа воздуха отработанных деревянных шпал с дистиля этой каменноугольной масла. Есть надежда, что применение пиролиза для утилизации шпал позволит не только предотвратить загрязнение окружающей среды, поскольку процесс идет в герметичных условиях, но и получить экономическую выгоду. При правильной организации технологического процесса этот метод утилизации позволит не только покрыть энергетические потребности процесса пиролиза, но и использовать излишки тепла, вырабатываемого в технических или бытовых нуждах.

Утилизация отработанных деревянных шпал, в качестве топлива на основе технологии газификации, позволяет решить все насущные проблемы, обеспечив:

  • эффективное использование шпал в качестве топлива для производства тепловой энергии;
  • необходимые экологические показатели;
  • замещение значительного количества природного газа и угольного топлива на возобновляемый вид топлива — отработанные железнодорожные шпалы.

Полученная тепловая энергия может быть использована для систем отопления как жилых, так и промышленных объектов. Все это позволит логически замкнуть жизненный цикл использованных деревянных железнодорожных шпал, дав им возможность повторно эффективно отработать на завершающей стадии существования.

Одним из перспективных решений замены деревянных шпал, является использование пластмассовых шпал. По сравнению с деревянными, пластмассовые шпалы имеют ряд преимуществ — они не гниют, не раскалываются, имеют значительно больший срок эксплуатации (до 50 лет). Деревянные шпалы могут заменяться пластмассовыми постепенно и для этого используется то же оборудование, что и при установке деревянных шпал. Но самым важным преимуществом применения пластмассовых шпал является возможность их повторной переработки и использования.

Тарас Рейка

Железнодорожный журнал “Railway Supply”

По теме:

Подготовка поверхностей железнодорожного вагона для транспортировки особых грузов