Піроліз – перспективний спосіб утилізації дерев’яних шпал

Піроліз – перспективний спосіб утилізації дерев’яних шпал

У європейських країнах за останні 25 років вимоги з охорони довкілля посилилися і спрямовані на обмеження застосування дерев’яних шпал, просочених креозотом. А у Нідерландах дерев’яні шпали, просочені креозотом, вже заборонені з міркувань екологічної безпеки. Це змушує залізниці шукати нові, екологічно безпечні рішення, як піроліз.

Українська залізниця займає 6-е місце в Європі і 12-е місце у світі по сукупній довжині шляхів — експлуатаційна протяжність головних ділянок складає 22,3 тис.км. На сьогодні близько 75% залізничного полотна складається з дерев’яних шпал, просочених креозотом для відвертання гниття. Таке широке застосування дерев’яних шпал обумовлене низкою їх переваг. Дерев’яні шпали при вазі близько 80 кг значно легші за залізобетонні шпали, вага яких складає 270 кг. Це дозволяє проводити укладання і ремонтні роботи бригадою робітників без залучення спеціальних вантажопідіймальних механізмів і інструментів.

Дерев’яні шпали мають необхідну жорсткість і пружність для адекватного сприйняття і рівномірного розподілу навантажень від колісних пар рухомого складу на рейки. Крім того, можна без проблем збільшити ширину колії в кривих малого радіусу (така процедура потрібна у ряді випадків для відвертання можливого сходу вагонів).

Шпали з дерева є хорошим діелектриком, на відміну від залізобетонних шпал, які добре проводять електричний струм за рахунок металевої арматури, яка використовується при їх виготовленні.

Проте, нормативні терміни служби дерев’яних шпал, просочених антисептиками, складають 14-25 років, але залежно від умов середовища і у зв’язку з інтенсифікацією вантажопотоків і збільшенням навантажень і швидкостей, термін експлуатації може знижуватися до 8-10 років і вимагати регулярної заміни зношених шпал. Так, наприклад, на залізницях Північної Америки з 700 млн. дерев’яних шпал щорічно проводять заміну 14 млн. шпал.

Шпали, що відслужили свій термін, мають бути утилізовані або поховані на спеціальних полігонах для промислових відходів. Проте з кожним роком місця на полігонах стає усе менше, і нині із-за переповненості полігонів або їх відсутності, використані дерев’яні шпали часто складують в місцях, не призначених для цього. Це негативно впливає на довкілля, тому проблема утилізації шпал має велике значення.

Один з найпоширеніших способів утилізації дерев’яних шпал — це спалювання. Величезний недолік цього способу полягає в тому, що при спалюванні шпал, просочених креозотом, виділяється велика кількість токсичних речовин (феноли, фенантрени, ацетон, бутанол), які потрапляють в довкілля. Ці речовини несприятливо позначаються не лише на довкіллі, але і на здоров’ї людини, сприяючи появі і розвитку різних захворювань, у тому числі онкологічних.

Унаслідок виділення токсичних речовин абсолютно неприпустимим являється також використання старих дерев’яних шпал для будівництва різних бараків, підсобних приміщень, настилів, містків і тому подібне. Окрім, того, такі будови пожежонебезпечні — вогонь швидко поширюється, приміщення згорає за 15-20 хвилин.

Перспективним способом утилізації шпал може бути піроліз — термічне розкладання без доступу повітря відпрацьованих дерев’яних шпал з дистиля цією кам’яновугільної олії. Є надія, що застосування піролізу для утилізації шпал дасть можливість не лише запобігти забрудненню довкілля, оскільки процес йде в герметичних умовах, але і отримати економічну вигоду. При правильній організації технологічного процесу цей метод утилізації дозволить не лише покрити енергетичні потреби процесу піролізу, але і використати надлишки тепла, що виробляється, в технічних або побутових потребах.

Утилізація відпрацьованих дерев’яних шпал, як палива на основі технології газифікації, дозволяє вирішити усі насущні проблеми, забезпечивши:

• ефективне використання шпал як палива для виробництва теплової енергії;
• необхідні екологічні показники;
• заміщення значної кількості природного газу і вугільного палива на поновлюваний вид палива — відпрацьовані залізничні шпали.

Отримана теплова енергія може бути використана для систем опалювання як житлових, так і промислових об’єктів. Усе це дозволить логічно замкнути життєвий цикл використаних дерев’яних залізничних шпал, давши їм можливість повторно ефективно відпрацювати на завершальній стадії існування.

Одним з таких перспективних рішень є використання пластмасових шпал. В порівнянні з дерев’яними, пластмасові шпали мають ряд переваг – вони не гниють, не розколюються, мають значно більший термін експлуатації (до 50 років). Дерев’яні шпали можуть замінюватися пластмасовими поступово і для цього використовується те саме обладнання, що і при укладанні дерев’яних шпал. Але найважливішою перевагою застосування пластмасових шпал є можливість їх повторної переробки і використання.

Тарас Рейка

Залізничний журнал “Railway Supply”

По темі:

Підготовка поверхонь залізничного вагону для транспортування особливих вантажів