La обувная и кожевенная промышленность Оно переживает момент глубоких перемен, когда Обувь, которая бережно относится к окружающей среде Они приобретают все большее значение: каждый год образуются тысячи тонн отходов кожи, большая часть которых захоранивается на свалках или сжигается в мусоросжигательных заводах. В условиях ужесточения экологических норм продолжение обращения с этими отходами в обычном режиме просто перестало быть реалистичным вариантом.
В таком сценарии проекты, подобные этому, Проект RECUBIC, возглавляемый организациями ITE и Inescop.Они демонстрируют, что проблему можно решить, превратив обрезки кожи в ценные ресурсы. Благодаря пиролизу, технологии обработки при высокой температуре в бескислородной среде, эти отходы перестают быть экологической и экономической проблемой и превращаются в... богатые азотом биоуглиНефтепродукты, представляющие химический интерес, и синтез-газ, используемые в энергетике, что позволяет привести отрасль в соответствие с принципами циркулярной экономики и декарбонизации.
Ключевой сектор, сталкивающийся с серьезной проблемой отходов кожевенной промышленности.
La На долю Валенсийского сообщества приходится приблизительно половина населения. компаний в испанской кожевенной и обувной промышленности. Эта сильная специализация имеет и обратную сторону: сектор ежегодно генерирует убытки. тысячи тонн постиндустриальных отходов —вырезки, бракованные детали, обрезки кожи и т. д., — которые в основном оказываются на свалке.
Помимо качественной обработки кожи, кожевенное производство производит... пыль от песка, осадок сточных вод, грязь и другие побочные продукты Это связано с различными стадиями дубления, многие из которых содержат соли хрома и другие химические соединения. Весь этот поток отходов имеет сложный состав, который препятствует его материальной или энергетической ценности.Это объясняет, почему существует очень мало примеров переработки отходов в промышленных масштабах и, как правило, на предприятиях с низкой производительностью.
Один из особенно деликатных аспектов — это обработка кожи, дубленой хромомЭта система дубления остается наиболее распространенной в мире — около 90% шкур дубят солями трехвалентного хрома. Хотя этот тип дубления предлагает значительные преимущества в механических характеристиках, прочности и стабильности размеров, он также несет в себе риск: трехвалентный хром, стабильный и безвредный в своем первоначальном состоянии, может окисляться до шестивалентный хромЭто соединение классифицируется как канцерогенное, если подвергается определенным условиям окисления или неконтролируемого сгорания.
Проблема усугубляется, когда Кожевенные отходы смешиваются с другими материалами.Они подвергаются воздействию высоких температур в присутствии кислорода или обрабатываются на предприятиях, не предназначенных для таких потоков. В этих условиях переход от Cr(III) к Cr(VI) становится вполне реальной возможностью, что влечет за собой последствия для здоровья и окружающей среды.
Ситуацию усугубляет то, что нормативно-правовая база становится все более требовательной: Закон 7/2022 об отходах и загрязненных почвах —в соответствии с европейскими директивами— запрещает с 2025 года сжигание и захоронение отходов на полигонах органические отходы В частности, речь идет о промышленных отходах текстильной и аналогичной продукции. Это напрямую включает в себя отходы кожевенной промышленности, поэтому отрасль вынуждена искать жизнеспособные альтернативы, чтобы избежать нарушения закона.
В рамках этой новой концепции также подкрепляется следующее: Расширенная ответственность производителя (EPR)Это требует от компаний участия в управлении отходами, образующимися в результате использования их продукции на протяжении всего жизненного цикла: от проектирования и выбора материалов до сбора, обработки и утилизации отходов после потребления. Таким образом, кожа перестает быть просто превосходным техническим материалом и становится проблемой долгосрочного управления.
Пиролиз как экологически чистая альтернатива для переработки отходов кожевенного производства в биоуголь.
Учитывая данную нормативно-правовую и экологическую ситуацию, Пиролиз становится ключевым технологическим решением. Для усовершенствованной обработки отходов кожевенного производства. Пиролиз — это термохимический процесс, включающий нагревание материала до высокой температуры в условиях практически полного отсутствия кислорода, так что горение не происходит, а вместо этого происходит контролируемое разложение органического вещества.
Применительно к коже пиролиз производит три основные фракцииС одной стороны, получают твердый углерод с высокой удельной поверхностью и замечательной внутренней пористостью; с другой — пиролизное масло с химически интересующими соединениями; и, наконец, синтез-газ или синтез-газ которые могут быть использованы в энергетических целях. Распределение между этими фракциями зависит от таких параметров, как температура, время пребывания или скорость нагрева.
При благоприятных условиях большинство составляет... пористый биоугольЭтот древесный уголь, обладающий богатой азотом структурой, полученной из белков кожи, может использоваться в качестве фильтрующего материала, каталитической основы, агрономической добавки или даже в качестве компонента в устройствах хранения энергии. Фактически, его большая площадь поверхности и наличие азотсодержащих функциональных групп значительно расширяют его потенциальные области применения.
Одним из главных преимуществ пиролиза по сравнению с традиционным сжиганием является то, что Это позволяет иммобилизовать значительную часть хрома в твердой фазе. Присутствие хрома в дубленой коже снижает риск образования шестивалентного хрома. Последующие этапы очистки и активации углерода позволяют еще больше усовершенствовать этот контроль, благодаря чему конечный продукт может безопасно использоваться в сложных условиях окружающей среды.
В этой области технологические центры, такие как... Inescop (Центр обувных технологий) Институт энергетических технологий (ITE) накапливает опыт на протяжении многих лет. В предыдущих работах компания Inescop сотрудничала с Университетским институтом материалов при Университете Аликанте, чтобы продемонстрировать возможности биоугля, полученного из дубленой кожи, для удерживать токсичные газы, такие как сероводород (H2S). в потоках биогаза, что открывает возможности для применения на очистных сооружениях и в биореакторах.
RECUBIC: переработка отходов кожевенного производства в высококачественный биоуголь.
Эта база знаний — фундамент, на котором она построена. РЕКУБИК (Переработка отходов кожевенного производства в биоуголь для применения в очистке окружающей среды)Это инициатива, финансируемая IVACE+i и Европейским союзом в рамках Операционной программы Европейского фонда регионального развития Валенсийского сообщества на 2021-2027 годы. Проект, имеющий различные файлы (например, IMDEEA/2025/54 и IMDEEA/2025/96) в зависимости от конкретного направления работы, будет реализован в период с 2025 по 2026 год и имеет бюджет около 360 000 евро.
El Инициативу координирует ITE.внося свой вклад в области энергетических процессов и пиролиза, а также предоставляя свои знания и опыт в сфере энергетических процессов и пиролиза. Компания Inescop отвечает за часть работы, связанную с кожей.Данное сотрудничество включает в себя характеристику промышленных отходов, оценку различных типов лома, отбор репрезентативных образцов и определение соответствующих условий эксплуатации. Оно обеспечивает комплексный подход, начиная от происхождения отходов и заканчивая проверкой качества получаемой продукции.
Главная цель RECUBIC — Разработать и оптимизировать специальный процесс пиролиза отходов кожевенного производства. Это позволяет преобразовывать их в продукты с высокой добавленной стоимостью: активированный биоуглерод для очистки окружающей среды, масла с потенциальным химическим применением или возобновляемые виды топлива, а также синтез-газ для энергетических целей. И все это при гарантировании технической, экономической и экологической целесообразности предлагаемой схемы.
В течение всего проекта ведутся работы по... идентификация и классификация различных потоков отходов Образующиеся в обувной и кожевенной промышленности отходы: обрезки хромодубленой кожи, остатки различных отделочных материалов, смеси с текстилем и т. д. Цель состоит в том, чтобы обеспечить максимальную универсальность и воспроизводимость разработанного процесса, чтобы его можно было применять к широкому спектру побочных продуктов с минимальными изменениями.
В разделе, посвященном процессу, ITE и Inescop сосредотачиваются на следующем: оптимизация углеродной фракцииПутем регулирования температуры, атмосферы, времени и возможных стадий химической или физической активации достигается цель получения пористых углеродных материалов с большой площадью поверхности, богатой азотом структурой и функциональными свойствами, пригодными для различных применений: от фильтров для воды и воздуха до электрокатализаторов или сельскохозяйственных добавок.
Параллельно с этим, Состав и характеристики пиролизных масел и синтез-газаЭтот подход позволяет оценить их пригодность в качестве биотоплива, топливных смесей для котлов или двигателей, а также в качестве прекурсоров для химической промышленности. Он позволяет максимально эффективно использовать каждую полученную фракцию, минимизировать отходы и придерживаться принципов экономики замкнутого цикла.
Экологические применения биоугля из кожи
активированный биоуголь из отходов кожевенного производства Они позиционируются как очень универсальные материалы в области очистки окружающей среды. Благодаря своей пористой структуре и наличию азота в углеродной матрице, они могут конкурировать с традиционными активированными углями ископаемого происхождения и даже улучшать некоторые из их эксплуатационных характеристик.
Одна из наиболее примечательных особенностей — это её использование в качестве адсорбенты загрязняющих газовЭто особенно актуально в системах, где образуется сероводород (H2S), токсичный и коррозионный газ, часто встречающийся в биореакторах и анаэробных установках. Предыдущие исследования, проведенные компанией Inescop, продемонстрировали способность этих углей эффективно удерживать H2S, улучшая качество биогаза.
Ещё одним ключевым применением является улавливание углекислого газа (CO2) в промышленных потоках с высокой концентрацией этого газа, например, в тех, которые связаны с производством цемента. Проект RECUBIC включает в себя специальные испытания для оценки поведения биоугля в условиях реальных выбросов CO2, направленные на поиск решений, способствующих декарбонизации сектора.
В водном секторе проводятся испытания биоугля из кожи. Фильтрующий материал для удаления загрязняющих веществ из сточных вод.включая новые соединения и вещества, которые трудно удалить с помощью традиционных технологий. Высокая пористость и химический состав поверхности угля являются ключевыми факторами для улавливания широкого спектра загрязняющих веществ.
Кроме того, интеграция этих материалов исследуется в процессы компостирования и улучшенная биодеградацияБлагодаря своей способности удерживать питательные вещества, стабилизировать окружающую среду и стимулировать микробную активность, биоуголь может выступать в качестве агрономической добавки к сельскохозяйственным почвам, улучшая влагоудержание, аэрацию и плодородие, а также более стабильно связывая углерод в почве.
Кроме того, азотистое происхождение этих углей открывает возможности для их использования в качестве... электрокатализаторы в электрохимических процессахЭто включает в себя реакции производства экологически чистого водорода или перекиси водорода (H2O2). Замена благородных материалов, таких как платина, на более экономичные современные углеродные материалы позволяет снизить затраты и повысить общую устойчивость новых технологий.
Промышленная проверка и сотрудничество с ведущими компаниями.
Ключевой особенностью RECUBIC является то, что он не ограничивается лабораторными исследованиями: С самого начала при его разработке особое внимание уделялось потребностям промышленности.Для достижения этой цели проект опирается на сотрудничество компаний из различных секторов, которые предоставляют информацию об отходах, реальных условиях эксплуатации и конкретных сценариях использования разработанных материалов.
В число компаний-партнеров входят: Çimsa Cementos España, международный лидер в производстве белого цемента. Его работа в RECUBIC сосредоточена на... оценка эффективности биоугля в улавливании CO2 в потоках технологических газов. Компания предоставляет данные о расходе, температуре и составе выбрасываемых газов, что представляет собой реалистичную испытательную площадку для проверки предлагаемых решений.
В контексте интегрированного круговорота воды, FACSA (Sociedad de Fomento Agrícola Castellonense, SA)Компания, входящая в группу Gimeno, отвечает за... тестирование биоугля на способность удерживать загрязняющие вещества в сточных водахИспользуя свой опыт в области водоочистки и управления ресурсами. Со своей стороны, SAV (Фермеры Веги-де-Валенсия) Компания поставляет сточные воды со своих очистных сооружений для проведения дополнительных испытаний эффективности углеродсодержащего материала.
На этапе поставки сырья, Срез DIAFA, семейное предприятие в обувной отрасли, вносит свой вклад постиндустриальные отходы от хромового дубления кожи и предоставляет подробную информацию об их происхождении, предыдущих методах лечения и процессах их образования. Эти знания имеют ключевое значение для определить наиболее распространенные и типичные потоки отходов и, следовательно, разработать процесс пиролиза, который будет иметь смысл в масштабах конкретного сектора.
Компании SUEZ Smart & Environmental SolutionsКомпания, специализирующаяся на решениях для мониторинга и очистки воды, почвы и воздуха от загрязняющих веществ, занимается... проверить эффективность активированного угля в реальных условияхВ частности, в нем оценивается удаление H2S из газообразного потока на выходе биореактора, установленного на очистных сооружениях Ринкон-де-Леон (Аликанте), что позволяет сравнить лабораторные результаты с результатами работы действующей установки.
В области передовых технологий и чистой энергии валенсийская компания МАТТЕКОКомпания, занимающаяся нанотехнологиями и материалами для производства экологически чистого водорода, принимает участие в... оценка углеродных материалов в качестве электрокатализаторов для процессов электролиза и производства перекиси водорода. Это направление открывает интересные возможности для демонстрации того, что биоуголь из кожи может конкурировать с катализаторами на основе благородных металлов, снижая затраты и воздействие на окружающую среду.
Наконец, Сельскохозяйственные испытания и разработки СиньентаОбладая собственной лабораторией и опытом в агрономических испытаниях, она отвечает за подтвердить возможность применения биоугля в качестве улучшителя почвы и добавки для компостирования.Цель их испытаний — измерить улучшение плодородия почвы, удержание питательных веществ и повышение биоразлагаемости компостируемых материалов, тем самым расширяя спектр применения биоугля.
Экономика замкнутого цикла, возможность тиражирования и потенциал за пределами кожевенной промышленности.
Подход RECUBIC идеально соответствует принципы циркулярной экономикиВместо добычи новых ресурсов для производства материалов, процесс начинается с отходов, уже образующихся в кожевенной промышленности, и дает им вторую жизнь в виде продукции с более высокой добавленной стоимостью. Это снижает нагрузку на природные ресурсы, предотвращает накопление отходов на свалках и помогает смягчить другие негативные воздействия на окружающую среду, такие как выбросы парниковых газов.
Хотя проект изначально разрабатывается в Валенсийском сообществе, его Данная модель вполне применима и к другим регионам. Испания имеет схожую промышленную структуру. Она является седьмым по величине в мире экспортером сырых шкур, на долю которого приходится около 4,4% мирового экспорта, и восьмым по величине экспортером дубленых шкур, на долю которых приходится 3,5% от общего объема. Эти цифры дают представление об огромном потенциале применения таких технологий, как пиролиз отходов кожевенного производства, не только на национальном, но и на международном уровне.
В глобальном масштабе, по оценкам, Кожевенная промышленность ежегодно производит около 6 миллионов тонн отходов.Это делает управление этими потоками приоритетной задачей для устойчивого развития сектора. Такие инициативы, как RECUBIC, предлагают конкретную дорожную карту для превращения широко распространенной проблемы в источник технологических и деловых возможностей.
Кроме того, ответственные за проект отмечают, что Потенциал пиролиза не ограничивается только кожей.Та же технология может быть использована для переработки широкого спектра отходов: лесных отходов (сосновая щепа, обрезанные ветки), сельскохозяйственных отходов (солома, скорлупа орехов, косточки оливок), осадка сточных вод или даже трудноперерабатываемых текстильных отходов. Эта универсальность открывает двери для нового поколения решений, ориентированных на переработку отходов, с применением в энергетике, охране окружающей среды и сельском хозяйстве.
С точки зрения бизнеса, проект способствует конкурентоспособность промышленной тканиПредоставляя компаниям текстильной, обувной, водохозяйственной, цементной и энергетической отраслей возможность осваивать новые бизнес-ниши, связанные с экологически чистыми материалами, это способствует их адаптации к условиям, в которых экологические требования и ответственное использование ресурсов перестали быть просто желательными, а стали обязательными условиями для сохранения конкурентоспособности.
В состав RECUBIC также входит действия по распространению и передаче информацииЭти мероприятия включают в себя технические семинары, специализированные публикации и сотрудничество с компаниями энергетического и экологического секторов. Их цель – усилить влияние проекта, поделиться его результатами с другими отраслями и ускорить внедрение его решений в различных производственных условиях.
Рассматривая ситуацию в целом, можно сказать, что стремление к преобразованиям Отходы кожевенной промышленности в виде биоугля и других ценных продуктов. Это демонстрирует, как технологические инновации и сотрудничество между исследовательскими центрами и компаниями могут превратить проблемные отходы в стратегический ресурс. Переход от свалок и мусоросжигательных заводов к активированному биоуглю, полезным маслам и синтез-газу позволяет кожевенной и обувной промышленности не только соответствовать новым нормам, но и укреплять свою устойчивость, открывать новые возможности для бизнеса и лучше готовиться к решению экологических и экономических проблем ближайших лет.
