Композитное порошковое топливо из углей и опилок разработали в Новосибирске

Новосибирск. 2 октября. ИНТЕРФАКС - Сотрудники Института теплофизики им. С. С. Кутателадзе СО РАН и Института химии твердого тела и механохимии СО РАН создали композитное порошковое топливо из углей и отходов деревообрабатывающих производств, сообщает издание СО РАН "Наука в Сибири".

"Оно обладает повышенной воспламеняемостью, увеличивает степень выгорания используемых топлив и обеспечивает стабильное горение даже для низкореакционных углей (антрацита). Полученный композит можно использовать на современном топочном оборудовании", - говорится в сообщении.

Отмечается, что некоторые типы углей обладают низкой реакционной способностью - они трудновоспламеняемы, что зачастую делает их невостребованными.

В качестве древесной добавки был выбран сосновый опил - этот материал имеет высокую теплоту сгорания, и уже известно, что его смесь с низкореакционными углями повышает степень полезного использования последних.

Однако при простом смешении компонентов на начальном этапе опилки быстро выгорают, лишь незначительно повышая выгорание угля.

Ученые предложили не смешивать измельченные и высушенные по отдельности компоненты, а подвергнуть их механоактивационному измельчению совместно, уже в перемешанном виде.

В результате время задержки воспламенения снижается на 20-30% по сравнению со смесью и происходит более стабильное и полное сгорание с более высокой температурой в факеле.

В случае газификации композит обеспечивает равномерное выделение синтез-газа.

"Основные причины эффективности композита в том, что при совместном механохимическом активировании в мельнице-активаторе происходит формирование общей поверхности частиц угля и опилок, из-за чего на поверхности частиц возникают парамагнитные центры (свободные радикалы), которые ускоряют реакции воспламенения. Также в композитах происходит тесный контакт между компонентами: частицы угля прилипают к более крупным частицам опилок, что обеспечивает лучшую передачу тепла и активных центров и приводит к совмещению стадий выделения летучих веществ из биомассы и окисления угля", - говорит научный сотрудник Института теплофизики СО РАН Артем Кузнецов.

По словам ученых, композит предназначен в первую очередь для сжигания в угольных энергоустановках по технологии совместного сжигания угля и биомассы. На тепловых электростанциях (ТЭС) и в городских котельных, а также в установках для частного сектора существуют угольные котлы, где уже используется пылеугольное топливо.

Добавление 5-10% биомассы к угольному топливу обычно не требует серьезной модификации энергетического оборудования, что делает этот метод экологически и экономически привлекательным для промышленных предприятий. Также композит может применяться в газогенераторах для переработки отходов в синтез-газ.

При увеличении доли биомассы (например, до 30-50%) могут потребоваться настройка системы подачи и корректировка режимов дутья для стабилизации факела, также возможна установка дополнительных горелок для поджига. Для использования в газогенераторах будет необходима адаптация системы загрузки и управления температурным режимом.

Еще одно преимущество разработанной технологии в том, что она позволяет эффективно утилизировать сельскохозяйственные отходы. В качестве компонентов топлива возможно использовать отходы как деревообрабатывающих предприятий, так и нефтепереработки, целлюлозно-бумажного производства, углеобогащения.

Сейчас разработка находится на стадии экспериментальной апробации и полупромышленных испытаний.