По сообщению ТПУ, сотрудниками лаборатории тепломассопереноса разработано новое шламовое топливо. В его создании участвовали Инженерная школа энергетики, Исследовательская школа физики высокоэнергетических процессов и эксперты теплоэнергетической отрасли.
Шламовое топливо представляет собой композиционную смесь угля и отходов его переработки и промышленных и коммунальных отходов. Оно нацелено на использование в основном в локальных удаленных объектах энергогенерации.
Ученые стремились создать более совершенный вариант топлива.
В качестве исходного сырья они использовали угольный шлам, рисовую шелуху, древесные опилки и осадок сточных вод.
Угольно-водные суспензии образуются в больших масштабах в результате сжигания угля. Доля твердых фракций в них, представленных частицами угля, составляет до 60%. При высоком энергетическом потенциале (до 24 МДж/кг) данных образований пока нет эффективной технологии их использования в энергетике, поэтому они утилизируются методом складирования и захоронения.
Рисовая шелуха и опилки – наиболее глобально распространенные органические отходы. Ежегодно в мире их образуется более 350 млн т. Они характеризуются высоким содержанием летучих компонентов (83-90%), низкими концентрациями серы и азота (менее 0,5%) и низкой температурой воспламенения (350-400°C).
Осадок бытовых сточных вод также образуется в больших объемах. Он подходит в качестве компонента топливных суспензий благодаря высокой удельной теплоте сгорания (около 22 МДж/кг в сухом состоянии). К тому же ввиду содержания щелочных и щелочноземельных металлов он снижает концентрацию загрязнителей в дымовых газах при сжигании топлива.
По словам сотрудников Исследовательской школы физики высокоэнергетических процессов, они создали топливо с до 2 раз большим содержанием мелкодисперсных капель в потоке при распылении в сравнении с аналогичными топливами без добавок. Это позволило достичь больших на 10-12% относительных показателей эффективности горения при 700-900°С.
Ученые отметили, что эксплуатационные, энергетические, экологические и экономические характеристики шламового топлива почти не изучались. Большинство исследований их было сосредоточено на влиянии добавок на температуру воспламенения и содержание загрязнителей в дымовых газах. При этом влияние добавок на стабильность топлива при распылении также мало изучено.
Для созданного топлива исследователи установили, что добавки повышают седиментационную устойчивость в 2,5-4,2 раза, показатели горения, распыления и стабильность хранения – до 4 раз и снижают выбросы оксидов углерода, азота и серы в 2 раза.
