Ученые из ТПУ разработали новый способ быстрого зажигания угольного топлива из отходов - Новости ТЭК на Neftegaz.RU
, Обновлено 5 апреля 10:57
2 мин
...

Ученые из ТПУ разработали новый способ быстрого зажигания угольного топлива из отходов

Ученые отметили, что новый способ стимулирует зажигание только во время использования топлива и обеспечивает его пожаробезопасное хранение.

Ученые из ТПУ разработали новый способ быстрого зажигания угольного топлива из отходов

Томск, 4 апр - ИА Neftegaz.RU. Ученые из Томского политехнического университета (ТПУ) предложили новый способ ускорения зажигания топлива из отходов углеобогащения.

Результаты исследования опубликованы в журнале Chinese Journal of Chemical Engineering.

 

Новый способ стимулирует зажигание только во время использования топлива и обеспечивает его пожаробезопасное хранение.

 

Текущее состояние

  • на отвалах обогатительных фабрик в угледобывающих регионах России находится большое количество отходов, которые пытаются использовать в качестве топлива или наполнителей при производстве некоторых стройматериалов;
  • есть сложности с зажиганием таких отходов - они содержат в составе очень большое количество пустой породы;
  • для зажигания необходимо тратить много энергии на прогрев негорючей минеральной части - отходы нужно греть в 3 раза дольше, чем такого же размера порцию угольного концентрата;
  • воздействие лазерными импульсами позволяет делать из отходов углеобогащения легковоспламеняющуюся газо-аэрозольную топливную смесь;
  • есть 3 стадии воздействия лазерного излучения на угли и топливо из отходов: 
    • нагрев поверхности; 
    • образование и воспламенение летучих веществ; 
    • зажигание нелетучего остатка;
    • каждая стадия имеет выраженный пороговый характер.
  • оптимизация лазерного излучения (непрерывного или импульсного) позволит эффективнее внедрять пылеугольное топливо в промышленных печах вместо мазута:
    • это даст экономический и экологический эффекты;
    • может быть использовано для разработки методов предотвращения взрывов угольной пыли в шахтах или методов стабилизации пламени в пылеугольных топках.

Решение сибирских ученых:

  • оптимизировать зажигание топлива за счет сверхтонкого дробления его капель при поглощении лазерных импульсов;
  • это требует меньших энергий импульсов, а также достаточно просто реализуется практически;
  • экспериментально выяснено, что если обстреливать лазером топливо после того, как его уже вдули в раскаленную печь через форсунку, то пользы от облучения не будет:
    • поверхность маленькой капли водоугольной смеси в печи быстро сохнет;
    • лазер только сильнее спекает ее и делает розжиг еще более трудным;
    • чтобы предложенный подход заработал, влажность топливной смеси должна быть около 60-70 %. В этом случае смесь не успеет высохнуть ниже критического уровня.
  • обычный нагрев топлива лазерным излучением в широком диапазоне энергий импульсов не может ускорить его зажигание при приемлемом уроне затрат.
  • единственный эффективный механизм ускорения зажигания состоит в том, что вода, содержащаяся в приповерхностном слое, при попадании импульса мгновенно испаряется:
  • благодаря паровому микровзрыву маленькая капля разбивается на микроскопические фрагменты, которые загораются в печи значительно быстрее, чем большая капля:
    • если топливо распыляется в относительно холодной атмосфере (вне горячей зоны топки), то микрофрагментация происходит и при влажности в 30%, 
    • в раскаленной до 500-600°C печи нужно подавать более жидкую смесь, bначе лазер только затруднит ситуацию.
  • в исследовании использованы:
    • трубчатая муфельная печь, 
    • наносекундный импульсный лазер с энергией импульса до 200 мДж, 
    • высокоскоростная видеокамера с макро-оптикой для регистрации процесса взаимодействия импульса с топливом, 
    • оптическая микроскопия,
    • разработанное оригинальное программное обеспечение, позволяющее синхронизировать все протекающие процессы в лаборатории.

В дерзких планах ученых - рассмотреть аналогичным образом возможность лазерной активации других видов водо-топливных смесей, приготовленных с использованием различных типов горючих промышленных отходов и низкосортных ископаемых топлив (торф, бурый уголь).

Автор:

Источник : Neftegaz.RU






Подпишитесь на общую рассылку

лучших материалов Neftegaz.RU

* Неверный адрес электронной почты

Нажимая кнопку «Подписаться» я принимаю «Соглашение об обработке персональных данных»