USD 97.8335

0

EUR 105.451

0

Brent 73.87

0

Природный газ 2.669

0

, Обновлено 1 ноября 13:43
3 мин
...

В Томске разработали эффективное шламовое биотопливо с минимальными выбросами

Выбросы оксидов углерода, азота и серы с дымовыми газами при сжигании разработанного топлива снижаются в 2 раза.

В Томске разработали эффективное шламовое биотопливо с минимальными выбросами

Томск, 31 окт - ИА Neftegaz.RU. Ученые лаборатории тепломассопереноса Томского политехнического университета (ТПУ) разработали новый тип шламового биотоплива.
Об этом сообщила пресс-служба ТПУ.

Результаты данной научной работы были опубликованы в журнале Process Safety and Environmental Protection (Q1, IF: 6,9).

Угольная смесь с шелухой

Шламовое топливо представляет собой композиционную смесь, включающую:
  • уголь и отходы его переработки;
  • жидкие и твердые горючие отходы промышленного и коммунального происхождения.
Основное применение шламового топлива - это теплоэнергетика в локальных и удаленных объектах энергогенерации.

Основной целью данной экспериментальной работы было создание топлива паровых и водогрейных котлов на основе угольно-водных суспензий с различными жидкими и мелкодисперсными горючими добавками, которое превосходило бы существующие аналоги по ряду характеристик.

Почему уголь и рисовая шелуха?

Биотопливо было разработано на основе угольного шлама с использованием рисовой шелухи, осадка сточных вод и древесных опилок.
Угольно-водные суспензии представляют собой смеси мелких частиц угля и воды.
Доля твердых частиц - до 60 %, но она может меняться в зависимости от требуемых эксплуатационных характеристик.
Преимущество - широкий выбор сырья.
Угольная шлам - это типичный отход при переработке угля, который ежегодно образуется в больших количествах. Несмотря на довольно высокий энергетический потенциал (до 24 МДж/кг) мелких угольных отходов, на сегодняшний день не существует эффективной технологии их использования в энергетике.
Основной метод их утилизации - хранение на открытых свалках или захоронение.
Рисовая шелуха и опилки:
  • наиболее распространенными видами биомассы, поэтому их использование не ограничено географическим положением региона;
  • в мире образуется более 350 млн т/год таких отходов;
  • характеристики:
    • высокое содержание летучих веществ (83–90 %),
    • относительно низкая температура воспламенения (350–400 °C),
    • низкое содержание серы и азота (менее 0,5 %).
Осадок сточных вод:
  • типичный вид бытовых отходов, образующихся в значительных объемах;
  • можно использовать в качестве добавки в топливные суспензии благодаря их относительно высокой удельной теплоте сгорания (около 22 МДж/кг в сухом состоянии);
  • сжигание таких составов потенциально может сопровождаться снижением концентрации антропогенных выбросов в дымовых газах из-за содержания щелочных и щёлочноземельных металлов в осадке сточных вод.

Результаты

Профессор Исследовательской школы физики высокоэнергетических процессов ТПУ Д. Глушков:
  • удалось создать топливо с относительно высоким содержанием мелкодисперсных капель в потоке при распылении: их содержание до 2 раз выше, чем в аналогичных суспензиях без добавок;
  • этот показатель оказывает непосредственное влияние на эффективность процесса горения и уменьшает выбросы вредных веществ;
  • при температурах 700-900°С относительные показатели эффективности у нашего образца на 10-12% выше, чем у аналогичных топлив без добавок.
Комплексные исследования, учитывающие эксплуатационные, энергетические, экологические и экономические характеристики шламового топлива, практически не проводились ранее.
Большинство существующих работ сосредоточено на анализе влияния различных добавок на температуру воспламенения и антропогенные выбросы с дымовыми газами.
Влияние добавок на стабильность суспензии и процесс распыления в шламовом топливе изучено крайне недостаточно.

С помощью метода принятия решений на основе многих критериев, дерзкие сибиряки оценили применимость разработанного жидкого топлива для выработки электроэнергии методом прямого сжигания.
Результаты исследования показали, что благодаря введению дополнительных биокомпонентов:
  • седиментационная устойчивость топлива увеличивается в 2,5-4,2 раза;
  • многочисленные характеристики горения, параметры распыления и стабильность при хранении этого топлива могут превышать показатели других видов топлива до 4х раз;
  • выбросы оксидов углерода, азота и серы с дымовыми газами при его сжигании снижаются в 2 раза.
Все эти факторы делают новый вид топлива на 12% более эффективным по сравнению с известными альтернативными композиционными топливами.

Седиментационная устойчивость топлива - это способность предотвращать его расслоение.
Равномерное распределение и продолжительность нахождения мелкодисперсных твердых частиц в суспензии, имеет ключевое значение для организации процессов хранения и распыления.
Именно добавками повышают седиментационную устойчивость топлива, к примеру, для низких температур.

В проведении исследований принимала участие команда специалистов Инженерной школы энергетики и Исследовательской школы физики высокоэнергетических процессов ТПУ в сотрудничестве с экспертами теплоэнергетической отрасли.
Исследование проведено при поддержке федеральной программы Минобрнауки Приоритет-2030.


Автор: А. Шевченко


Новости СМИ2




Подписывайтесь на канал Neftegaz.RU в Telegram