Ученые нашли способ повысить эффективность угольного топлива на 10%

Ученые нашли способ ускорить процесс переработки низкокачественного угля, что повысило эффективность топлива на 10%. Добавление опилок и масла снизило температуру и ускорило процесс термического разложения до 26%, сообщили в Минобрнауки РФ.

«Ученые Томского политехнического университета (ТПУ) в составе международной научной группы предложили способ повышения эффективности пиролиза низкосортных углей. Новый подход позволяет ускорить процесс пиролиза угольных смесей в несколько раз и повысить интегральный показатель эффективности топлива на 4–10 % по сравнению с чистым углем. На основе экспериментальных данных ученые вывели эмпирические формулы, которые позволяют прогнозировать процесс термического разложения топлива с погрешностью не более 30 %», — говорится в сообщении.

Низкосортные угли составляют до 40–45 % мировых запасов, но у них низкая теплотворная способность. Один из эффективных способов улучшить их качество — пиролиз: нагрев без доступа воздуха, при котором уголь разлагается на более ценные компоненты. Однако до сих пор мало изучено, как ведут себя сложные смеси, например уголь с добавками из отходов деревообработки, при пиролизе.

По результатам анализа наиболее эффективной оказалась смесь из 50 % бурого угля, 40 % воды и 10 % отработанного моторного масла. Она эффективнее чистого угля на 10 %. Если смешать 90 % угля и 10 % опилок, прирост составит 4 %. Ученые также обнаружили неожиданный эффект: крупные частицы угля вступают в реакцию легче, чем мелкие. Они объясняют это тем, что между крупными частицами лучше передается тепло.

Результаты исследований показали, что опилки и отработанное масло во много раз ускоряют разложение угольной смеси и снижают температуру начала пиролиза до 26 % по сравнению с чистым углем. По словам ученых, на этапе испарения влаги компоненты смеси усиливают действие друг друга почти на 30 %, а в целом весь процесс термического разложения ускоряется на 7 %.

В исследовании приняли участие ученые из лаборатории тепломассопереноса Томского политехнического университета, Института теплофизики им. С. С. Кутателадзе СО РАН и Ведущей лаборатории исследований и разработок в области термогидродинамики Министерства образования (Китай). Исследования поддержаны грантом Минобрнауки России. Результаты работы ученых опубликованы в журнале Powder Technology (Q1, IF: 4,6).