Об этом сообщили ТАСС в пресс-службе вуза. Угольный шлам является отходами угольнодобывающей промышленности. Его утилизация, а также сжигание низкосортного угля — одна из актуальных задач энергетики. Однако этот процесс осложнен физико-экологическими особенностями сырья: угольный шлам имеет большую задержку воспламенения, низкую температуру в зоне горения и степень сгорания, а также обладает высоким уровнем антропогенных выбросов.
«Одним из перспективных направлений применения газовых гидратов является их использование в качестве источника тепловой энергии, а также для инициирования горения низкосортных шламов при их утилизации. Это, с одной стороны, помогло бы эффективно утилизировать промышленные отходы, а с другой — использовать топливо с улучшенными экологическими показателями», — приводятся в сообщении слова одного из авторов исследования, доцента Исследовательской школы физики высокоэнергетических процессов ТПУ Никиты Шлегеля.
Для проверки предложенного способа утилизации отходов ученые разработали модельный котельный агрегат с форсуночным устройством для подачи сырья в камеру сгорания. В нем политехники провели более 50 экспериментов. Результаты показали, что газовый гидрат усиливает воспламенение низкосортного топлива и увеличивает степень его сгорания. При этом выделяющийся с поверхности газового гидрата водяной пар снижает антропогенные выбросы. Эксперименты показали, что при сжигании такого композиционного топлива выбросы оксида серы сокращаются в два раза, монооксида углерода — на 28%, оксида азота — на 43%, а углекислого газа — на 21%.
«Разработанная нами технология композиционного топлива из угольного шлама и газовых гидратов в перспективе может использоваться в удаленных поселениях для обогрева помещений. Для примера мы посчитали расход топлива, необходимый для отопления коттеджного поселка с помощью нашей системы с котельной мощностью в 1 МВт. Так, расход гидратного газа составит около 18 куб. м в час, а расход угольного шлама — примерно 84 куб. м в час. Для сравнения: для отопления обычным углем потребуется от 115 куб. м угля в час. Наша технология экономически и экологически более выгодная. Для полноценного функционирования такой котельной необходим только мобильный реактор гидратообразования», — отмечает Шлегель.
В проекте приняли участие ученые ТПУ и Института теплофизики имени С.С. Кутателадзе СО РАН. Исследования поддержаны грантом Минобрнауки России. Результаты работы ученых опубликованы в журнале Fuel (Q1, IF: 6,7).
