Сотрудники Института теплофизики и Института химии твердого тела и механохимии СО РАН представили композитное порошковое топливо, полученное из низкореакционных углей и отходов деревообрабатывающих производств. Ключевой проблемой является низкая эффективность использования трудновоспламеняемых углей, таких как антрацит. Простое механическое смешение угля с древесными опилками, которое практиковалось ранее, не давало значительного эффекта, так как опилки сгорали слишком быстро, не обеспечивая стабильного и полного выгорания основного топлива.
Сибирские ученые предложили иной подход — совместную механоактивационную обработку компонентов. В отличие от традиционного метода, когда уголь и опилки сушат и измельчают по отдельности, новая технология предполагает их совместное измельчение в мельнице-активаторе. Этот процесс приводит к формированию общей поверхности частиц, в результате чего возникают парамагнитные центры, ускоряющие реакции воспламенения. Частицы угля прилипают к более крупным частицам опилок, что обеспечивает интенсивный теплообмен и совмещение стадий выделения летучих веществ из биомассы и окисления угля.
Как пояснил младший научный сотрудник ИТ СО РАН Артем Валериевич Кузнецов, именно совместная механическая активация, а не простое смешивание, является ключевым фактором успеха. Она приводит к образованию реакционноспособных структур, которые демонстрируют синергетический эффект. Эксперименты подтвердили, что время задержки воспламенения у композитного топлива снижается на 20−30% по сравнению с обычной смесью, а процесс горения становится более стабильным и полным, с более высокой температурой в факеле. Это особенно важно для низкореакционных углей, которые теперь можно эффективно использовать в энергетике.
Композитное топливо предназначено для сжигания в существующих угольных энергоустановках, включая тепловые электростанции и городские котельные. Добавление 5−10% биомассы к угольному топливу, как правило, не требует серьезной модификации оборудования, делая метод внедрения быстрым и экономически выгодным. Помимо этого, технология позволяет эффективно утилизировать различные отходы, не только деревообрабатывающие, но и нефтепереработки, а также целлюлозно-бумажного производства.
Ранее Наука Mail рассказывала, что в России создадут первый Центр инженерных разработок по углехимии.
