Ученые повысили эффективность топлива из низкосортного угля до 10%

«Ученые Томского политехнического университета (ТПУ) в составе международной научной группы предложили способ увеличения 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 получили эмпирические формулы, которые могут предсказывать процесс термического разложения топлива с погрешностью не более 30%», — сказано в сообщении.

Отмечается, что доля низкосортных углей в мировых запасах достигает 40–45%, однако их использование ограничено из-за невысокой теплотворной способности. Одним из решений является пиролиз — процесс нагрева без доступа воздуха, при котором уголь распадается на более ценные продукты. При этом особенности поведения сложных смесей, включая комбинации угля с отходами деревообработки, до сих пор изучены недостаточно.

Как показал анализ, наилучшие результаты демонстрирует смесь, состоящая из 50% бурого угля, 40% воды и 10% отработанного моторного масла — ее эффективность превышает показатели чистого угля на 10%. Вариант с 90% угля и 10% опилок обеспечивает прирост на уровне 4%. Также ученые зафиксировали, что крупные частицы угля легче вступают в реакцию, чем мелкие, что объясняется более эффективной теплопередачей между ними.

Результаты экспериментов подтвердили, что добавление опилок и отработанного масла значительно ускоряет процесс разложения угольной смеси и позволяет снизить температуру начала пиролиза до 26% относительно чистого угля. Кроме того, на стадии испарения влаги компоненты смеси усиливают взаимное влияние почти на 30%, а суммарно скорость термического разложения увеличивается на 7%.

В работе приняли участие специалисты лаборатории тепломассопереноса ТПУ, Института теплофизики им. С. С. Кутателадзе СО РАН, а также Ведущей лаборатории по термогидродинамике Министерства образования Китая. Исследование выполнено при поддержке гранта Минобрнауки России и опубликовано в журнале Powder Technology (Q1, IF: 4,6).