Российские учёные опубликовали исследование, в котором предлагают добавлять соли меди в уголь для изменения эффективности сгорания топлива.
По данным исследователей, добавление солей меди снижает содержание не сгоревшего углерода в зольном остатке в 3,1 раза, а содержание СО в газообразных продуктах сгорания - на 40%.
Несмотря на глобальные усилия по сокращению потребления угля, он по-прежнему является основным источником топлива для производства электроэнергии, на долю которого в 2020 году приходилось более трети всей генерируемой в мире электроэнергии.
Слишком рано отказываться от угля.
Китай, например, полагается на уголь в качестве основного источника энергии на протяжении большей части 21-го века, несмотря на все "зеленые" тенденции.
"В России уголь составляет чуть менее 20% энергетического баланса страны. Даже в Великобритании, стране, которая последовательно проводит свою политику декарбонизации, спрос на уголь со стороны электрогенерируюших компаний, в третьем квартале 2020 года, был зарегистрирован на уровне более 200 тысяч тонн”, - говорится в заявлении старшего автора исследования Александра Громова.
По мнению Громова, в этом контексте весьма вероятно, что поиск каталитических добавок для повышения эффективности сжигания угля будет продолжен.
Для нас поиск был достаточно успешным: доказано, что использование добавок, предложенных нашей командой, значительно повышает эффективность сжигания угля, особенно с высокозольными углями
Предложенный Громовым и его сотрудниками метод активации горения угля солями металлов основан на интенсификации процесса горения, при одновременном снижении температуры горения. Использование присадок на основе соли делает процесс более управляемым.
В своих экспериментах ученые использовали соли меди в качестве активирующих добавок для повышения реакционной способности высокозольного угольного топлива - такого как антрацит, например.
Такие сорта топлива характеризуются высокими минимальными температурами воспламенения и горения, а также его низкой интенсивностью. Введение солей меди привело к повышению реакционной способности и увеличению скорости горения образцов топлива. Кроме того, содержание несгоревшего углерода в зольном остатке модифицированных образцов было значительно ниже, чем в контрольных образцах.
После обработки угля с использованием нитратов меди, ацетатов и сульфатов, были проведены эксперименты по воспламенению и горению в специальной камере при температуре от 500C до 700C.
Механизм активации горения основан на интенсификации производства газофазных продуктов сгорания на ранней стадии выделения летучих веществ и генерации микровзрывов для предотвращения образования шлаковых слоев, которые в противном случае блокировали бы кислород внутри топлива.
Исследователи полагают, что использование добавок на основе соли при сжигании угля может помочь повысить топливную эффективность при производстве энергии, снизить потребление электроэнергии для предварительного нагрева энергетического оборудования и, что ещё важнее, снизить выбросы углекислого газа от угольных электростанций.