Основная цель разработки – пустить в дело трудновоспламеняемые угли с низкой реакционной способностью. Их качество можно улучшить с помощью древесной добавки – в качестве последней был выбран сосновый опил. Однако простое смешение компонентов не слишком эффективно: на начальном этапе опилки быстро выгорают, лишь незначительно повышая выгорание угля. К тому же такая смесь не подходит для применения в обычном энергетическом оборудовании.
Ученые ИТ СО РАН и ИХТТМ СО РАН предложили новый метод подготовки двухкомпонентного топлива. Если раньше образцы угля и опилок по отдельности высушивали и измельчали, и только потом смешивали, то при приготовлении композитного топлива высушенное сырье подвергалось совместному механохимическому измельчению.
Такое топливо обладает повышенной воспламеняемостью, увеличивает степень выгорания используемых топлив и обеспечивает стабильное горение даже для низкореакционных углей. Полученный композит можно использовать на современном топочном оборудовании.
«Основные причины эффективности композита в том, что при совместном механохимическом активировании в мельнице-активаторе происходит формирование общей поверхности частиц угля и опилок, из-за чего на поверхности частиц возникают парамагнитные центры (свободные радикалы), которые ускоряют реакции воспламенения», – пояснил суть предложенной методики сотрудник ИТ СО РАН Артем Кузнецов изданию «Наука в Сибири».
Кроме того, по словам ученого, в композитах происходит тесный контакт между компонентами: частицы угля прилипают к более крупным частицам опилок, что обеспечивает лучшую передачу тепла и приводит к совмещению стадий горения. В случае газификации композит обеспечивает равномерное выделение синтез-газа (смесь водорода и угарного газа).
Композит предназначен в первую очередь для сжигания в угольных энергоустановках по технологии совместного сжигания угля и биомассы. На тепловых электростанциях (ТЭС) и в городских котельных, а также в установках для частного сектора существуют угольные котлы, где уже используется пылеугольное топливо. Добавление 5—10 % биомассы к угольному топливу обычно не требует серьезной модификации энергетического оборудования, что делает этот метод экологически и экономически привлекательным для промышленных предприятий. Также композит может применяться в газогенераторах для переработки отходов в синтез-газ.
Сейчас разработка находится на стадии экспериментальной апробации и полупромышленных испытаний. Технология близка к пилотному внедрению, но еще требует масштабирования на реальных котлах.
