Wetenschappers van de Tomsk Polytechnic University ontwikkelen een technologie voor het verkrijgen van vloeibare brandstof uit steenkoolafval voor thermische krachtcentrales (TPS's). Deze brandstof is 10 keer milieuvriendelijker en lost twee problemen tegelijk op:het verminderen van de hoeveelheid antropogene emissies van TPS'en en het efficiënt afvoeren van afval van de verwerking en verrijking van kolen. Het onderzoeksteam van de afdeling Automatisering van thermische energieprocessen onder leiding van professor Pavel Strizhak deelt zijn resultaten.

Zoals Pavel Strizhak opmerkt, thermische centrales wekken tot 40 tot 45 procent van de elektriciteit in de wereld op; ze zijn ook de bronnen van vijf verontreinigingen die verantwoordelijk zijn voor 90 tot 95 procent van alle atmosferische emissies, zoals sinteldeeltjes, zwaveloxiden, stikstof en koolstofoxiden, evenals waterdamp. Werkende TPS's geven kooldioxide (CO2) af, die wetenschappers beschouwen als de belangrijkste oorzaak van het broeikaseffect. Deeltjes van vluchtige sintel die in de atmosfeer terechtkomen, kunnen ook andere verbindingen bevatten, vooral, zware metalen. Gasvormige producten van de verbranding van organische brandstoffen kunnen ook giftige en kankerverwekkende micro-elementen bevatten, kankerverwekkende koolwaterstoffen en andere schadelijke stoffen.

'Mensen denken dat het gevaarlijkst de uitstoot van zwavel- en stikstofoxiden is die, wanneer samengevoegd met atmosferisch vocht, oxideren, waardoor zwakke oplossingen van zwavel- en salpeterzuur worden gevormd. Zij zijn de belangrijkste oorzaken van zure regen.

De toename van de concentratie van stikstofoxiden draagt ​​bij aan de vernietiging van de ozonlaag, die onze planeet beschermt tegen ultraviolette straling, ' zegt Pavel Strizhak.

Om de antropogene effecten op het milieu en de hoeveelheid verontreinigende stoffen die in de atmosfeer wordt uitgestoten, te verminderen, TPU-wetenschappers suggereren de productie van koolstofwaterslurry die petrochemische (CWSP) brandstofsamenstellingen bevat uit afval dat wordt geproduceerd door kolenwinning of olieraffinage.

'Het zijn vloeibare brandstofsamenstellingen, 80 procent daarvan zijn steenkoolverwerkingsproducten. We gebruiken vier groepen stoffen als hoofdbestanddelen:vaste brandbare bestanddelen uit laagwaardige kolen en steenkoolverwerkingsafval, vloeibare brandbare componenten, en water en weekmakers (stabilisatoren). De resulterende brandstof vertegenwoordigt een stroperige massa die zal worden verbrand in keteleenheden, ' zegt Pavel Strizhak.

Elk van de vier componenten kan niet worden gebruikt als brandstof in de energiesector, maar samen, ze vormen een brandstof die vergelijkbaar is met traditionele steenkool met een verminderde economische en milieu-impact.

De resultaten van het onderzoek zijn gepubliceerd in de Tijdschrift voor gevaarlijke stoffen .

De studie vergelijkt het effect van de verbranding van steenkool en koolstofwaterslurry die petrochemische brandstoffen (CWSP) bevat op basis van afval van steenkoolverwerking (filterkoeken), die wijdverbreid zijn in de wereldenergie-industrie.

'We hebben deze twee brandstoffen verbrand bij temperaturen van 500 tot 1000 C. Voor het eerst er is aangetoond dat de concentratie van zwavel en stikstofoxide aanzienlijk lager is bij het verbranden van CWSP in vergelijking met traditionele kolen, ' zegt Pavel Strizhak.

Het uitgangsvermogen (ontstekingsvertraging, minimale drempel ontstekingstemperatuur, maximale verbrandingstemperatuur) van CWSP's en steenkool was zeer vergelijkbaar.

'De resultaten hebben grote kansen opgeleverd voor het brede gebruik van CWSP-suspensies als goedkoop, energiezuinige en milieuvriendelijke brandstof in vergelijking met traditionele kolen. Gebruik van vloeibare brandstoffen op basis van steenkoolverwerkingsproducten, fabrikanten zullen in staat zijn om het volume van mijnbouw en ontwikkeling van nieuwe deposito's te verminderen. Dit, beurtelings, zal hulpbronnen besparen en de schade aan het milieu verminderen, ' zegt Pavel Strizhak.

De ontwikkeling stelt steenkoolproducenten in staat om afval van steenkoolwinning te verwerken en direct ter plaatse te verbranden om stroom op te wekken die de kosten voor inzameling en transport van gevaarlijk afval zal verlagen. De technologie is al getest bij een kolenproductiebedrijf in de regio Kemerovo.