В России разработали технологию сжигания угля лазером
Ученые из Федерального исследовательского центра (ФИЦ) угля и углехимии СО РАН исследовали зажигание частиц углей десяти разных марок лазерными импульсами и установили значения энергетических порогов для этого процесса. Полученные результаты в перспективе помогут разработать систему безмазутного розжига топлива на ТЭЦ, благодаря которой можно будет снижать вредные выбросы в атмосферу, сообщили в пресс-службе Водородного центра компетенций НТИ.
На традиционных ТЭЦ для нагрева пылеугольных котлов используют мазут - это дорогостоящая технология, которая увеличивает вредные выбросы. Полученные учеными данные в перспективе помогут снизить вред от традиционной генерации. Кроме того, установленные энергетические пороги зажигания частиц углей в условиях быстрого теплового нагрева можно использовать при оценке пожаро- и взрывоопасности теплоэнергетических объектов и угольных шахт.
"Мы полагали, что во время воздействия лазерного импульса образующиеся пламя и продукты термического разложения экранируют поверхность образца, и этот эффект был зарегистрирован. Также нам удалось определить долю поглощенной энергии импульса лазера пламенем. Зная эту долю, мы установили истинные значения энергетических порогов, необходимых для зажигания частиц углей различных марок. Еще мы экспериментально показали, как происходит первичное зажигание микровыступов на поверхности частиц углей. По результатам работы мы с коллегами создали модель, которая описывает химические процессы, протекающие на каждом этапе зажигания", - приводит пресс-служба слова одного из авторов исследования, научного сотрудника ФИЦ угля и углехимии СО РАН Ярослава Крафта.
В настоящий момент ученые разработали прототип котла на кипящем слое угля, на который направляется лазер, благодаря чему разгорается пламя без использования дополнительных соединений. Специалисты исследовали 10 марок углей, практически полно соответствующих генетическому ряду - от бурого до антрацита. Этот ряд обозначает их разновидности, отражая степень изменения состава и свойств, которые достигаются при углеобразовании. Использование широкого набора образцов позволяет получить более полное представление о поведении угольного вещества под внешними воздействиями.
В частности, ученые изучали энергетические марки, которые используют на ТЭЦ. У них было две задачи - исследовать начальные этапы зажигания частиц углей и установить энергетические пороги их зажигания. На образцы направляли одиночный импульс лазера и регистрировали интенсивность излучения пламен в зависимости от времени. По характеру зарегистрированных зависимостей интенсивности излучения пламени частиц углей от времени выделили три этапа зажигания с характерными энергетическими порогами и характерными временными интервалами горения.