Ученые Томского политеха разработали топливные пеллеты с улучшенными физико-механическими свойствами, которые позволяют сократить выбросы в атмосферу углекислого газа до 20%, сообщает пресс-служба вуза.
Исследование вели в лаборатории тепломассопереноса ТПУ. Для приготовления топливных пеллет и брикетов ученые использовали различные виды сырья. В качестве основного компонента применялись сосновые опилки, типичные отходы лесопромышленного производства. В качестве добавок использовались индустриальные отходы, низкосортные топлива, а также смесь из угольного шлама, торфа, соломы и рисовой шелухи. Кроме того, в пеллетах применялись твердые бытовые отходы (картон, пластик и их смеси).
Эксперименты показали, что добавление отходов различных типов могут значительно повлиять на характеристики горения топлива, включая времена задержки зажигания, продолжительность горения, максимальные температуры, а также состав дымовых газов.
Исследования проводились на специальном стенде, оснащенном термогравиметрическим анализатором, высокоскоростной видеокамерой, газоанализатором. Ученые регистрировали время задержки газофазного и гетерогенного зажигания, продолжительность горения. Для определения количественного и качественного анализа состава дымовых газов применялся специализированный газоанализатор.
Результаты экспериментов показали, что использование соломы, благодаря высокому содержанию в ней летучих веществ и пористой структуре, позволяет сократить время задержки газофазного зажигания до 32% и снизить продолжительность горения на 15%. А добавление картона в состав пеллет привело к сокращению времени горения на 20%.
— Все эксперименты проводились при температуре 700-900 °C, этот диапазон охватывает все стадии зажигания и горения топлив. В ходе исследования мы обнаружили интересные закономерности. Например, температура горения значительно зависит от состава пеллет. В образцах с добавлением торфа и угольного шлама температура термического разложения увеличивалась на 34%. Это связано с необходимостью более высоких температур для разложения минеральных компонентов этих материалов. В целом, было установлено, что повышение температуры в выбранном нами диапазоне сокращает время задержки зажигания до четырех раз и снижает продолжительность горения до 31%, — отмечает один из авторов исследования, доцент Исследовательской школы физики высокоэнергетических процессов ТПУ Галина Няшина.
По словам ученых, использование сельскохозяйственных и угольных отходов в пеллетах может снизить выбросы CO₂ на 20%, а добавление картона и других бумажных отходов — концентрацию оксидов азота (NOx) на 22–78%.
Помимо экологических характеристик, политехники также изучали физико-механические свойства новых пеллет (плотность, ударопрочность и влагостойкость). Результаты испытаний показали, что добавки в составе пеллет повышают их устойчивость к воздействию влаги до 46% и улучшают прочность.
Подписывайтесь на наш телеграм-канал «Томский Обзор».
