Что такое “искусственное топливо”?

То, что смесь угля с водой может служить полноценным топливом для двигателя внутреннего сгорания и для газотурбинных двигателей, кажется совершенно нереальным. Более того, теплоэнергетики вообще не любят воду, считают ее балластом, мешающим всему. Однако мы часто бываем свидетелями того, как современные научные достижения меняют устойчивые стереотипы. И оказывается, что при определенных условиях смесь воды и угля становится превосходным жидким топливом.

Если говорить точно, в водо-угольной суспензии нет ни угля, ни воды, она не является простой смесью. Для приготовления водо-угольного топлива угольная масса подвергается тончайшему измельчению - средний размер поверхности частицы меньше одного микрона. Эта особенность и является одним из важнейших моментов в получении топлива. Вода также в этой смеси теряет свои обычные свойства. Поверхностное натяжение водяных капелек при распылении в измельченной угольной массе проявляется столь сильно, что в полученной дисперсно-коллоидной смеси разделить твердые частички и водные элементы невозможно. При распылении полученной водо-угольной суспензии получаются достаточно крупные капли (около 200 микрон), и в одной такой двухсотмикронной капельке содержится более миллиона твердых частичек угля, что подтверждено исследованиями.

Таким образом, эти капельки представляют собой практически однородную структуру, более того, в каждой из них содержатся все компоненты твердой структуры. И когда такая капелька попадает в высокотемпературную среду, начинается поверхностное испарение воды, точнее, условной воды, сопровождающееся увеличением объема этих капелек. Пар препятствует не только проникновению кислорода к поверхности частиц, но и тепла, и каждая капля испаряется невероятно медленно. Практически сразу после испарения поверхностного слоя частицы воспламеняются. При правильной организации процесса, при распылении топлива форсункой его горение начинается прямо на срезе форсунки, в то время как традиционное топливо (бензин, керосин и т. д.) должно сначала пройти фазу испарения и уже потом при взаимодействии с кислородом воспламениться, хотя, конечно это испарение происходит очень быстро.

В этом топливе угольные частички активируются водяным паром. Вследствие этой активации температура воспламенения топлива падает в два раза. Приведем цифры. Если у антрацита температура воспламенения около тысячи градусов, то у водо-угольной суспензии из антрацита - только пятьсот.

В результате горения нового вида топлива не отмечается химической неполноты горения - сгорание полное, очень быстрое и компактное. При этом камера сгорания для нового искусственного топлива намного меньше, чем камера сгорания для сжигания угольной пыли. Дело в том, что, когда капельки топлива попадают в высокотемпературную среду и нагреваются, оказывается, что точка с самым низким энергетическим потенциалом находится в центре капли, и именно там образуется первым пузырек пара, а дальше этот пузырек растет и твердые частички капли отталкивает к периферии. А когда все выгорает, получается полый внутри агломерат. Спекшиеся зольные частицы достаточно крупные - 100-200 микрон, во всяком случае они не бывают меньше 30 микрон. Их можно улавливать обычными сепараторами.

В настоящее время на основе этих разработок создано топливо "Эковут", свойства которого можно менять в соответствии с требованиями потребителя. При этом отпадает необходимость в реконструировании котлов и печей. Заказчик сам может определять параметры топлива, причем топлива экологически чистого как при его использовании (сжигании), так и при его производстве. На сегодня уже разработано искусственное топливо не только для котлов, но и для дизельных и газотурбинных двигателей, причем его можно производить из самых различных видов местных углей.

Использование водо-угольного топлива во многих случаях гораздо выгоднее, даже чем использование мазута. Сейчас угольное топливо стоит раза в три дешевле мазута. Оно только на 10-20% дороже самого угля. Кроме того, его производство организовать не очень сложно, потому что отсутствуют химические и термические процессы (только механические) и используется не специальное, а серийное оборудование.

Поиск по сайту: