Энергоустановку полного цикла по созданию и применению композиционных топлив в условиях, близких к существующим при производстве тепловой энергии, разработали и запустили специалисты из лаборатории тепломассопереноса Томского политехнического университета (ТПУ), 10 января сообщает пресс-служба вуза.

На установке, позволяющей контролировать и управлять технологическими параметрами горения, ученые моделируют процесс сжигания твердых и жидких топлив в топках котельных агрегатов в условиях, близких к реальным на объектах теплоэнергетики. Целью таких полупромышленных исследований является создание композиционных топлив на основе низкосортного сырья и коммунальных отходов.

Полностью автоматизированная система установки включает весы, дробилку, шнек, шаровую мельницу мокрого помола, несколько насосов и водогрейный котел с муфельным предтопком, а также емкости для компонентов и готового топлива.

Как рассказал профессор Исследовательской школы физики высокоэнергетических процессов ТПУ Дмитрий Глушков, установка позволяет вести непрерывную регистрацию и управление в широких диапазонах значимых параметров за счет изменения характеристик протекающих процессов.

Это достигается с помощью варьирования компонентного состава топлива, изменения температурного режима его сжигания, а также коэффициента избытка воздуха в топке, времени нахождения частиц или капель топлива в камере сгорания и концентрации антропогенных выбросов в дымовых газах.

В энергоустановке, созданной в ТПУ, происходит последовательный процесс приготовления, воспламенения и сжигания композиционного топлива для получения тепловой энергии.

Сначала твердое топливное сырье взвешивается на весах, входящих в установку, и измельчается до размера не более одного сантиметра в дробилке. Далее измельченное топливное сырье загружается при помощи шнека в шаровую мельницу мокрого помола, смешивается с водой и жидкими горючими компонентами и измельчается в пыль.

После этого полученная суспензия насосом подается в смешивающую емкость, куда добавляются жидкие горючие отходы (отработанное масло, сточные воды и пр.). В этой емкости для получения стабильной топливной смеси производится перемешивание содержимого лопастной мешалкой и выполняется его рециркуляция насосом-гомогенизатором.

На последнем этапе готовая топливная суспензия дозировочным насосом подается к форсунке муфельного предтопка, которая вбрасывает ее в топку котла для сжигания.

С помощью этой установки можно производить около 25 кг композиционного топлива в час, при этом его стоимость составит 2,5 рубля за килограмм, а получаемого объема топлива хватит на отопление помещения площадью около 500 кв. м. Так как установка может работать круглосуточно в течение всего года, то при мощности 63 кВт она способна за год выработать около 470 гигакалорий тепловой энергии.

«Использование нашей установки на реальных объектах и ее серийный выпуск позволит использовать местные сырьевые источники, включая низкосортные топлива, отходы угледобычи и углеобогащения, различные виды отработанных масел, отходы нефтепереработки, биомассу. Это, в свою очередь, снизит загрязнение окружающей среды при сокращении объемов складирования различного вида отходов, а также уменьшит антропогенные выбросы в атмосферу с дымовыми газами за счет организации процесса горения в полувосстановительной среде», — добавил Дмитрий Глушков.

Он отметил, что по сравнению с аналогами установка ученых ТПУ дает возможность утилизировать широкий спектр отходов в одном технологическом процессе.

Комплекс в настоящее время находится на этапе пуско-наладочных работ. После их завершения на установке будет проводиться оптимизация технологии и состава композиционных топлив из промышленных и коммунальных отходов для повышения экологической и экономической эффективности процесса выработки энергии.