Dodanie soli miedzi do węgla może zwiększyć efektywność spalania

Rosyjscy naukowcy opublikowali wyniki badań, we wnioskach których proponują dodawanie soli miedzi do produktów węglowych w celu zmodyfikowania wydajności spalania paliwa. Zdaniem badaczy dodatek soli miedzi zmniejsza zawartość niespalonego węgla w pozostałościach popiołu oraz zawartość tlenku węgla w gazowych produktach spalania nawet o 40%.

Pomimo globalnych wysiłków na rzecz zmniejszenia zużycia węgla jest on nadal głównym źródłem paliwa do produkcji energii, w 2020 r. odpowiadał bowiem za ponad jedną trzecią światowej energii elektrycznej.

Rosyjscy naukowcy twierdzą, że jest za wcześnie, aby zrezygnować z węgla. - Na przykład Chiny polegają na węglu jako głównym źródle energii przez większą część XXI wieku pomimo wszystkich „zielonych” trendów. W Rosji węgiel stanowi nieco poniżej 20% bilansu energetycznego kraju. Nawet w Wielkiej Brytanii, kraju, który konsekwentnie realizuje politykę dekarbonizacji, zapotrzebowanie na węgiel przez wytwórców energii elektrycznej w trzecim kwartale 2020 r. wyniosło ponad 200 tysięcy ton - stwierdził w oświadczeniu medialnym Alexander Gromov, autor badania.

W opinii Gromova, biorąc pod uwagę ten kontekst, jest bardzo prawdopodobne, że poszukiwania dodatków katalitycznych poprawiających wydajność spalania węgla będą kontynuowane. - Dla nas poszukiwania zakończyły się sukcesem: udowodniono, że zastosowanie dodatków proponowanych przez nasz zespół znacznie poprawia wydajność spalania węgla, zwłaszcza w przypadku węgli wysokopopiołowych - powiedział.

Zaproponowana przez Gromova i jego zespół metoda aktywacji spalania węgla solami miedzi polega na intensyfikacji procesu spalania oraz obniżeniu temperatury. Zastosowanie dodatków na bazie soli sprawia, że spalanie jest łatwiejsze do opanowania. W swoich eksperymentach naukowcy wykorzystali sole miedzi jako dodatki aktywujące, poprawiające reaktywność wysokopopiołowych paliw węglowych, takich jak antracyt czy półkoks.

Paliwa wysokopopiołowe charakteryzują się wysokimi minimalnymi temperaturami zapłonu i spalania oraz niską intensywnością spalania. Wprowadzenie soli miedzi wpłynęło na poprawę reaktywności i wyższą szybkość spalania próbek paliwa. Ponadto zawartość niespalonego węgla w pozostałościach popiołu próbek modyfikowanych była znacznie niższa niż w próbkach referencyjnych.

Wprowadzenie azotanów, octanów i siarczanów miedzi do próbek paliw odbyło się metodą pierwszej wilgotności. Następnie przeprowadzono doświadczenia z zapłonem i spalaniem w komorze spalania w temperaturze od 500°C do 700°C. Mechanizm aktywacji spalania polega na intensyfikacji wytwarzania produktów spalania w fazie gazowej na wczesnym etapie uwalniania substancji lotnych i powstawaniu mikro-eksplozji, aby zapobiec tworzeniu się warstw żużla, które w przeciwnym razie blokowałyby tlen z paliwa.

Naukowcy są przekonani, że stosowanie dodatków na bazie soli podczas spalania węgla może poprawić efektywność paliwową w produkcji energii, zminimalizować zużycie energii do podgrzewania urządzeń wytwarzających energię oraz zmniejszyć emisję dwutlenku węgla z elektrowni węglowych.

[www.mining.com]