Учёные значительно повысили эффективность сжигания угля

Российские учёные из НИТУ МИСИС, Томского политехнического университета (ТПУ) и Института катализа им. Г. К. Борескова предложили новый подход к модификации процесса горения угля. Они установили, что добавление солей меди снижает содержание несгоревшего углерода в зольном остатке в 3,1 раза, а содержание CO в газообразных продуктах горения — на 40%. Исследование опубликовано в журнале Fuel Processing Technology.

Несмотря на политику декарбонизации, уголь, по прогнозам, ещё долгие годы будет занимать ведущие позиции в мировой энергетике. Его широкое использование ограничивают такие проблемы, как неполное сгорание топлива и образование токсичных газов. Поэтому разработка технологий для более эффективного и экологичного сжигания угля остаётся приоритетной задачей. Одно из возможных решений — применение каталитически активных добавок, например, оксидов металлов или их предшественников (солей).

«Отказываться от угля ещё рано... Поиск каталитических добавок для повышения эффективности сжигания угля будет продолжаться. Для нас этот поиск оказался вполне успешным», — отметил руководитель проекта от НИТУ МИСИС Александр Громов.

Метод активации горения угля солями металлов основан на интенсификации процесса и снижении температуры горения. В экспериментах учёные использовали соли меди для повышения реакционной способности высокозольных видов топлива — антрацита и полукокса. Добавка привела к улучшению воспламеняемости и скорости выгорания. Механизм активации включает усиленное выделение летучих веществ на ранней стадии и возникновение микро-взрывов, препятствующих образованию шлаковых корок.

Использование солей, в отличие от оксидов, не требует обеспечения динамического контакта с топливом, что упрощает потенциальное применение метода в энергетике. Исследователи полагают, что такие добавки помогут повысить топливную эффективность, снизить энергозатраты на разогрев оборудования и уменьшить углеродные выбросы угольных электростанций.