Forskare utvecklar en ny teknik för energiproduktion från bituminöst kol

Käk för kris och krig – livsmedelsberedskap för en ny tid (Maj 2019).

Anonim

Bituminöst kol omfattar över 90 procent av organiska bränslen i jordens litosfär. Brinnande kol och andra fossila bränslen driver elproduktion (som huvudsakligen händer vid HPP). De befintliga produktionsmetoderna är emellertid inte effektiva, dåliga för miljön och extremt resurskrävande (dvs. producerar mycket avfall). Kolproduktion och bränning resulterar i mark- och luftföroreningar och påverkar flora och fauna negativt.

Om fossila bränslen direkt omvandlas till elenergi skulle detta förenkla och samtidigt förbättra elkraftverkens struktur. Sådan direkt omvandling är möjlig med användning av elektrokemiska generatorer som drivs med naturgas eller blandningar med liknande sammansättning.

Vetenskapsteamet föreslog ett ovanligt system för produktion av syngas (en blandning av väte och kolmonoxid som används som ersättning för naturliga bränslen) från bituminöst kol och analyserade effektiviteten av dess användning i en elektrokemisk generator. Det visade sig att den nya utvecklingen kan användas istället för kolförbränning som är miljömässigt ovänlig och icke-produktiv och gör processen grönare och avfallslös. Alla produkter som genereras av den nya enheten kan antingen vara flytande och begravda eller användas vid tillverkning av industriella viktiga ämnen, såsom etanol, etylen eller andra kolväten.

"Vår uppgift var att ersätta en unik produkt-naturgas med bituminöst kol, samtidigt som de förbättrade energi- och ekologiska egenskaper hos enheterna jämfört med de befintliga kolkraftverk. Tekniken visade sig vara mycket effektiv vid gemensam generation av el- och värmeenergi, medan enhetens konfiguration är mycket enklare, säger Sergey Schecklein, medförfattare av artikeln.

Syngas genererades i en enhet med ett kokande skikt som utvecklats vid UrFU under ledning av professor Alexey Dubinin. Det ökar reaktionsintensiteten flera gånger, vilket leder till tillverkningen av en renare slutprodukt. Efter rening sätter forskarna produkten i en fastoxidbränslecell med hög temperatur där elektrisk energi genererades som ett resultat av en reaktion mellan väte och syre i luften. Den återstående väte- och kolmonoxiden överfördes till en spillvärmepanna där värmeenergi som erfordras för den tekniska processen och generatorer producerades under en brinnande reaktion. WHB-förbränningsprodukter innehåller ingen cinder eller svavel och därför behövs ingen djuprening.

Arbetet bestod av två steg: en teoretisk och en experimentell. Under det första skedet ansåg forskarna energi, fysikaliska och kemiska processer som ägde rum i det föreslagna enhetssystemet och bestämde sina huvudsakliga energibehov. Det föreslagna tekniska systemet tillhandahöll samma bränsleeffektivitetskarakteristika som spetslösningar med bränslebrist som olja och gas.

Under försöksfasen av arbetet fick forskare syngas från kolbränsle. Det är ett ganska energiintensivt och lätt transportabelt material. Författarna studerade gasens sammansättning i ett brett spektrum av regimer och bestämde området för maximal kokpunktsstabilitet och effektiv gasgenerering.

Forskning på detta område genomförs över hela världen med USA, Kina och Tyskland bland ledarna. Ändå är den ryska lösningen unik. Just nu förhandlar laget utvecklingen av demoenheter med branschpartners. Nästa steg kommer att vara skalans av enheten och lanseringen av sin massproduktion.

"De erhållna resultaten kan lägga grunden för den nya energisektorn i det 21: a århundradet", avslutade forskaren.

menu
menu