Ученые из Томска проанализировали то, как форма опилок влияет на скорость их сгорания и сделали их более привлекательными для использования в качестве замены для угля и других видов ископаемого топлива. Результаты их экспериментов были опубликованы в журнале Fuel.

"Использование древесной биомассы решит сразу несколько проблем теплоэнергетики. Кроме снижения концентраций опасных оксидов серы и азота, выделяющихся при горении угля, срок службы оборудования и его надежность повысятся. Это связано со снижением загрязнения поверхностей топки при сжигании древесины", – поясняет Семен Сыродой из Томского политехнического университета.

За последние годы ученые и инженеры создали несколько технологий производства биотоплива, некоторые из которых сегодня применяются на практике. Как правило, сырьем для их производства служат соя, рапс и многие другие быстрорастущие злаки, чья биомасса ферментируется при помощи химикатов или бактерий и трансформируется в этанол и другие виды спиртов.

Некоторые экологи, просчитав все выбросы СО2 и других парниковых газов, произведенных во время выращивания биотоплива, сегодня считают переход на такие виды топлива малоцелесообразным.

Это связано с тем, что климатический ущерб от вырубки лесов под плантации культур, из которых готовят биодизель или спирты, часто превышает пользу от частичного отказа от ископаемых видов топлива. Другие ученые, наоборот, не обнаружили таких проблем и признали биотопливо "нейтральным" с климатической точки зрения.

По этой причине ученые сегодня активно пытаются найти "альтернативные" источники биотоплива, которые будут производиться не ради замены нефти, газа и угля, а в качестве побочного продукта при работе деревообрабатывающих или иных промышленных предприятий.

Как передает пресс-служба Российского научного фонда, ученые из Томского политехнического университета предлагают использовать для этих целей древесные опилки особой формы, сгорающие максимально быстро при попадании в печь ТЭС или ТЭЦ.

Их идея основывается на простой закономерности - скорость горения любого материала, в том числе угля и древесины, зависит от того, как много его молекул может контактировать с кислородом в любой момент времени. Соответственно, чем больше площадь поверхности, число и объем пор в угле или древесине, или же однороднее смесь из газа и воздуха, тем лучше и быстрее они сгорят.

По этой причине топливо или перемалывают на мельчайшие частицы у, или же распыляют его и перемешивают с воздухом, выпуская в таком виде в топку для повышения КПД электростанций или систем обогрева помещений. С древесиной или опилками это сделать заметно сложнее, так как их измельчение и дробление требует серьезных трат энергии.

Сыродой и его коллеги выяснили, как подобные проблемы можно преодолеть, проведя серию экспериментов на небольших кусочках древесины разной формы, а также создав "трехмерную" математическую модель, описывающую процесс ее горения.

Идея провести подобные расчеты появилась у них после того, как ученые заметили, что в процессе измельчения на поверхности древесных частиц образуются мелкие трещины и каналы. Эти структуры, как предположили исследователи, могут значительно увеличить площадь поверхности и ускорить горение.

Они проверили эту идею, выточив канавки разной толщины и глубины на поверхности древесных кубиков и проследив за их горением при помощи высокоскоростной видеокамеры. Эти опыты подтвердили их подозрения и показали, что опилки, на чьей поверхности присутствовало четыре канавки особой формы, сгорали быстрее остальных.

Используя эти данные, российские ученые создали математическую модель, которая позволяет просчитать скорость горения и его оптимальные параметры для опилок произвольной формы и размеров. Как надеются исследователи, эти формулы помогут древесному биотопливу потеснить уголь на рынке энергоносителей и замедлить рост выбросов парниковых газов, а также вредных соединений серы и прочих токсинов, в атмосферу.

Источники

Российские ученые выяснили, как правильно сжигать опилки
РИА Новости, 10/06/2019
Исследователи выявили, какие опилки лучше всего горят
Индикатор (indicator.ru), 10/06/2019
Российские ученые выяснили, как правильно сжигать опилки
Tomsk.4geo.ru, 10/06/2019
Российские ученые выяснили, как правильно сжигать опилки
Новости@Mail.ru, 10/06/2019
Исследователи выявили, какие опилки лучше всего горят
Новости@Rambler.ru, 10/06/2019
Хорошо горит. Чем ученые хотят заменить ископаемые виды топлива
Поиск (poisknews.ru), 10/06/2019
Российские ученые выяснили, как правильно сжигать опилки
3news.ru, 10/06/2019
Российские ученые выяснили, как правильно сжигать опилки - новости на сегодня 10.06.2019
News2world.net, 10/06/2019
Российские ученые выяснили, как правильно сжигать опилки
IToday.ru, 10/06/2019
Ученые выяснили, какая форма опилок поможет создать дешевое и экологичное топливо
Babybynature.ru, 13/06/2019
Ученые выяснили, какая форма опилок поможет создать дешевое и экологичное топливо
Androha.ru, 11/06/2019
Ученые выяснили, какая форма опилок поможет создать дешевое и экологичное топливо
Народная медицина (medata.org), 11/06/2019
Ученые выяснили, какая форма опилок поможет создать дешевое и экологичное топливо
Новости со всего мира (newsn.ru), 11/06/2019
Ученые выяснили, какая форма опилок поможет создать дешевое и экологичное топливо
24ТОП.kz (24top.kz), 11/06/2019
Ученые выяснили, какая форма опилок поможет создать дешевое и экологичное топливо
Margust (gazeta-margust.ru), 11/06/2019
Российские ученые выяснили, как правильно сжигать опилки
Российский научный фонд (rscf.ru), 11/06/2019
Ученые выяснили, какая форма опилок поможет создать дешевое и экологичное топливо
Газета.Ru, 11/06/2019

Похожие новости

  • 05/02/2019

    Томские ученые разработали новейшие технологии изготовления твердооксидного топлива

    ​Старший научный сотрудник Исследовательской школы физики высокоэнергетических процессов Томского политехнического университета Степан Линник и его команда разработали ионно-плазменные методы формирования тонкопленочных твердооксидных топливных элементов.
    496
  • 04/09/2019

    Цитируемые ученые ТПУ: катализаторы из золота и оболочки для ТВЭЛов

    ​Проект «Цитируемые ученые ТПУ» подводит итоги публикационной активности ученых Томского политехнического университета за летний период. Самый высокоцитируемый соавтор статей ученых ТПУ имеет индекс Хирша 75, а самый высокорейтинговый журнал — импакт-фактор 9,405 (Green Chemistry, Q1).
    347
  • 26/04/2019

    Цитируемые ученые ТПУ: титановые покрытия для сердечно-сосудистых стентов и керамические материалы с уникальными свойствами

    ​Проект «Цитируемые ученые ТПУ» подводит итоги публикационной активности ученых Томского политехнического университета за март. Самый высокоцитируемый соавтор статей ученых ТПУ имеет индекс Хирша 57, а самый высокорейтинговый журнал — импакт-фактор 5,08.
    351
  • 10/12/2018

    Ученые ТПУ сделают выгодными отходы от производства биотоплива

    Ученые Томского политехнического университета (ТПУ) испытывают технологию для переработки отходов, образующихся после производства биотоплива; благодаря разработанным в политехе серебряным и золотым катализаторам из отходов можно будет получать вещества, которые в десятки раз дороже исходного сырья, сообщил РИА Томск профессор Исследовательской школы химических и биомедицинских технологий ТПУ Алексей Пестряков.
    741
  • 15/05/2019

    Аспирантка ТПУ представила нательные электронные сенсоры из оксида графена на конкурсе U-NOVUS

    ​В Томске в рамках форума U-NOVUS-2019 прошел очный этап конкурса разработок молодых ученых. На нем в Доме ученых свои проекты презентовали студенты, аспиранты и научные сотрудники вузов региона. Томский политехнический университет представила аспирантка Анна Липовка.
    585
  • 07/11/2019

    Более 30 студентов и аспирантов ТПУ получили стипендии Президента и Правительства РФ

    ​В числе стипендиатов Президента РФ — четыре студента и семь аспирантов Томского политехнического университета. Стипендию Правительства России будут получать 13 студентов и семь аспирантов. В течение учебного года, помимо основной, они ежемесячно будут получать дополнительную стипендию.
    258
  • 12/08/2016

    В ТГУ разрабатывают импортозамещающие огнезащитные составы

    ​Сотрудники Инжинирингового химико-технологического центра Томского государственного университета (ТГУ) разрабатывают технологии производства импортозамещающих огнезащитных составов для древесины и металла, сообщает местное издание.
    1269
  • 24/07/2018

    В Томске подвели итоги конкурса «Постдок ТПУ как аналог докторантуры»

    ​В Томском политехническом университете подвели итоги конкурса «Постдок ТПУ как аналог докторантуры», созданный для поддержки перспективных проектов молодых кандидатов наук. Проекты получают финансирование из средств Программы повышения конкурентоспособности ТПУ.
    627
  • 25/09/2019

    Ученые ТГУ нашли новые пульсации в пламени «горелки» для тяжелого топлива

    Исследования нового устройства, созданного в Институте теплофизики Сибирского отделения Российской академии наук и предназначенного для бессажевого сжигания тяжёлого углеводородного топлива с паровой газификацией, провели на механико-математическом факультете.
    304
  • 25/10/2016

    Томские ученые создадут первый в РФ томограф для изучения сложнейших объектов

    ​Ученые Томского политехнического университета выиграли конкурс Федеральной целевой программы "Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2014-2020 годы".
    1744