Водоугольное топливо

Горючая смесь частиц угля в воде

Топливо из угольно-водной суспензии представляет собой смесь мелких угольных частиц , взвешенных в воде . Такие суспензии используются для транспортировки угля. Обычно суспензию высушивают перед сжиганием. ^[1] В принципе, но не на практике, угольные суспензии можно использовать для питания котлов, газовых турбин , дизельных двигателей , а также теплоэлектростанций .

Характеристики

Водоугольное топливо определяется рядом факторов, включая его вязкость , размер частиц, скорость осаждения , температуру воспламенения (800–850 °C [1470–1560 °F]), температуру сгорания (950–1150 °C [1740–2100 °F]), зольность и теплотворную способность (3700–4700 килокалорий на килограмм [15,5–19,7 МДж/кг]).

При сгорании угольно-водного шламового топлива расходуется более девяноста девяти процентов содержащегося в нем углерода . ^{[ требуется цитата ]} Угольно-водное шламовое топливо пожаробезопасно и взрывобезопасно. ^{[ требуется цитата ]} Для котлов желательно содержание золы менее десяти процентов. Для дизельных двигателей ограничений нет.

Параметры	1 КЛАСС	ІІ КЛАСС	ІІІ КЛАСС
Содержание угля, %	≥ 65	63–65	60–63
Вязкость ^{[ требуется уточнение ]}	≤ 1200
Минимальный выход энергии (ккал/кг)	≥ 4700	4420–4660	4000–4420
Зольность, %	≤ 6	6–8	8–10
Содержание серы, %	≤ 0,35	0,35–0,65	0,65–0,80
Температура размягчения золы ^{[ требуется уточнение ]}	≤ 1250
Частицы более 300 мкм, %	≤ 0,05	0,05–0,20	0,20–0,80#
Частицы до 75 мкм, %	≥ 75,0
Содержание летучих веществ, %	> 30	20–30	≤ 20

Производство

Производство угольного шламового топлива включает дробление угля или угольного шлама до частиц диаметром от 10 до 65 микрометров (можно использовать стандартные дробилки); мокрое измельчение и гомогенизацию (с добавками по мере необходимости). Полученный продукт ( угольный шлам ) затем подготавливается для промежуточного хранения или транспортировки. ^[2]

Крупные частицы угольно-водного шламового топлива могут использоваться для производства пара в котлах . Более мелкие частицы (менее 80 микрометров) угольно-водного шламового топлива могут использоваться в дизельных двигателях с дополнительным топливом или без него. Например, низкоскоростные судовые или модульные дизельные двигатели могут работать на чистом угольно-водном шламовом топливе, тогда как среднескоростным дизелям, таким как двигатели локомотивов, может потребоваться дизельное топливо в качестве дополнительного топлива, которое будет выступать в качестве источника воспламенения. Очень мелкие частицы (от 5 до 10 микрометров) угольно-водного шламового топлива были опробованы на электростанциях с комбинированным циклом газотурбинных установок. Частицы меньшего размера более универсальны в использовании, но их сложнее производить. ^{[ необходима цитата ]}

Прототипы

Сжигание водоугольного топлива в паровом котле, Мурманская область, Россия. ^[3]

Перевод угля в жидкую форму может упростить доставку и распределение топлива. Это может быть экономически эффективной альтернативой нефти и природному газу. Отделение неуглеродистого материала перед приготовлением шлама может сократить производство золы до двух процентов. ^{[ необходима цитата ]}

Разработка

Вид угля	Возможность
Бурый уголь (лигнит)	возможно, проверено и подтверждено
Пламенный уголь (V=40–45%)	хорошо развит ^[4]
Газовый пламенный уголь, газовый уголь (V=28–40%)	хорошо развит
Жирный уголь – антрацит (V=7–28%)	возможно, проверено и подтверждено

проект Белово Новосибирск

В конце 1950-х годов Советский Союз искал новые методы использования угольного шлама для выработки электроэнергии. Водно-угольное топливо изготавливалось в шаровой мельнице , которая измельчала уголь или угольный шлам. Это было сделано недалеко от угольной шахты в Белово , Сибирь . Водно-угольное топливо транспортировалось по трубопроводу на Новосибирскую ТЭЦ-5, Новосибирск , на расстояние 262 км (163 мили). Трубопровод имел три промежуточные насосные станции. Проект Белово-Новосибирск использовал водо-угольное топливо в паровых котлах со скоростью 1340 тонн в час. ^[5] Был еще один проект в Белово-Новосибирск между 1989 и 1993 годами и разработкой технологии водо-угольного топлива для районных тепловых станций и электростанций. ^[6] В 2004 году завод по производству водо-угольного топлива был открыт в поселке Энский, Мурманск . ^[7]

Австрия

В 2012 году австрийская компания Effective Energy Technology GmbH (EET) построила в Европе установки по производству и сжиганию водоугольного топлива. Примерами технологии на практике являются гидроударные устройства мокрого помола и стандартные водогрейные котлы, оснащенные вихревой форкамерой и водоугольной форсункой. ^[8]^[9]^[10] разработанные группой компаний EET.

Украина

Верховная Рада запросила у Китайского банка развития кредит на внедрение технологии угольного водошламового топлива. ^[11] Государственное предприятие «Уктеплоком » начало работу. ^[12]^[13]

Смотрите также

Ссылки

^ Hower, James (2016). «Уголь». Энциклопедия химической технологии Кирка-Отмера . С. 1– 63. doi :10.1002/0471238961.0315011222151818.a01.pub3. ISBN 978-0-471-48494-3.
^ "Водно-угольная суспензия как альтернатива природному газу и тяжелому мазуту"
^ Горение ВУТ в котле ДКВР-6,5-13. Видео 1. Архивировано из оригинала 15 декабря 2021 г.
^ Производство CWS, видео ^{[ мертвая ссылка ‍ ]}
^ "Проект Белово-Новосибирск". Архивировано 05.03.2016 на Wayback Machine Vodougol.ru архивировано 5 февраля 2015 года.
^ "ЖИДКИЙ УГОЛЬ; Блог о Водоугольном Топливе." Архивировано 12 июля 2009 г. на сайте Wayback Machine Liquidcoal.ru | По состоянию на 30 марта 2013 г., на русском языке. Мертвая ссылка.
^ "Водоугольное топливо в пос. Ёнский". Архивировано 19 мая 2014 г., на сайте Wayback Machine Vodougol.ru.
^ "Установка производства угольной водоугольной суспензии" cwstech.at на английском языке.
^ "Процесс производства и сжигания CWS"
^ "Техника вихревого горения CWS"
^ "Китай даст деньги на замену российского газа углем" . Архивировано из оригинала 14 июля 2014 г. Проверено 10 июня 2014 г.Forum.for-ua.com. Мертвая ссылка.
^ "Энергия природы" ukrproject.gov.ua.
^ Билецкий В. и др. «Основы высоконагруженных угольных водоугольных суспензий». CRC Press, Taylor and Francis Group, Лондон, Великобритания. A Balkema Book 2013 стр. 105–14.

Внешние ссылки

NASA Дизельные двигатели на угле для модульной генерации электроэнергии
Контроль выбросов дизельных двигателей, работающих на угле

[1] Hower, James (2016). «Уголь». Энциклопедия химической технологии Кирка-Отмера . С. 1– 63. doi :10.1002/0471238961.0315011222151818.a01.pub3. ISBN 978-0-471-48494-3.

[2] "Водно-угольная суспензия как альтернатива природному газу и тяжелому мазуту"

[3] Горение ВУТ в котле ДКВР-6,5-13. Видео 1. Архивировано из оригинала 15 декабря 2021 г.

[4] Производство CWS, видео ^{[ мертвая ссылка ‍ ]}

[5] "Проект Белово-Новосибирск". Архивировано 05.03.2016 на Wayback Machine Vodougol.ru архивировано 5 февраля 2015 года.

[6] "ЖИДКИЙ УГОЛЬ; Блог о Водоугольном Топливе." Архивировано 12 июля 2009 г. на сайте Wayback Machine Liquidcoal.ru | По состоянию на 30 марта 2013 г., на русском языке. Мертвая ссылка.

[7] "Водоугольное топливо в пос. Ёнский". Архивировано 19 мая 2014 г., на сайте Wayback Machine Vodougol.ru.

[8] "Установка производства угольной водоугольной суспензии" cwstech.at на английском языке.

[9] "Процесс производства и сжигания CWS"

[10] "Техника вихревого горения CWS"

[11] "Китай даст деньги на замену российского газа углем" . Архивировано из оригинала 14 июля 2014 г. Проверено 10 июня 2014 г.Forum.for-ua.com. Мертвая ссылка.

[12] "Энергия природы" ukrproject.gov.ua.

[13] Билецкий В. и др. «Основы высоконагруженных угольных водоугольных суспензий». CRC Press, Taylor and Francis Group, Лондон, Великобритания. A Balkema Book 2013 стр. 105–14.