Ученые Томского политехнического университета (ТПУ) выяснили, что легкоплавкие пшеничные отруби в сочетании с добавками можно использовать в качестве топлива. Это поможет снизить уровень парниковых газов и сократить количество свалок, а также оптимизировать создание смесей для эффективного энергетического использования биомассы. Результаты опубликованы в журнале Fuel.
В последние годы, по словам специалистов ТПУ, в качестве топлива все чаще стали использовать различные виды биомассы, например, отходы сельского хозяйства. Они провели исследование, где рассмотрели пшеничные отруби одного из мукомольных предприятий Сибирского региона России.
Ученые выявили, что отруби относятся к легкоплавким видам топлива: минеральная часть пшеничных отрубей спекается уже при температуре выше 675° C, что намного ниже температуры в котле. В процессе сжигания исследуемая биомасса образует стеклообразный налет из золы и шлака, удаляя который можно повредить поверхность нагрева. Как следствие, это снизит теплопередачу, надежность работы и производительность котла.
По словам ученых, в отрубях содержится очень много калия. Именно он оказывает большое влияние на температуру плавления массы и образование «стеклянного налета». Чтобы подробнее исследовать минеральную часть пшеничных отрубей, их разделили на фракции разной плотности методом седиментации (оседание частиц в жидкости или газе под действием гравитационного поля или центробежных сил). В результате разделения ученые получили четыре разновидности фракций, из которых две при сжигании образуют рассыпчатую массу.
«Изучив минеральный состав полученных фракций, мы установили, что ключевым фактором, влияющим на спекание золы отрубей, является соотношение кальция к высокому содержанию калия. Для подтверждения проведены эксперименты по добавлению карбоната кальция к отрубям, в результате которых зольный остаток имел рассыпчатый и порошкообразный вид. Это говорит о том, что при сжигании данной смеси очистка поверхностей нагрева будет происходить без особого затруднения», – рассказала инженер Научно-образовательный центр И.Н. Бутакова ТПУ Канипа Ибраева.
«Подобрать добавку с активным химическим составом и с экономически привлекательной стоимостью достаточно сложно. Мы считаем, что сжигание легкоплавкой биомассы с добавлением карбоната кальция снизит эксплуатационные затраты «, – прокомментировала Ибраева.
Кроме того, по словам специалистов, топливо из различных видов биомассы позволит снизить уровень парниковых газов при сжигании, а также сократить количества свалок и утилизировать отходы промышленности.
На данный момент научный коллектив планирует подробнее изучить минеральную часть биомассы и рассмотреть влияния летучих соединений золы на ускоренную коррозию металлических поверхностей энергоустановок.
