Жидкий уголь?: как смерч делает уголь топливом будущего⁠⁠

Что если мы скажем вам, что уголь можно… наливать из шланга? Звучит странно, но это не фантастика. Уже сегодня ученые и инженеры создают топливо, которое объединяет в себе простоту хранения воды и энергию угля. Да-да, речь идёт о водо-угольном топливе — перспективной технологии, способной изменить будущее энергетики. Давайте разберёмся, что это такое, и какие у него есть преимущества и вызовы.

Что такое водо-угольное топливо?

Водо-угольное топливо (сокращённо ВУТ) — это жидкое топливо, получаемое путём тщательного смешивания угольной пыли (около 60–70%) , воды (30–40%) и присадки (1–2%).

Зачем это нужно?

Казалось бы, почему просто не сжигать обычный уголь? А вот почему:

ВУТ сгорает без сажи, выбросов SOₓ и NOₓ гораздо меньше. Практически не образуется золы и летучих твердых частиц. Горит равномерно, эффективно, можно автоматически подавать в котлы и двигатели. Значительно снижает риск пожара и взрыва при транспортировке (в отличие от газа или обычной угольной пыли). Для промышленных предприятий и теплоэлектростанций это отличная альтернатива классическим видам топлива — дешево, безопасно, экологично.

В чём подвох?

Звучит прекрасно? Почти!!!

Основная проблема водо-угольного топлива скрыта на стадии его приготовления. Чтобы топливо сгорало эффективно, уголь в нем нужно измельчить до частиц размером меньше 50 микрометров — это в 2–3 раза тоньше диаметра человеческого волоса! Такое ультратонкое измельчение требует огромных величин электроэнергии. Именно поэтому, несмотря на привлекательность технологии, ВУТ не стало массовым — слишком уж затратно его готовить. Производство такого топлива практически не окупается и существует только в качестве экспериментальных проектов .

А что мы сделали?

Всё дело в хитром устройстве, которое создаёт внутри себя настоящий «мини-смерч». Это цилиндрическая ёмкость с особым многомерным завихрителем, который закручивает воду и угольную пыль в мощный центральный (!) вихревой поток, при незначительном пристеночном (!)

потоке .

Всё, как в породном смерче - хобот вращается супер быстро, а "около хоботные" :) воздушные массы имеют небольшую скорость вращения . Поток движется по спирали: снизу вверх и сверху вниз . Угольные частицы при движении вверх - вниз измельчаются и равномерно смешиваются с водой — без сложных мельниц и смесителей ( две технологии в одной)!

А обычные мешалки так не умеют. Смотри:

Они просто гоняют частицы угля по кругу, создавая воронку, как в блендере.

Почему это круто?

Не надо молоть уголь в пыль: можно использовать крупные частицы (1–5 мм) отсева действующего производства , что сразу переводит ВУТ из разряда экспериментальных работ в производственную плоскость.
Экологично и дёшево: меньше затрат на производство, меньше выбросов при сжигании.
Проще процесс: никаких дорогущих мельниц, всё делает вихрь!

Что дальше?

Эта технология — шаг к топливу будущего. Она может сделать ВУТ реальной альтернативой обычному углю, сократить вредные выбросы и упростить жизнь электростанциям.

В следующей части мы расскажем, как «жидкий уголь» может перевернуть металлургию и почему в этом перевороте доменные печи и их обязательный атрибут - коксовые печи должны остаться в прошлом, как например, медные печи остались в прошлом благодаря новым технологиям !