نکات برجسته
- خاک اره اشتعال CWSP را که حتی از ضایعات فرآوری زغال سنگ تهیه می شود، تشدید می کند.
- •
افزودن حتی 10 درصد خاک اره به میزان قابل توجهی حداقل دمای احتراق را کاهش می دهد.
-
•
افزودن خاک اره زمان تاخیر احتراق CWSP را 20 تا 30 درصد کوتاه می کند.
•
-
هر چه زغال سنگ فرار بیشتری داشته باشد، تاثیر خاک اره بیشتر بر احتراق CWSP خواهد بود.
•
-
استفاده از خاک اره باعث کاهش انتشار گازهای گلخانه ای در احتراق CWSP می شود.
واکنش پذیری کم ضایعات فرآوری زغال سنگ،مشتقات نفتی، لجن نفت، امولسیون های نفت-آب، سوسپانسیون های آب- زغال سنگ، و همچنین سوخت مصرف شده و روغن های صنعتی مانع اصلی استفاده متداول آنها به عنوان سوخت اصلی در انرژی حرارتی است. این امر منجر به مصرف انرژی بالا برای گرم کردن محفظه های احتراق و آتش زدن بعدی می شود. در این کار، ما استفاده از خاک اره را به عنوان یک افزودنی برای تشدید گرمایش و اشتعال دوغاب آب زغال سنگ حاوی مواد پتروشیمی (CWSP) تهیه شده از زغال سنگ و ضایعات نفتی پیشنهاد می کنیم. ما نشان می‌دهیم که افزودن حتی 10 درصد خاک اره دمای آستانه احتراق پایدار را تا 70 تا 80 کلوین کاهش می‌دهد. نقش خاک اره به عنوان یک تشدید کننده اشتعال به طور قابل توجهی با افزایش اندازه قطرات CWSP و دمای هوا افزایش می یابد. جایگزینی زغال سنگ ترکیب CWSP با خاک اره با همان جرم منجر به تغییر ناچیز در ارزش حرارتی سوخت می شود. در عین حال، انتشار انسانی اکسیدهای نیتروژن و گوگرد به طور قابل توجهی کاهش می یابد.
هدف اصلی از معرفی فناوری های دوغاب آب زغال سنگ (CWS) و دوغاب زغال سنگ حاوی مواد پتروشیمی (CWSP) کاهش بار زیست محیطی نیروگاه های سوخت فسیلی بر جمعیت جهانی است .آزمایشات آزمایشگاهی نشان داده است که استفاده از CWS و CWSP به جای زغال سنگ پودر شده معمولی انتشار تقریباً صفر گوگرد و اکسیدهای نیتروژن را فراهم می کند. به طور گسترده تصور می شود که اینها خطرناک ترین قسمت گازهای دودکش هستند. طبق مطالعات امکان‌سنجی، فناوری‌های CWS و CWSP پتانسیل بالایی دارند زیرا از مواد قابل احتراق کمتری در ترکیب سوخت استفاده می‌کنند (تقریباً نیمی از آن آب است).
در دهه‌های هفتاد و هشتاد قرن بیستم، فناوری‌های CWS به‌عنوان جایگزینی واقع‌بینانه برای پتروشیمی‌ها مورد توجه زیادی قرار گرفتند . در حال حاضر، سوخت های دوغاب جان تازه ای می گیرند. با این حال، این بار، جامعه جهانی تا حد زیادی فناوری‌های CWS و CWSP را به‌عنوان رقیب سازگارتر با محیط‌زیست فناوری‌های سنتی شامل احتراق گرد و غبار زغال سنگ در دمای بالا می‌داند.
اگرچه استفاده از انرژی های تجدیدپذیر در حال افزایش است، اما سوخت های فسیلی متعارف هنوز نقش غالب را ایفا می کنند. زغال سنگ یکی از منابع اصلی و در دسترس انرژی است. به عنوان مثال، در سال 2014، حدود 40 درصد از انرژی الکتریکی در جهان از طریق احتراق زغال سنگ تولید می شد . چنین سهم قابل توجهی از زغال سنگ خطرناک برای محیط زیست در صنعت برق جهان را نمی توان در دهه های آینده به حداقل رساند. با این حال، می‌توانیم رویکردهای جایگزین برای استفاده از منابع زغال سنگ را جستجو و توسعه دهیم. از این منظر، جنبه زیست محیطی استفاده از CWS و CWSP مورد توجه قابل توجهی است.
احتراق سوخت های با رطوبت بالا در مقایسه با احتراق سنتی گرد و غبار زغال سنگ، محصولات سمی (اکسیدهای نیتروژن و گوگرد) و خاکستر بادی به میزان قابل توجهی کمتری تولید می کند . استفاده از سوخت های دوغاب مایع به دلیل تبخیر رطوبت باعث کاهش دما در محفظه های احتراق می شود. این امر باعث کاهش انتشارات مضر و میزان انتشار حرارت سطوح گرمایشی می شود. فن‌آوری‌های CWS و CWSP همچنین رویکرد مؤثری برای بازیابی ضایعات و محصولات جانبی صنایع فرآوری زغال‌سنگ و نفت ارائه می‌کنند. این مشکل یک نگرانی جهانی است. این به دلیل مناطق محدود مناسب برای ذخیره سازی زباله و حتی بیشتر به دلیل خطرات زیست محیطی این زباله ها پیچیده است .
سوئد، ایالات متحده آمریکا، کانادا، ژاپن، آلمان، چین و برخی کشورهای دیگر قبلاً چندین کارخانه تولید CWS در دهه 1980 داشتند . آزمایش‌های صنعتی متعددی که در آن زمان انجام شد، پتانسیل بالایی از دوغاب زغال‌سنگ را نه تنها از نظر خواص احتراق بلکه از نظر حمل و نقل، تولید و ذخیره‌سازی نشان داد . در این آزمایش‌ها از دوغابهای مبتنی بر ذغال‌های پودری با رتبه بالا و غنی از کربن استفاده شد. در مورد دوغابهای مبتنی بر شناورسازی زغال‌سنگ و ضایعات نفتی، محققان از مدت‌ها قبل شروع به بررسی ویژگی‌های اصلی اشتعال و احتراق آنها کردند. متأسفانه، هیچ پایگاه داده تجربی صحیحی با پارامترهای احتراق و احتراق اصلی سوخت‌های مشتق شده از زباله با انواع مختلف و خواص اجزای اصلی و همچنین استفاده از افزودنی‌های مختلف وجود ندارد.
استفاده فعال از CWSP ها در بخش انرژی بسیاری از ایالت ها دارای مزایای اقتصادی نیز می باشد. هزینه ضایعات فرآوری زغال سنگ مرطوب و روغن های استفاده شده حداقل است و بیشتر شامل هزینه های حمل و نقل است. بنابراین، تولید دوغاب بر اساس آنها منطقی اقتصادی است. نه تنها ضایعات، بلکه زغال سنگ های محلی با رتبه پایین نیز می توانند به عنوان اجزای سوخت دوغاب عمل کنند، زیرا این سوخت ها به راحتی با قیمت پایین در هر منطقه ای در دسترس هستند. با این حال، استفاده از ضایعات شناور زغال سنگ از منافع اقتصادی بیشتری برخوردار است، زیرا هیچ هزینه قابل توجهی برای استفاده از آنها در هنگام تولید CWSP مورد نیاز نیست.
شاخص های عملکرد انرژی استفاده از ضایعات پردازش زغال سنگ به جای زغال سنگ در نگاه اول مفید به نظر نمی رسد. با توجه به نسبت زیادی از رطوبت در CWSP ها، احتراق پایدار نیاز به زمان و انرژی بیشتری دارد. اینها می توانند به عنوان مثال روغن های موتور و صنعتی استفاده شده، روغن سوخت و امولسیون های روغن-آب باشند. چنین رویکردی می تواند حرارت احتراق را به میزان قابل توجهی افزایش دهد و زمان تاخیر احتراق CWSP ها را با افزودن حتی 5 تا 7 درصد به 10 تا 15 درصد یک محصول نفتی کاهش دهد. نکته مهم دیگر این است که انتشارات انسانی ناشی از احتراق CWSPهای مبتنی بر زغال سنگ و ضایعات فرآوری نفت از احتراق غبار زغال سنگ تجاوز نمی کند. تأثیر سایر افزودنی‌ها از جمله افزودنی‌های گیاهی بر احتراق و احتراق CWSPs با پتانسیل بالا سؤالی است که نیاز به بررسی بیشتر دارد.
سوخت‌های دوغاب مورد بحث به وضوح چشم‌اندازهای زیست‌محیطی، اقتصادی و انرژی خوبی دارند، اما امکان‌سنجی آنها تا حد زیادی به قیمت سوخت‌های فسیلی، استراتژی جهانی زیست‌محیطی و انرژی و همچنین عمق تحقیق در مورد سوخت‌های مرکب مایع مبتنی بر زغال‌سنگ و نفت بستگی دارد. پردازش ضایعات
در سال‌های اخیر، کارشناسان به طور گسترده درباره تولید CWS و CWSP نه تنها از زغال‌سنگ‌های با کیفیت پایین، بلکه از زغال‌سنگ کم رتبه و ضایعات فرآوری بحث کرده‌اند. حجم این ضایعات سالانه ده ها میلیون تن در حال افزایش است و فناوری های تبدیل عمیق آنها هنوز توسعه نیافته است. موانع اصلی استفاده از آنها در صنعت برق حرارتی به شرح زیر است: عدم وجود پایگاه داده تجربی قابل اعتماد در مورد فرآیندهای احتراق. مصرف بالای انرژی مورد نیاز برای احتراق پایدار (دما باید بالای 1000 کلوین باشد). هیچ مدل کافی برای پیش‌بینی شرایط احتراق بهینه و ویژگی‌های این فرآیند وجود ندارد.
بنابراین، جستجوی راه‌هایی برای تشدید احتراق CWS و CWSP بر اساس کیک‌های فیلتر، یک کار مرتبط است. مطالعات روغن های استفاده شده، لجن نفت، رزین ها و سایر اجزای سوخت مایع را به عنوان افزودنی های تشدید کننده به دوغاب های آب زغال سنگ حاوی مواد پتروشیمی پیشنهاد می کنند. مشکل کلیدی، با این حال، استفاده از اینها برای تشدید فرآیند احتراق CWSP، غلظت رو به رشد انتشارات انسانی در جو است (NOx، SOx، CO2). افزودنی ها باید از زباله هایی با حداقل بار زیست محیطی انتخاب شوند. یکی از این گزینه ها خاک اره است. حجم تولید مرتبط آن 50 تا 60 میلیون تن در سال است . بنابراین، ارزیابی اینکه چگونه غلظت های کوچک خاک اره بر تأخیر اشتعال CWSP ها بر اساس کیک های فیلتر گسترده تأثیر می گذارد، بسیار جالب است.
مواد زیر به عنوان اجزای CWSP بسیار امیدوار کننده هستند:
ضایعات پالایشگاه نفت (لجن و رسوبات نفتی که هنگام تمیز کردن خطوط لوله و مخازن نفت ایجاد می شود)
ضایعات مایع فرآیند کک و فرآورده های فرعی، یعنی محصولات سنگین قطران زغال سنگ، پلیمرهای پس از بازسازی روغن جذبی
نفت سفید و سایر مایعات قابل اشتعال
حلال های آلی مانند 2-پروپانول، بنزن، زایلن، n-اکتان، سیکلوهگزانون، اتانول و متانول نیز می توانند به عنوان افزودنی های تخصصی عمل کنند. مشخص شده است که محتوای حلال های آلی در ترکیب CWSP باعث تسریع احتراق آن می شود . تحقیقات تجربی نشان می دهد که افزودن متانول به سوخت های مبتنی بر زغال سنگ، آب و نفت سنگین، زمان تاخیر اشتعال را در جریان هوا در دمای 1123-1273 کلوین کاهش می دهد. با این حال، متیل الکل به عنوان یک جزء سوخت برای سلامتی بسیار خطرناک است. و بنابراین یک نامزد بعید برای استفاده صنعتی است. از سوی دیگر، اجزای گیاهی متنوع و به راحتی در دسترس هستند. اینها برای استفاده در دوغابهای سوختی بسیار جالب هستند. ضایعات چوب از نظر افزایش حرارت احتراق و بهبود شاخص‌های عملکرد محیطی احتراق CWSP و CWS امیدوارکننده هستند.
در سال‌های اخیر، علاقه شدیدی به منابع انرژی تجدیدپذیر وجود داشته است.
دانشمندان در سراسر جهان احتراق زیست توده، سوخت‌های زیستی کامپوزیت، گلوله‌ها، بریکت‌ها و غیره را مطالعه می‌کنند. تمرکز دیگر تحقیقات بر روی احتراق همزمان زیست توده و زغال‌سنگ و تأثیر افزودنی‌های مبتنی بر چوب بر سایر انواع سوخت است. به عنوان مثال، اثر مثبت افزودن خاک اره کاج اروپایی را هنگام تولید روغن پیرولیز از لاستیک های قراضه نشان می دهند. سوخت حاصل دارای غلظت کمتری از ترکیبات نیتروژن و گوگرد و همچنین هیدروکربن های آروماتیک چند حلقه ای است .
تعدادی از مقالات به بررسی خواص سوخت زغال سنگ/خاک اره می پردازند. آنها ثابت کرده اند که شلیک همزمان ممکن است سرباره تجهیزات را تشدید کند. با این حال، انتشار اکسیدهای گوگرد و نیتروژن را نیز در زمانی که ماده زغال سنگ با زباله های چوب جایگزین می شود، کاهش می دهد. ذکر این نکته حائز اهمیت است که خواص اشتعال و احتراق CWSP های مبتنی بر ضایعات فرآوری زغال سنگ و نفت مخلوط با ضایعات چوب هنوز مشخص نشده است. مطالعه پارامترهای انرژی اصلی آنها (گرمای احتراق، زمان تاخیر احتراق، دمای آستانه احتراق و حداکثر دمای احتراق) و خواص محیطی (انتشارهای انسانی) از اهمیت ویژه ای برخوردار است.
هدف از این کار تعیین تجربی محدوده‌های احتمالی کاهش زمان تأخیر اشتعال و دمای آستانه زمانی است که بخش کوچکی از خاک اره به زباله‌های با رتبه پایین و واکنش‌پذیر کم اضافه می‌شود.
تاریخ انتشار: 1403/03/06
پر فروش ترین محصولات پوشال آیدین
