Как отмечает Павел Стрижак, на тепловые электростанции приходится до 40–45 % всей вырабатываемой в мире электроэнергии. Между тем ТЭС являются источниками пяти загрязнителей воздуха, на долю которых приходится 90-95% всех выбросов в атмосферу, — это частицы золы, оксиды серы, азота и углерода, а также пары воды. Так, при работе ТЭС образуется диоксид углерода (СO2), высокое содержание которого в атмосфере ученые считают основной причиной развития парникового эффекта. Кроме этого, поступающие в атмосферу с дымовыми газами частицы летучей золы могут содержать и другие соединения, в частности, тяжелые металлы. Также в газообразных продуктах сгорания органических топлив могут содержаться токсичные и канцерогенные микроэлементы, канцерогенные углеводороды и прочие вредные вещества.
«Наиболее опасными принято считать выбросы в атмосферу оксидов серы и азота, которые, соединяясь с атмосферной влагой, окисляются, образуя слабые растворы серной и азотистой кислот, являющихся причиной выпадения кислотных дождей.Также повышение концентрации оксидов азота способствует разрушению озонового слоя атмосферы, который защищает нашу планету от ультрафиолетового космического излучения», — говорит Павел Стрижак.
Чтобы снизить влияние человеческого фактора на экологию и сократить долю выбрасываемых в атмосферу вредных веществ, политехники предложили создавать из отходов, образующихся после обогащения угля или нефтепереработки, органоводоугольные (ОВУТ) топливные композиции.
«Они представляют собой жидкие композиционные топлива, в составе которых около 80 % — это продукты углепереработки. В качестве компонентов композиций мы используем четыре группы веществ: твердые горючие компоненты из числа низкосортных углей и отходов углеобогащения, жидкие горючие компоненты, воду, а также пластификатор (стабилизатор). В готовом виде такое топливо представляет собой вязкую массу, которая в дальнейшем будет сжигаться в котельной», — рассказывает Павел Стрижак.
Каждый из четырех компонентов в отдельности непригоден для использования в качестве топлива для «большой» энергетики, но вместе они представляют собой топливо, которое по своим энергетическим характеристикам не уступает традиционному углю, а его экономический и экологический эффект намного выше.
Недавно научный коллектив под руководством Павла Стрижака опубликовал статью в научном издании Journal of Hazardous Materials (IF 4,836; Q1).
В ней ученые привели результаты исследования, в котором сравнили эффект от сжигания распространенных в мировой энергетике марок каменных углей и органоводоугольных топливных композиций (ОВУТ) на основе отходов углепереработки (фильтр-кеков).
«Мы сжигали два эти вида топлива при температурах от 500 С° до 1000 С°. В результате нам впервые удалось показать, что концентрации оксидов серы и азота существенно ниже при сжигании суспензий ОВУТ по сравнению с углями», — делится результатами исследования Павел Стрижак.
При этом энергетические характеристики (инерционность зажигания, пороговые температуры зажигания, максимальная температура горения) у ОВУТ и угля были близкими.
«Полученные нами результаты открывают большие перспективы для широкого применения суспензий ОВУТ как дешевого, энергетически и экологически выгодного топлива по сравнению с углями. Используя жидкое топливо из продуктов углепереработки, производители смогут снизить объемы добычи полезных ископаемых и разработки новых месторождений. Это позволит сберечь ресурсы и снизить вред, наносимый экологии нашей планеты», — заключает Павел Стрижак.
Разработка ТПУ позволит угледобывающим предприятиям перерабатывать отходы производства прямо на месторождениях и здесь же их сжигать для получения энергии, что позволит снизить затраты на сбор и транспортировку вредных отходов.
Добавим, на сегодняшний день технология политехников уже прошла тестовые испытания на одном из предприятий в Кемеровской области.
В течение последних трех лет в рамках гранта Российского научного фонда № 15-19-10003 сотрудниками лаборатории моделирования процессов тепломассопереноса ТПУ (ЛМПТ входит в состав каф. АТП ЭНИН) в этом направлении выполнен цикл экспериментальных и теоретических исследований.
На сегодняшний день научным коллективом Павла Стрижака опубликованы 27 статей в журналах 1 и 2 квартиля Web of Science (Fuel, Energy, Fuel Processing Technology, Applied Thermal Engineering, Energy and Fuels, Combustion and Flame, Energies, Science of the Total Environment и др.).
Основные результаты экспериментов по исследованию экологических аспектов процессов сжигания ОВУТ представлены в статьях, опубликованных в журналах 1 и 2 квартиля Web of Science — Science of the Total Environment (IF 3,976; Q1), Energies (IF 2,077; Q2) и Energy and Fuels (IF 2,835; Q1).
Добавим, на базе ТПУ реализуется САЕ «Экоэнергетика» — создание и развитие экологичных технологий газификации и зажигания твердых топлив, водородная энергетика на базе твердооксидных топливных элементов, технологии сжижения газообразных энергоносителей. САЕ (стратегическая академическая единица) — это междисциплинарный институт, созданный для реализации научно-исследовательских, магистерских и аспирантских программ.
