روسيا.. ابتكار مزيج من نشارة الخشب وزيت المحرك يحسن كفاءة الفحم 10%

ابتكر علماء روس طريقة لتحسين كفاءة الفحم منخفض الجودة باستخدام نشارة الخشب وزيت المحرك المستعمل والماء، ما يسرّع تحلله الحراري ويخفض حرارته ويزيد كفاءته مقارنة بالفحم النقي.

وأفادت وزارة التعليم والعلوم الروسية أن إضافة نشارة الخشب والزيت سرّعت عملية التحلل الحراري وخفضت درجة حرارتها بنسبة تصل إلى 26%.

وجاء في بيان صادر عن الوزارة أن "العلماء في جامعة "تومسك" للتقنيات التطبيقية والفريق البحثي الدولي اقترحوا طريقة لزيادة كفاءة الانحلال الحراري للفحوم منخفضة الجودة. ويسمح النهج الجديد بتسريع عملية الانحلال الحراري لخلائط الفحم بمقدار عدة أضعاف وزيادة المؤشر المتكامل لكفاءة الوقود بنسبة 4-10%، مقارنة بالفحم النقي. واستنادا إلى البيانات التجريبية، حصل العلماء على معادلات تقريبية يمكنها التنبؤ بعملية التحلل الحراري للوقود بهامش خطأ لا يتجاوز 30%".

يذكر أن الفحم منخفض الجودة يشكل ما بين 40-45% من الاحتياطيات العالمية، لكن قيمته الحرارية منخفضة. ويعتبر الانحلال الحراري إحدى الطرق الفعالة لتحسين جودته، وتقضي تلك الطريقة بالتسخين دون وصول الهواء ليتحلل الفحم إلى مكونات أكثر قيمة. ومع ذلك، كان من الضروري فهم سلوك الخلائط المعقدة، مثل الفحم، مع إضافات مخلفات النجارة في أثناء الانحلال الحراري.

واستنادا إلى نتائج التحليل، تبيّن أن الخليط الأكثر كفاءة هو وقود يضم الفحم البني بنسبة 50%، والماء بنسبة 40%، و10% من زيت المحرك المستعمل. ويعد هذا الخليط أكثر كفاءة من الفحم النقي بنسبة 10%. أما خليط 90% فحم و10% نشارة خشب فسجل الزيادة في الكفاءة بنسبة 4%.

كما اكتشف العلماء تأثيرا غير متوقع حيث تقوم جزيئات الفحم الكبيرة بتشغيل التفاعل أسهل من الجزيئات الصغيرة. ويفسر العلماء هذا الأمر بأن انتقال الحرارة بين الجزيئات الكبيرة يكون أفضل.

وأظهرت نتائج الأبحاث أن نشارة الخشب والزيت المستعمل يُسرّعان تحلل خليط الفحم أضعافا ويخفضان درجة حرارة بدء الانحلال الحراري بنسبة تصل إلى 26%، مقارنة بالفحم النقي. ووفقا للعلماء، ففي مرحلة تبخر الرطوبة عززت مكونات الخليط تأثير بعضها البعض بنحو 30%، وتسارعت عملية التحلل الحراري بأكملها بنسبة 7%.

وشارك في البحث العلماء من مختبر نقل الحرارة والكتلة في جامعة "تومسك"، ومعهد "كوتاتيلادزه" للفيزياء الحرارية التابع لأكاديمية العلوم الروسية، والمختبر الرائد للبحوث والتطوير في مجال الديناميكا الحرارية المائية التابع لوزارة التعليم الصينية.

وقد دُعمت الأبحاث بمنحة مالية قدمتها وزارة التعليم والعلوم الروسية. نُشرت نتائج عمل العلماء في مجلة Powder Technology .

المصدر: تاس