Tầm quan trọng của hình dạng. Nga nghiên cứu nhiên liệu chất lượng cao từ chất thải
12:21 08.02.2023 (Đã cập nhật: 13:05 08.02.2023)
© iStock.com / Bravo1954
Đăng ký
Matxcơva (Sputnik) - Các nhà khoa học từ Đại học Tổng hợp Nghiên cứu Bách khoa Quốc gia Tomsk (TPU) làm sáng tỏ hình dạng nào của viên nén gỗ nhiên liệu sinh khối có khả năng bắt lửa và đốt cháy tốt hơn.
Dữ liệu này sẽ giúp cải thiện công nghệ đốt nhiên liệu thay thế thu được từ chất thải gỗ, cũng như phát triển các buồng đốt mới hiệu quả cao, đại diện của Bộ Khoa học và Giáo dục Đại học Liên bang Nga nói với Sputnik.
Trên thế giới ngày nay, người ta chú ý nhiều đến việc sử dụng tích cực hơn các nguồn năng lượng tái tạo để cân bằng nguồn sản xuất nhiệt và điện. Một trong những nguồn năng lượng hứa hẹn nhất là sinh khối từ gỗ - các mảnh gỗ có kích thước và hình dạng khác nhau, đây là chất thải từ quá trình cưa và chế biến gỗ.
Theo nhiều chuyên gia, sinh khối từ gỗ là nhiên liệu trung tính carbon, nghĩa là khi đốt cháy sẽ tạo ra CO2, không làm xáo trộn sự cân bằng tổng thể của carbon dioxide trong khí quyển. Ngoài ra, các oxit lưu huỳnh và nitơ hình thành trong quá trình cháy sinh khối gỗ là ít độc hại hơn so với quá trình đốt than.
15 Tháng Chín 2022, 10:41
Các nhà khoa học từ Đại học Tổng hợp Nghiên cứu Bách khoa Quốc gia Tomsk (TPU) đã nghiên cứu quá trình đốt cháy những hạt gỗ có hình dạng và kích thước khác nhau. Theo họ, đây là một cuộc nghiên cứu độc đáo trong lĩnh vực năng lượng tái tạo được thực hiện ở Nga.
"Chúng tôi đã chọn gỗ tuyết tùng, loại phổ biến ở vùng Siberia, làm nguyên liệu. Loại cây này đáp ứng các yêu cầu công nghệ chính của nhiên liệu sinh học - nó có giá trị đốt cháy cao và hàm lượng khí dễ bay hơi dễ cháy cao, giúp cải thiện quá trình đốt cháy. Trong các cuộc thử nghiệm, chúng tôi đã sử dụng các hạt có cùng thể tích, nhưng có ba cấu hình khác nhau - hình chữ nhật song song, hình khối lập phương và hình tấm. Đây là những hình dạng điển hình nhất của các mảnh sinh khối", - chuyên gia Zhanna Kostoreva, Trung tâm Khoa học và Giáo dục mang tên I.N. Butakov của Trường Kỹ thuật Điện thuộc TPU, cho biết.
Nghiên cứu trên thiết bị thử nghiệm
Các kỹ sư của Tomsk đã tạo ra các điều kiện cần thiết trong một buồng đốt đặc biệt, giống như trong lò hơi nhà máy nhiệt điện. Họ đã sử dụng máy quay video tốc độ cao để ghi lại quá trình đốt nóng và đốt cháy, sau đó phân tích các ảnh chụp nhanh đã nhận được.
"Chúng tôi đã tìm thấy những mối liên hệ nhân quả rất thú vị. Nếu gia tăng kích thước của các hạt sinh khối gỗ có dạng hình chữ nhật song song, lúc đầu, thời gian trễ đánh lửa tăng lên, nhưng sau đó, khi vượt qua một giá trị ngưỡng nhất định của kích thước hạt, nó bắt đầu giảm. Đây là lần đầu tiên chúng tôi ghi nhận một kết quả không tầm thường theo quan điểm của lý thuyết cổ điển về quá trình đốt cháy các chất ngưng tụ. Và chúng tôi phải xác định nguyên nhân của hiện tượng này”, - người quản lý dự án Semyon Syrodoy, phó giáo sư tại Trung tâm Khoa học và Giáo dục mang tên I.N. Butakov của Trường Kỹ thuật Năng lượng thuộc Đại học TPU, cho biết.
Các tác giả cũng phát hiện ra rằng, việc gia tăng kích thước của các hạt gỗ hình khối không ảnh hưởng đến tốc độ đốt cháy. Điều này sẽ cho phép không nghiền sinh khối thành trạng thái siêu mịn và giảm chi phí năng lượng cho việc chuẩn bị sản xuất nhiên liệu.
Ngoài ra, các nhà khoa học đã phát hiện ra rằng, các hạt hình tấm bốc cháy nhanh hơn nhiều so với các hạt có cùng khối lượng ở dạng khối lập phương và hình chữ nhật song song.
29 Tháng Chín 2022, 23:33
Trong tương lai gần, các nhà nghiên cứu có kế hoạch phát triển mô hình toán học của quá trình đánh lửa, có tính đến cấu hình thực của các hạt nhiên liệu. Họ cũng sẽ phân tích ảnh hưởng của độ ẩm gỗ đối với các đặc tính bắt lửa và đốt cháy. Một giai đoạn riêng của chương trình nghiên cứu là việc xác định ảnh hưởng của hình dạng hạt gỗ đến cường độ hình thành các sản phẩm đốt cháy nhân tạo - các oxit của lưu huỳnh và nitơ, cũng như carbon dioxide.
Các nhà khoa học cũng có kế hoạch nghiên cứu xem các loài cây khác nhau - nguồn sinh khối - ảnh hưởng như thế nào đến các đặc tính và điều kiện bắt lửa của các hạt có kích thước và hình dạng khác nhau. Điều này sẽ mở rộng cơ sở nhiên liệu cho các nhà máy nhiệt điện đốt sinh khối ở các vùng khác nhau.
