Суспензионное угольное топливо для двигателей внутреннего сгорания

Тепловые генераторы ТЭС и котельных являются двухконтурными. Тепловая энергия продуктов сжигания топлива передается рабочему телу (водяному пару) через теплообменные стенки, отделяющие топливные камеры от контура парообразования. Напротив, в двигателях внутреннего сгорания продукты сжигания, а с ними и водяной пар являются совокупным рабочим телом в едином для них объеме камеры. Часть тепла, выделяющегося при сжигании топлива, расходуется на испарение воды, что облегчает охлаждение двигателя. Поэтому использование ВУС в двигателях внутреннего сгорания по совокупному тепловому эффекту экономически перспективнее, чем в двухконтурных тепловых агрегатах.

Для ДВС наиболее важны хорошее распыление топлива и минимальный износ рабочих поверхностей. Эти две задачи и составляют основные направления технических и технологических разработок в области создания угольного моторного топлива и модернизации двигателей.

Экономическая актуальность применения СУТ для дизелей и газовых турбин определяется тем, что они имеют, в основном, транспортное назначение, а транспорт потребляет примерно половину добываемых на Земле энергоресурсов — практически все светлые производные нефти и часть природного газа. При этом транспорт является и основным производителем загрязняющих атмосферу токсичных выбросов. Необходимо решить обе задачи — уменьшить расход нефтепродуктов и снизить выбросы токсичных продуктов сгорания (оксидов серы и азота, а также бенз(а)пиренов и асфальтенов). Для практической реализации СУТ для ДВС необходимо разработать достаточно экономичные процессы глубокой деминерализация угля и его сверхтонкого измельчения, обеспечить условия полноценного сжигания угольных суспензий с минимизацией износа деталей двигателя.

Резервы снижения затрат на производство энергии с использованием суспензий в двигателях внутреннего сгорания состоят в совершенствовании технологии тонкого измельчения и глубокой деминерализации угля в сочетании с коммерческим использованием продуктов выщелачивания минералов, а также в реконструкции двигателей. По известным данным, использование новейших технологий в этой области делает суспензионное топливо конкурентоспособным с нефтяным (табл. 3). По предварительным подсчетам разработанная авторами механохимическая технология деминерализации до зольности менее 2 % (в сравнительных условных энергоединицах) выгоднее других. К тому же она практически безотходна и экологически безопасна.