ФАНО

НОВОСТИ

Чудо-печь для энергетиков

В ИСЭМ СО РАН запустили в работу новейший комплекс синхронного термического анализа

Энергетики объясняют неспециалистам, что прибор синхронного термического анализа – это по сути своей та же печь, только изрядно модернизированная. Сжигая в ней разные материалы, ученые получают сведения об их составе и температуре воспламенения, характере горения, выясняют, какие вещества выделяются в процессе. От обычной деревенской печки установка отличается и объемами топлива – для комплексного анализа достаточно образца размером в половину ногтя.

В Институте систем энергетики им. Л.А. Мелентьева (ИСЭМ) СО РАН работают четыре такие печи, с возможностью нагрева исследуемых образцов от комнатной температуры и до 2400 °. Приборы приобретались поэтапно, в течение последних десяти лет, и сейчас вместе с масс-спектрометром составляют единый комплекс. Вся установка входит в Байкальский аналитический центр коллективного пользования. Помимо энергетиков, свои опыты здесь проводят химики, геологи и лимнологи. Нередко за помощью к ученым обращаются и представители коммерческих структур.

Научный сотрудник лаборатории термодинамики отдела теплосиловых систем ИСЭМ СО РАН Александр Козлов рассказывает, что основными материалами для исследований энергетиков являются твердые топлива, в том числе низкосортные, то есть те, что нерентабельно сжигать в котельной. Это древесина и отходы лесной промышленности, некоторые виды угля, сланцы, торф. Им можно найти более удачное применение: газифицировать и полученный газ использовать для отопления и получения электроэнергии. Данные синхронного термического анализа помогают ученым прогнозировать ход этого процесса.

– Прибор позволяет смоделировать некоторые области реактора, в котором происходит газификация твердых топлив, – говорит Александр Козлов. – Исследуя эти стадии, мы можем определить кинетику – скорость протекания реакции. Для чего это нужно? Сведения о кинетике применяются в модельных расчетах, чтобы спрогнозировать поведение топлива, то есть ход его выгорания в реальном газогенераторе. В нашей лаборатории уже разработаны термодинамические модели, которые позволяют рассчитать процессы газификации угля и древесины как одноступенчатные, так и многоступенчатые.

К категории низкосортного топлива относится и шлам-лигнин – отходный продукт целлюлозного производства. Сегодня объем шлам-лигнина, захороненного в Байкальске, оценивается в 6,5 млн тонн. По мысли иркутских энергетиков, отход, имеющий теплоту сгорания, как у дров, может быть переработан в топливные брикеты. Пока этому мешает высокая влажность шлам-лигнина, достигающая 90%. Предварительно массу необходимо высушить. Сделать это на месте невозможно в силу действующего законодательства, запрещающего хозяйственную деятельность на территории Байкальской экологической зоны, а транспортировка к месту сушки снизит экономическую выгоду будущего производства. Однако, отмечает Александр Козлов, при наличии заинтересованного инвестора все эти проблемы могут быть решены.