ИСКУССТВЕННОЕ ТОПЛИВО

Горючие вещества, получаемые из органического сырья (твердого, жидкого и газообразного) либо путем его целенаправленной переработки, либо в виде побочного продукта, образуемого параллельно с основным продуктом технологического процесса. Искусственное топливо подразделяют на композиционное, синтетическое и горючие отходы. Композиционное топливо получают путем смешения нескольких видов топлива или топлива с другими горючими и негорючими компонентами. К нему относят эмульсии, суспензии, гранулы и брикеты. Эмульсии — равномерные смеси двух и более взаимно нерастворимых жидкостей, из которых одна является жидким топливом. Распространение получили водомазутные эмульсии, содержащие 10—20% воды. Использование таких эмульсий, особенно с применением обводи, мазутов, существенно улучшает процесс их горения, снижает образование сажи и других вредных выбросов с продуктами сгорания. Удельная теплота сгорания водомазутных эмульсий — 30—38 МДж/кг. Суспензии — равномерная смесь мелких твердых часгиц в жидкой среде. Размер твердых частиц 0—0,2 мм, в качестве топлива применяют водоугольные суспензии — механической смеси угля с водой. Удельная теплота их сгорания — 8—16 МДж/кг. Эти суспензии обладают высокой стабильностью при хранении; транспортируют их как жидкое топливо. Мазутоугольные суспензии — механические смеси мелких угольных частиц (до 0,04 мм) с мазутом. Смеси не стабильны, поэтому при их использовании необходимо вводить стабилизирующие присадки. Присадкой может служить вода (до 15% к массе суспеший). Удельная теплота сгорания водомазутоугольной суспензии — 25—30 МДж/кг, мазутоугольной — 35—38 МДж/кг. Последние применяют для частичной замены жидкого топлива и уменьшения вредных веществ, выбрасываемых с продуктами сгорания. Композиционным твердым топливом являются брикеты и гранулы. Брикеты — механическая смесь угольной или торфяной мелочи со связующими веществами (как правило, нефтяного происхождения, например с нефтебитумом), спрессованных под давлением до 100 МПа. Брикеты являются относительно малозольным (10—25%) сортированным топливом с теплотой сгорания от 17—18 (буроугольные брикеты) до 20—30 МДж/кг (каменноугольные). Гранулы изготовляют на вращающихся тарельчатых грануляторах из смеси бурой и каменноугольной мелочи (размером до 0,25 мм) и водного раствора органических жидких отходов целлюлозного производства. Диаметр гранул определяется требованиами, предъявляемыми к топливу для слоевого сжигания, и составляет 12—35 мм. Влажность гранул 20—30%, удельная теплота сгорания 18 Мдж/кг. Для повышения прочности гранулы подвергают термической обработке при температуре до 250°С. Синтетическое топливо получают в результате термохимической и химической переработки горючих ископаемых. Исходный материал — уголь. Продукты его термохимической переработки путем скоростного пиролиза при температуре до 590 С состоят: 15% из горючего газа с удельной теплотой сгорания 14,5—16,5 МДж/м, 15% жидких углеводородов с удельной теплотой сгорания 36—38 МДж/кг и 70% полукокса с выходом летучих веществ 10,7% и удельной теплотой сгорания 27—28,5 МДж/кг. Полукокс — синтетическое твердое топливо, используемое в топках котлов ТЭЦ и ТЭС с пылевидным сжиганием, а также как исходное сырье для брикетов и гранул. Жидкие продукты термохимического разложения угля содержат ценные химические соединения и могут использоваться для дальнейшей химической переработки. Горючий газ — высококачественное топливо, в т.ч. для производства тепловой энергии. Окусковывание угольной мелочи без применения связующих веществ осуществляется в процессе термобрикетирования — кратковременного нагрева угля до 350—440°С (в зависимости от степени углефикации угля) с последующим брикетированием нагретой угольной массы под давлением 40—75 МПа. Удельная теплота сгораний термобрикетов из бурых углей 29—30 МДж/кг.
Горючие отходы промышленного и сельско-хозяйственного производства, бытового потреблений, а также горючий мусор являются энергетическими ресурсами. Из них получают искусственное топливо путем механической или термохимической переработки. Отличительная особенность первичных горючих отходов — их нестабильность по составу и забалластированность негорючими компонентами (стеклом, металлом и др.). Горючие отходы делят на жидкие и твердые. Первые — отработанные масла, обмывочные жидкости с большим содержанием органических веществ, жидкие органические соединения химических производств и т.п. Их используют как топливо, когда применение в качестве химического сырья нецелесообразно. Жидкие горючие отходы могут быть использованы самостоятельно, если их удельная теплота сгорания выше 6—8 МДж/кг, совместно с другими видами топлива, имеющими большую удельную теплоту сгорания, а также в качестве дисперсионной среды в топливных эмульсиях и суспензиях. Твердые горючие отходы перед использованием подвергают обработке. Из горючего мусора извлекают стекло и металл, измельчают растительные органические отходы и т.п. Подготовленный для сжигания горючий мусор влажностью 29 и зольностью 21% имеет удельную теплоту сгорания 11 МДж/кг, сухие сельско-хозяйственные отходы (солома и др.) — 14—16, древесные отходы — 19—22 МДж/кг. Возможно совместное сжигание твердых отходов с основным топливом в котлах крупных котельных и ТЭЦ.