В будущем эту смесь можно будет использовать как топливо для отопления в удаленных районах.

Исследования поддержаны грантом Минобрнауки России (№ 075-15-2024-543). Результаты опубликованы в журнале Fuel.

Угольный шлам — это отходы, которые остаются после добычи угля. Его сложно сжигать из-за низкой температуры горения и большого количества вредных выбросов. Ученые предложили добавлять к шламу гидрат метана, который при нагревании распадается на водяной пар и метан. Это улучшает горение и снижает выбросы.

Мы изучаем газовые гидраты с 2021 года. За это время мы создали установки для их производства и предложили несколько способов их использования. Одно из перспективных направлений — использование гидратов для улучшения горения угольного шлама. Это помогает не только утилизировать отходы, но и получать энергию с меньшим вредом для экологии, — говорит Никита Шлегель, доцент Томского политеха.

Ученые провели более 50 экспериментов на специально разработанной модели котельной. Результаты показали, что добавление гидрата метана повышает температуру горения на 200–300 °C и снижает выбросы:

• Оксид серы (SO2) — в 2 раза меньше.
• Монооксид углерода (CO) — на 28% меньше.
• Оксид азота (NO) — на 43% меньше.
• Углекислый газ (CO2) — на 21% меньше.

Наша технология может использоваться для отопления в удаленных поселках. Например, для обогрева коттеджного поселка с котельной мощностью 1 МВт потребуется 18 м³/ч гидратного газа и 84 м³/ч угольного шлама. Для сравнения, обычный уголь потребует 115 м³/ч. Наш способ экономичнее и экологичнее, — добавляет Шлегель.

Ранее ученые предложили размещать солнечные электростанции поближе к месторождениям угля.

Фото: производство искусственного газового гидрата метана в лаборатории тепломассопереноса ТПУ. Источник: пресс-служба ТПУ.