Des scientifiques de l'Université polytechnique de Tomsk développent une technologie permettant d'obtenir du combustible liquide à partir de déchets de charbon pour les centrales thermiques (TPS). Ce combustible est 10 fois plus respectueux de l'environnement et résout deux problèmes à la fois :réduire la quantité d'émissions anthropiques de TPS et éliminer efficacement les déchets provenant du traitement et de la valorisation du charbon. L'équipe de recherche du Département d'automatisation des procédés d'alimentation thermique dirigée par le professeur Pavel Strizhak partage ses résultats.

Comme le note Pavel Strizhak, les centrales thermiques produisent jusqu'à 40 à 45 pour cent de l'électricité mondiale; ils sont également les sources de cinq contaminants qui représentent 90 à 95 pour cent de toutes les émissions atmosphériques telles que les particules de cendres, oxydes de soufre, oxydes d'azote et de carbone, ainsi que la vapeur d'eau. Les TPS en fonctionnement dégagent du dioxyde de carbone (CO2), que les scientifiques considèrent comme la principale cause de l'effet de serre. Les particules de cendres volatiles rejetées dans l'atmosphère peuvent également contenir d'autres composés, en particulier, métaux lourds. Les produits gazeux de la combustion de combustibles organiques peuvent également inclure des micro-éléments toxiques et cancérigènes, hydrocarbures cancérigènes et autres substances nocives.

«Les gens pensent que les plus dangereuses sont les émissions d'oxydes de soufre et d'azote qui, lorsqu'il est fusionné avec l'humidité atmosphérique, oxyder, formant ainsi des solutions faibles d'acides sulfurique et nitreux. Ce sont les principales causes des pluies acides.

L'augmentation de la concentration des oxydes d'azote contribue à la destruction de la couche d'ozone, qui protège notre planète des rayons ultraviolets, ", dit Pavel Strizhak.

Pour réduire les impacts anthropiques sur l'environnement et la quantité de polluants émis dans l'atmosphère, Les scientifiques du TPU suggèrent la production de boues carbonées contenant des compositions de combustible pétrochimique (CWSP) à partir de déchets produits par l'enrichissement du charbon ou le raffinage du pétrole.

« Ce sont des compositions de carburant liquide, dont 80 pour cent sont des produits de transformation du charbon. Nous utilisons quatre groupes de substances comme composants principaux :les composants combustibles solides issus des charbons de faible rang et des déchets de traitement du charbon, composants combustibles liquides, et de l'eau et des plastifiants (stabilisants). Le combustible obtenu représente une masse visqueuse qui sera brûlée dans les chaudières, ", dit Pavel Strizhak.

Chacun des quatre composants ne peut pas être utilisé comme combustible dans l'industrie électrique, mais ensemble, ils forment un combustible comparable au charbon traditionnel avec un impact économique et environnemental réduit.

Les résultats de l'étude ont été publiés dans le Journal des Matériaux Dangereux .

L'étude compare l'effet de la combustion de la houille et des boues d'eau carbonées contenant des combustibles pétrochimiques (CWSP) à base de déchets de traitement du charbon (gâteaux de filtration), qui sont répandus dans l'industrie électrique mondiale.

« Nous avons brûlé ces deux combustibles à des températures de 500 à 1000 °C. Pour la première fois, il a été montré que la concentration de soufre et d'oxyde d'azote est significativement plus faible lors de la combustion de CWSP par rapport aux charbons traditionnels, ", dit Pavel Strizhak.

Les performances de sortie (retard à l'allumage, température minimale d'inflammation seuil, température de combustion maximale) des CWSP et du charbon était très similaire.

« Les résultats obtenus ouvrent de grandes opportunités pour une large utilisation des suspensions CWSP comme bon marché, carburant économe en énergie et respectueux de l'environnement par rapport aux charbons traditionnels. Utilisation de combustibles liquides à base de produits de traitement du charbon, les industriels pourront réduire le volume d'exploitation et le développement de nouveaux gisements. Cette, à son tour, permettra d'économiser des ressources et de réduire les dommages à l'environnement, ", dit Pavel Strizhak.

Le développement permettra aux producteurs de charbon de traiter les déchets d'enrichissement du charbon et de les brûler directement sur place pour générer de l'électricité qui réduira les coûts de collecte et de transport des déchets dangereux. La technologie a déjà été testée dans une entreprise de production de charbon de la région de Kemerovo.