Дальневосточная горелка с микроканалами сделает сжигание чище

Группа российских ученых во главе с Сергеем Минаевым из Дальневосточного федерального университета, совместно с японскими коллегами, разрабатывает новую перспективную технологию сжигания газа. От существующих ее будет отличать отсутствие камеры сгорания. Об этом сообщает пресс-релиз ДВФУ.

Принципиальная новизна разработки заключается в том, что сжигание газа будет происходить внутри микроканальной матрицы. Крайне малый размер каналов дает возможность превращать в инфракрасное излучение до 70 процентов тепла, получаемого от сгорания газа. Это обеспечивает экологически чистое производство тепловой энергии, которое, к тому же, будет весьма экономичным. Кроме того, отсутствие прямого открытого огня обеспечивает высокий уровень безопасности при работе с устройством.

При сгорании природного газа главный загрязнитель — оксиды азота (NOх). Матричные горелки избегают его образования потому, что в их канальцах пламя не имеет протяженного факела, и горит при низкой температуре (за счет отсутствия конвекции в узком канале). А оксиды азота практически не создаются, когда температура горения ниже 1 000 градусов по Цельсию (газ горит красным пламенем). При этом за счет отсутствия ненужного окисления азота в сгорании метана принимает участия больше кислорода (CH4+O2 даёт СО2+Н2О, а не СО+NOx+H2O). Из-за этого сгорание углерода совершается фактически полностью — нет отходов в виде токсичного угарного газа и окислов азота, зато энергоотдача газа при сгорании выше обычного.

Использование в матрице горелки микроканалов для выхода продуктов горения позволяет значительно уменьшить размер самого устройства. А это, в свою очередь, весьма расширяет сферу применения подобных горелок: от повседневного бытового нагревательного прибора до промышленных установок. Разработчики уверены, что их технология позволит некоторым сократить расходы на тепло до двух раз.

В данный момент учёные занимаются созданием математических моделей, которые позволят рассчитать оптимальный размер и форму каналов горелки. В результате ими будут созданы инфракрасные источники излучения, работающие на газе, с мощностью от 5 до 50 киловатт. В дальнейшем на их основе планируется делать модульные установки до 5 000 киловатт.

Кроме того, в ближайшее время ученые под руководством С.Минаева займутся экспериментами по изучению горения с ослабленной конвекцией (как в микроканалах) на Международной космической станции. Сами эксперименты будут проведены космонавтами, а исследователи из ДВФУ получат не только данные испытаний, но и будут иметь возможность дистанционной участвовать в ходе работ.