stanje i perspektive u rudarstvu i odrţivi razvoj mining present state ...

Rudarstvo 2011 / Mining 20114. Vodougljena emulzija VUE4.1. Znaĉaj emulzionih energenataKvalitetno i potpuno sagorevanje energenata predstavlja jednu trajnu inspiraciju kako proizvoĊaĉaenergenata tako i proizvoĊaĉa opreme i sistema kojima i u kojima se vrši proces sagorevanja i proizvodnjetoplotne i ostalih oblika energije. ProizvoĊaĉi opreme nastoje konstruisati takve sisteme koji omogućujupotpunije sagorevanje energenta i što efikasnije iskorišćenje prioizvedene energije u funkciji cilja (proizvodnja pare, tople vode, grejanja procesnih fluida, pospešivanje fiziĉkih, hemijskih, biološkihprocesa,...). ProizvoĊaĉi energenata nastoje da proizvedu takve energente koji će svojom cenom i fiziĉkohemijskimsvojstvima udovoljiti postojećim standardima u korištenim procesima. U funkciji ovih zahtevarazvijeni su energenti koji se uslovno mogu svrstati u energente iz kojih se oslobaĊa hemijski vezanaenergija u procesima sagorevanja i energente iz kojih se oslobaĊa energija na promenama u atomu, sapromenom u strukturi jezgra atoma.Za razmatranja u ovom radu od interesa su procesi oslobaĊanja hemijski vezane energije. U funkcijipredstavljanja klasiĉnog ĉvrstog goriva u vidu uglja i proizvoda nastalog iz procesa prevoĊenja istog uteĉni energent u vidu vodougljene emulzije. Primena goriva u vidu vodougljene emulzije je realnamogućnost zamene ne samo uglja i maloefikasnih metoda njegovog sagorevanja nego i deficitarnih teĉnihi gasnih vrsta goriva.4.2. Teoretske postavke sagorevanja emulzionih energenataJedan od naĉina rešenja problema racionalnog korišćenja energetskih resursa i kvalitetnog upravljanjazaštitom ţivotne i radne sredine omogućuje se korišćenjem emulzionih energenata kao potpuno novoggoriva za sagorevanje u termoenergetskim postrojenjima. U sluĉaju lignita to je sagorevanje uglja uvodougljenoj emulziji.Emulzioni energenti se proizvode u posebnim ureĊajima uz primenu ultrazvuĉne tehnologije kojom seomogućuje reakcija vode i osnovnog energeta (mazuta, ugalja, dizel gorivoa, benzina i sl.). Dodavanjevode u energent mora biti strogo kontrolisano tako da se voda i energent uveţu u specifiĉnom obliku, tadavoda postaje katalizator procesa sagorevanja. Sadrţaj vode zavisi od vrste energenata i kreće se od 12-17% u nivou teĉnih energenata a u posebnim sluĉajevima i od 20-40% u kombinaciji sa ĉvrstimenergentima. U termoenergetici interesantne su vodomazutne emulzije (VME) i vodouljne emulzije(VOE), vodougljene emulzije (VUE),...Da bi objasnili sagorevanje vodougljene emulzije (VUE) i kakvi se efekti dobijaju u odnosu na klasiĉnosagorevanje uglja posmatraćemo šta se dešava sa jednom kapljicom vodougljene emulzije u trenutkuulaska u loţište. U uţarenom loţištu kapljica se prostorno deli na vodeni i ugljeni deo. Vodeni deo setrenutno u vidu mikroeksplozije prevodi u vodenu paru koja se širi po celom loţištu sa povećanjemzapremine sa 1:1260 puta. Sa trenutnom promenom zapremine ĉestice vode prostorno se ekspanduju imikronizirane ĉestice uglja.Cepanje kapljice vrši se u delovima sa tzv. mikroeksplozijama gde ugljene ĉestice dobijaju dodatnukinetiĉku energiju i trenutno se disperguju u kotlu. Tako se uvećava disperzija ugljenih ĉestica u loţištu inaglo povećava površina kontakta goriva sa kiseonikom iz vazduhoa. Praktiĉno se poboljšavastehiometrijski odnos sagorivih materija i vazdušne smeše što omogućuje ubrzano (gotovo trenutno)sagorevanje energenta. Kao rezultat mikroeksplozija u mestu sagorevanja ĉestice pojavljuju se ţarišta417