Сергей Исламов: «В бездымном топливе нет никакой химии»

Бездымный брикет часто называют бездымным углем. Поясните, что в таком топливе от угля и чем они отличаются.

Сергей Романович Исламов, доктор технических наук: С технической точки зрения мы имеем дело с продуктом термической переработки угля. Технология по своей сути (но не по техническому исполнению!) аналогична технологии производства древесного угля. Ссылаюсь на нее, потому что эта технология и ее продукт наиболее понятны населению.

Из исходного топлива (бурого угля) в результате нагрева при ограниченном доступе воздуха удаляются смолистые вещества – как раз те, которые при горении образуют дым. По логике, если любой уголь по своей природе дымный, то после того, как он перестал дымить, это уже не уголь.

Полученный продукт (буроугольный кокс), как и древесный уголь, состоит в основном из углерода. Поэтому его теплота сгорания почти в 2 раза выше, чем у бурого угля. Происходит своеобразная концентрация энергии.

Поскольку в процессе термообработки бурый уголь разрушается и превращается в порошок, чтобы его было удобно сжигать в бытовых печах, надо придать топливу кусковую форму. Для этого порошок брикетируют, а в качестве связующего вещества используют клейстер из пшеничной муки. И никакой химии! Кстати, известные всем аптечные угольные таблетки также прессуются из древесного угля с использованием муки в качестве связующего вещества!

И еще один вопрос, чтобы окончательно разобраться в терминах. Бездымное топливо и термококс – одно и то же или нет?

С.И.: Термококс – торговое наименование буроугольного кокса, из которого путем брикетирования с мукой получают бездымный брикет. Просто термин «термококс» более короткий, чем «буроугольный кокс». Точно также мы не используем длинное название «ацетилсалициловая кислота», а говорим «аспирин». Таким образом, термококс – исходный материал для брикетов.

Разрабатывая такой продукт – бездымное топливо – какие задачи вы ставили перед собой? Зачем оно нужно? Повысить потребительские свойства угля?

С.И.: Главное потребительское свойство здесь – это минимизация вредных выбросов при сжигании в бытовых печах. Если говорить о твердом топливе, то эта цель достигается только при максимально возможном повышении содержания углерода в топливе. Необходимо исключить попадание в печное устройство смолистых веществ, изначально содержащихся в угле, пусть даже в небольших количествах. О том, как и за счет чего это происходит, я уже рассказал.

И здесь крайне важно провести «водораздел» между промышленным способом сжигания угля в котлах электростанций и сжиганием угля в бытовых печах. Что мы имеем на станциях? Высокую температуру в топке и избыток воздуха, которые обеспечивают полное сгорание смолистых компонентов угля. Дальше. Очистные сооружения – современные электрофильтры и высокие трубы, которые обеспечивают отвод дымовых газов за пределы уровня потребления воздуха человеком. И возьмем частные дома, в которых отсутствуют какие-либо очистные устройства, а низкие трубы не позволяют вывести продукты сгорания за пределы сферы дыхания человека. Кроме того, подавляющее большинство печей в частном секторе имеет примитивную конструкцию, разработанную в прошлые века, когда никто даже не задумывался об экологической чистоте выбросов.

В этих условиях единственно возможным решением по радикальному снижению вредных выбросов в частном секторе является переход на топливо с повышенными экологическими показателями.

Точно так же, как и в решении проблемы выбросов от автомобилей: быстро заменить все старые автомобили на современные невозможно, но можно их обеспечить современным экологичным топливом!

А как оценивали экологичность бездымного топлива? Что позволяет утверждать, что бездымное топливо, действительно, является экологически чистым? Какие проводились замеры?

Сергей Григорьевич Степанов, доктор технических наук: Инструментальные измерения вредных выбросов проводились в Экспериментальном центре СУЭК, на двух заводах, выпускающих бытовые котлы, – сжигали уголь и брикеты, потом сравнивали показатели. Проводило замеры и краевое государственное учреждение «Центр реализации мероприятий по природопользованию и охране окружающей среды Красноярского края», или центр мониторинга минэкологии края. По всем показателям зафиксировано снижение выбросов в разы, а по главному загрязнителю – бенз(а)пирену – в 200 раз!

То есть Вы полагаете, что при массовом сжигании бездымное топливо способно положительным образом повлиять на экологию? Как в целом Вы оцениваете перспективы продукта?

С.С.: Сначала про экологию. В 2017 году краевым министерством экологии впервые были включены в сводный том ПДВ автономные источники теплоснабжения – печи и котлы частного сектора. В России это нововведение впервые появилось в Улан-Удэ, мы стали вторыми. Результаты оказались неожиданными для многих, в том числе для «зеленых» и многих профессиональных экологов! Никто раньше просто не считал и не представлял в цифрах, сколько 13 тысяч частных домовладений – это несколько крупных сел внутри миллионного города – выбрасывают вредных веществ при отоплении! Причем выбрасывают через низкие трубы прямо в жилую застройку! При расчете приземных, повторюсь, именно приземных концентраций оказалось, что ни ТЭЦ, ни алюминиевый завод, ни автотранспорт не дают такого превышения гигиенических нормативов, как печи и котлы частного сектора!

Доминирующим загрязнителем в городе является бенз(а)пирен. Именно по нему превышены гигиенические нормативы более чем на 50 процентах территории города. В выбросах от частного сектора основной вклад во вредное воздействие с учетом фактора опасности (величины обратной среднесуточной ПДК) дает именно бенз(а)пирен – 82,8% от суммарного вредного воздействия.

И в этом смысле использование бездымных брикетов позволяет практически исключить выбросы бенз(а)пирена от частного сектора – вот вам перспективы!

Давайте вернемся к технологии производства бездымного топлива… Насколько она уникальна для России, для мировой практики?

С.И.: Современная технология производства бездымного топлива оригинальна и не имеет мировых аналогов! Она защищена рядом патентов Российской Федерации.

Но Вы говорили в своих работах о том, что бездымное топливо уже 10 лет производят в Монголии путем газификации угля с включением жидкого стекла и глины. Это та же технология, которая применяется у нас, или нет? Если нет, почему мы не пошли по пути Монголии, по проторенной дорожке?

С.И.: К сожалению, наш проект в Улан-Баторе прервался на заключительной стадии. В youtube есть видеоролик с демонстрацией действующего производства на дату его запуска. Однако на сегодняшний день это производство законсервировано.

Здесь необходимо отметить, что красноярские брикеты – это другая технология и мука в качестве связующего является более безопасным компонентом бездымного топлива, чем жидкое стекло.

Раз мы снова от предназначения и технологии вернулись к красноярским брикетам, давайте поговорим об их свойствах. Расскажите об основных качественных характеристиках бездымного топлива?

С.И.: Калорийность – 6000-6200 ккал/кг, это больше, чем у исходного продукта – бурого угля – в 1,5-2 раза. Зольность – около 10 процентов….

Кстати, про зольность. Некоторые жители, бесплатно получившие бездымное топливо в рамках совместного экологического проекта с минэкологии, администрацией города и СУЭК, указывают на то, что золы у них стало больше. Что Вы на это скажете?

С.С.: Нужно обратить внимание, что благодаря высокой теплоотдаче от бездымного топлива, брикеты нужно реже загружать, соответственно, реже придется выгружать золу. То есть за сезон золы больше не будет. Для утилизации золы от брикетов тоже нет особых правил – она ничем не отличается от угольной золы и утилизируется в обычном порядке.

О теплоотдаче. Что позволяет обеспечить высокую теплоотдачу от бездымных брикетов? И каким образом Вы ее замеряли?

С.С.: Чтобы замерить теплоотдачу, сжигали 10 килограммов брикетов в бытовом котле и по теплосчетчику определяли отпуск полезного тепла (горячей воды).

Высокий КПД котла обеспечивается тем, что котел бОльшую часть времени работает равномерно. При сжигании угля режим горения другой – сначала пиковое выделение тепла, потом затухание. Поэтому на угле бОльшая часть тепла просто улетает в трубу.

Кстати, в этой связи – когда мы говорим о высокой теплоотдаче и экономии топлива – важно понимать, что загружать брикетов по объему нужно столько же, сколько вы обычно загружаете угля. То, что брикетов для отопления надо в 1,5-2 раза меньше, означает, что подгружать топливо вам придется в 1,5-2 раза реже. Разовую порцию загрузки снижать не нужно!

В каждом ли котле можно использовать бездымное топливо? Либо оно предназначено для сжигания только в печах? Или только в котлах?

С.С.: Бездымное топливо подходит для всех типов печей и котлов. На примитивных печах и котлах с неподвижным колосником, которыми топится 90 процентов частного сектора, нет вообще никаких ограничений. Для котлов-автоматов и полуавтоматов надо смотреть в паспорте, рассчитан ли этот конкретный котел на размер топлива 42 мм. Если не рассчитан, возможно зависание. Для таких котлов мы намерены выпускать брикеты меньшего размера – 30 мм.

Есть ли какие-то особенности использования бездымного брикета в разных топках?

С.С.: Розжиг брикетов производится точно так же, как и обычного угля: сначала разжигают дровяную растопку, затем на горящие дрова загружаются брикеты.

Для буржуек, кирпичных печей и котлов с неподвижным колосником при растопке мы рекомендуем держать поддувало открытым немного дольше, чем при использовании угля. Это позволит быстрее достичь оптимальной температуры в топке. Нельзя закрывать дымовую трубу, если в топке остались недогоревшие брикеты.

Для котлов-автоматов и полуавтоматов мы рекомендуем убедиться, что размер брикетов соответствует размеру паспортного топлива, чтобы исключить зависание или застревание брикетов перед зоной горения и в колосниковом устройстве. Также рекомендуем увеличить подачу дутья или снизить подачу топлива, так как для сжигания 1 кг брикетов воздуха требуется больше в 1,5 раза, чем для сжигания угля.

Очень важно, что при горении брикетов в топке не образуется яркое пламя, которое многие ошибочно принимают за признак высокого качества топлива. Яркое светящееся пламя сигнализирует, что при горении топлива в атмосферу из трубы попадает много твердых частиц и сажи, которые и «подсвечивают» газообразные продукты горения.

Нет при сжигании брикетов и привычного «уютного» гудения пламени в печи. Это многих вводит в заблуждение, что брикеты плохо горят. Брикеты, как и природный газ, горят почти бесцветным, голубоватым пламенем. Поэтому они не дают «видимого» дыма, что как раз и свидетельствует о радикальном снижении вредных выбросов.

Фото: СУЭК