World Bank Statistics에 따르면 2014 년 화석 연료는 전 세계적으로 소비되는 총 에너지의 80.8 %를 제공했습니다. 화석 연료 사용과 관련된 환경 문제는 매장량의 고갈과 더불어 새로운 깨끗한 에너지 개발에 중점을 둔 여러 전세계 계획이 이러한 의존성을 줄이려는 이유입니다.
.한 가지 예는 유럽 연합의“202020 목표”이며, 이는 바이오 매스 및 비 회색 폐기물에서 에너지 회복을 우선시합니다. 이 계획의 주요 조치 중 하나는 화석 연료의 부분적 또는 전체 대체물로 바이오 매스를 사용하는 것입니다.
바이오 매스는 화석 연료보다 온실 가스 배출량을 덜 생성하는 널리 사용 가능한 에너지 원입니다. 최근에, 에너지 사용을 위해 특별히 준비된 목재 칩에서 이전에 폐기물로 간주되었으며 현재 껍질이나 하수 슬러지와 같은 에너지 원으로 사용되는 재료에 이르기까지“바이오 매스”라는 용어에 더 많은 재료를 포함시키기 위해 많은 연구가 수행되었습니다.
종이에, 이러한 모든 혜택은 화석 연료를 이러한 재료로 대체하기에 충분해야합니다. 그렇다면 문제는 무엇입니까? 왜 세계가 여전히 화석 연료와 같은 고성능 제품에 여전히 의존 하는가? 바이오 매스는 에너지 밀도가 낮기 때문에 동일한 양의 에너지를 생산하기 위해 더 많은 재료가 필요하며 새로운 산업 시설에 대한 높은 투자가 필요할 것입니다.
.그러나 중간 솔루션이 점점 일반화되고 있습니다 :공동 발사. 공동 발사는 동시에 둘 이상의 상이한 유형의 재료의 연소이며, 주로 석탄과 바이오 매스를 혼합하여 대기 배출 및 미립자 문제를 줄임으로써 구현되었습니다. 바이오 매스를 사용하는 대신 공동 발사는 폐기물을 사용하고, 에너지를 회수하고, 처리량을 줄이고, 독성 유기 잔류 물을 안전하게 파괴 할 수 있습니다.
우리는 고체 연료를 처리하는 것에 대해 말하고 있기 때문에 고려해야 할 산업적 위험이 있습니다. 모든 고체 재료는 작업, 취급 또는 처리 전에 완전히 결정 해야하는 점화 위험을 나타냅니다. 먼지 물질이 점화되면 먼지 폭발이 발생할 때까지 진화 할 수 있습니다. 이러한 위험을 피하기 위해 모든 산업 시설은 고체 재료를 특성화하고 안전한 작업 공간을 갖기 위해 해결해야 할 조건을 알아야합니다. 그러나 특성이 다른 두 가지 유형의 먼지가 혼합되면 어떻게됩니까? 위험이 둘의 합계입니까? 우리는 가장 위험한 재료의 특성을 사용해야합니까?
이러한 질문에 대답하기 위해, 실험실의 실험실 Madariaga (Universidad Politecnica de Madrid)와 리즈 대학교 간의 협력에서 고체 혼합물의 점화 감성을 연구했습니다. 점화 감성 매개 변수는 고체 재료의 점화 용이성을 정의합니다. 두 가지 다른 상황을 연구해야합니다. 고체 재료가 층으로 퇴적되고 먼지 구름에 분산 될 때.
먼지 층은 점화 할 때 잠재적 인 점화 원이므로 점화를 피하기 위해 먼지가 도달 할 수없는 온도를 결정해야합니다. 이 온도를 알면 시설에 설치된 장비 가이 온도 (또는 더 높은)에 도달하지 않도록해야합니다. 먼지 층이 교란되어 공기로 분산되면 먼지 구름을 형성하여 고온 또는 전기 스파크로 점화 될 수 있으며, 이는 심한 결과의 먼지 폭발로 자랍니다. 이러한 폭발을 일으킬 수있는 온도와 전기 스파크의 에너지를 정의해야합니다. 층의 경우와 같이, 시설은 먼지 폭발을 방지하기 위해 이러한 온도와 에너지에 도달하지 않도록해야합니다.
우리는 단일 재료 및 혼합물에 대한 이러한 프로세스와 관련된 매개 변수를 실험적으로 결정하고이를 비교했습니다. 시험 된 재료는 목재 펠릿, 열적으로 건조 된 하수 슬러지 및 10 가지 조합의 석탄이었다 :다른 비율을 갖는 2 개의 재료로 형성된 9 개의 이진 샘플과 3 개의 3 가지 샘플에 의해 형성된 1 개의 3 가지 샘플이었다. 이 연구는 이전 구성 요소의 기본 값을 통한 이러한 매개 변수의 이론적 결정이 정확하지 않으며 이러한 시설에 필요한 것보다 더 편안한 값을 제공한다는 것을 보여주었습니다. 이것은 우리가 수학적 평균을 사용하여 위험을 결정한다면 관련 폭발을 막기에 충분하지 않은이 위험 및 설계 측정을 과소 평가한다는 것을 의미합니다.
.다른 유형의 재료의 영향은 구름 층의 경우, 목재 펠릿으로서 빛과 길쭉한 입자가 분산 및 현탁증의 용이성으로 인해 샘플의 반응성을 증가 시킨다는 것을 보여 주었다. 그들은 더 오랜 시간 동안 서스펜션을 유지하여 구름의 점화가 더 낮고 온도와 에너지가 더 쉽기 때문에 혼합물에서 이러한 재료의 비율이 높을수록 먼지 구름의 점화가 쉬워집니다. 반면, 먼지가 층으로 퇴적되면, 비활성 함량이 높은 석탄 및 하수 슬러지로 무겁고 둥근 입자 - 산소 접근을 어렵게 만들고 점화를 촉진하는 층을 유발합니다.
이러한 결과는 최근 저널 연료에 발표 된 고체 연료 혼합물의 점화 민감도라는 제목의 기사에 설명되어 있습니다. 이 작업은 서부 노르웨이 응용 과학 대학의 Nieves Fernandez-Ananz, Universidad Politecnica de Madrid의 Javier Garcia-Torrent, David J.F. Slatter, Muhammad Azam Saeed, Herodotos N. Phylaktou 및 Leeds 대학의 Gordon E. Andrews에 의해 수행되었습니다.
