ถ่านหินเหลว
ถ่านหินเหลวเป็นส่วนผสมของของแข็ง ( ถ่านหิน ที่ขุดได้ หรือของเสียจากถ่านหิน ) และของเหลว (น้ำหรือสารอินทรีย์) [ 1 ]ที่ผลิตโดยโรงงานเตรียมถ่านหิน
การตระเตรียม
ในการเปลี่ยนเถ้าถ่านหินให้เป็นสารละลาย ข้น ถ่านหินจะถูกแยกออกจากส่วนประกอบที่ไม่ติดไฟได้ และยังสามารถแยกตามขนาดอนุภาคได้อีกด้วย สารละลายข้นของถ่านหินสามารถลำเลียงได้ทางท่อส่งหรือใช้ปั๊มชนิดพิเศษเช่นปั๊มโพรงหมุนเพื่อสูบสารละลายข้นของถ่านหินที่มีฤทธิ์กัดกร่อนสูงและมีความหนืดสูง[ 2 ]มีการขุดถ่านหินมากกว่า 7 พันล้านตันต่อปี (2010) โดยใช้น้ำประมาณ 200 ลิตรต่อตัน[ 3 ]อย่างไรก็ตาม ปริมาณน้ำที่ต้องการขึ้นอยู่กับลักษณะพื้นผิวของถ่านหินที่ใช้ สารละลายข้นของถ่านหินส่วนใหญ่จำเป็นต้องเติมสาร ลดแรง ตึงผิวเพื่อลดความหนืด จึงช่วยลดภาระต่อท่อส่งและปั๊ม[ 4 ]
การศึกษาล่าสุดได้ใช้วิธีการเตรียมสารละลายแบบใหม่ เช่น การใช้การฉายรังสีอัลตราโซนิกและส่วนผสมของสารลดแรงตึงผิวจากธรรมชาติและสังเคราะห์เพื่อปรับปรุงเสถียรภาพและ คุณสมบัติ ทางรีโอโลยีของสารละลายถ่านหิน[ 5 ] [ 6 ]
ข้อกังวลด้านสิ่งแวดล้อม
ตามหลักการแล้ว สารละลายถ่านหินประกอบด้วยถ่านหิน บด และน้ำเท่านั้น ซึ่งสามารถแยกออกจากกันได้อย่างมีประสิทธิภาพ ในทางปฏิบัติ การแยกนั้นมีต้นทุนสูงมากเนื่องจากต้องใช้น้ำปริมาณมากและเกิดน้ำเสียจากกระบวนการ[ 8 ]นอกจากนี้ สารละลายยังประกอบด้วยฝุ่นถ่านหินละเอียดมากซึ่งส่งผลให้เกิดของเสียที่เรียกว่าน้ำดำเนื่องจากน้ำดำไม่สามารถทำให้บริสุทธิ์ได้ด้วยโรงบำบัดน้ำ[ 9 ] จึงถูกเก็บไว้ในบ่อกักเก็บขนาดใหญ่ บ่อดังกล่าวมีความเสี่ยงต่อ การรั่วไหลที่ร้ายแรง เช่นน้ำท่วม Buffalo Creekในปี 1972 หรือการรั่วไหลของสารละลายถ่านหินใน Martin Countyในปี 2000 ซึ่งปล่อยสารละลายถ่านหินออกมามากกว่า 250 ล้านแกลลอน[ 10 ]สารละลายถ่านหินอาจมีสารเคมีอันตราย เช่น สารหนูและปรอท และสามารถฆ่าสัตว์น้ำได้ ดังเช่นกรณีการรั่วไหลใน Martin County [ 11 ]ของเสียเหลวที่ถูกกักไว้นี้บางครั้งอาจมีปริมาณรวมหลายพันล้านแกลลอน[ 12 ]ในโรงงานแห่งเดียว
ขอบเขตการใช้งานของสารละลายถ่านหิน
จนถึงปัจจุบัน เชื้อเพลิงถ่านหินเหลวได้รับการยอมรับว่ามีความหนาแน่นพลังงาน ต่ำ ดังนั้นจึงสามารถเผาไหม้ได้สำเร็จเฉพาะในเครื่องยนต์ที่มีอัตราส่วนการอัดสูง เช่น เครื่องยนต์ ดีเซลหรือกังหันก๊าซ (เครื่องยนต์ขนาดใหญ่ที่มีความต้องการความหนาแน่นพลังงานต่ำ) ระบบเครื่องยนต์อื่นๆ ได้แก่เครื่องยนต์ดีเซล ความเร็วต่ำ และกังหันที่ใช้เป็นโรงไฟฟ้าสำหรับเรือเดินทะเลและการผลิตไฟฟ้าแบบอยู่กับที่[ 13 ]อย่างไรก็ตาม ในตลาดการเผาไหม้ สำหรับโรงไฟฟ้าขนาดเล็กและขนาดกลางที่มีกำลังตั้งแต่20 กิโลวัตต์ (27 แรงม้า)ถึง5 เมกะวัตต์ (6,700 แรงม้า)การใช้ CS จะต้องมีการปรับปรุงหม้อไอน้ำ[ 14 ]
นอกจากนี้ ยังพบการใช้งานอื่นๆ ของสารละลายข้นเหล่านี้ในระบบต่างๆ เช่น หม้อไอน้ำเครื่องผลิตก๊าซและเครื่องยนต์แบบอยู่กับที่ โดยมีข้อกำหนดเฉพาะที่แบ่งออกเป็นสองด้านหลัก ได้แก่ ด้านเคมีและด้านกายภาพ ดังแสดงในตารางด้านล่าง
| ด้าน | พารามิเตอร์ | แอปพลิเคชัน |
| เคมีเชื้อเพลิง[ 15 ] | ปริมาณไนโตรเจนต่ำ < 0.6 wt% (db.) ปริมาณกำมะถันต่ำ < 0.1 wt% (db.) (ขีดจำกัดสำหรับการกัดกร่อน) | หม้อไอน้ำ |
| เถ้า < 0.01% โดยน้ำหนัก (db.) | เครื่องยนต์ดีเซล (ใช้น้ำมันดีเซลเบอร์ 2) | |
| ความหนาแน่นรวม 0.6-0.9 ตัน/ลบ.ม. หรือสูงกว่า | หม้อไอน้ำและเครื่องผลิตก๊าซ | |
| ทรัพย์สินทางกายภาพและการจัดการ[ 15 ] | ความหนืด ≤1000 mPa ที่อัตราการเฉือน 100 s⁻¹ที่อุณหภูมิ 25 °C (77 °F) (เหมาะสมสำหรับการจัดการเชื้อเพลิง) | หม้อไอน้ำ |
ดูเพิ่มเติม
ลิงก์ภายนอก
สื่อที่เกี่ยวข้องกับถ่านหินเหลวในวิกิมีเดียคอมมอนส์