Что такое кислород-топливо?

Кислородное топливо - это сжигание топлива с чистым кислородом вместо смеси кислорода, азота и углекислого газа в воздухе. Когда топливо сжигается с использованием чистого кислорода, любое содержание диоксида углерода может храниться без необходимости удаления азота, что является критически важным этапом очистки отходов на электростанциях. Газы, выделяемые электростанциями, содержат 75% азота, который необходимо удалить из любого пара углекислого газа. Наиболее перспективное применение - на электростанциях, работающих на угле, но газовые турбины, производство кислорода и сварка также могут принести пользу.

Угольные электростанции могут быть переконфигурированы для сжигания кислородного топлива без изменения конструкции котла, хотя температура горения высока для большинства котлов. Процесс сжигания кислородного топлива приводит к получению угля с гораздо более высокой температурой сгорания, но это можно контролировать путем смешивания кислорода с паром или дымовыми газами из других технологических установок. Азот присутствует в котле только на низких уровнях, и небольшое количество азота или оксида азота производится для загрязнения воздуха.

Дымовые газы, образующиеся при сжигании ископаемого топлива с кислородом, не содержат азота. Углекислый газ и вода являются основными компонентами газа, которые могут быть сконцентрированы в потоки почти чистого углекислого газа. Преимущество заключается в том, что оставшийся газ можно сжать, высушить и очистить гораздо быстрее и дешевле, чем традиционными методами, перед тем как перенести на хранение.

Цикл газовой турбины улучшается за счет использования кислородного топлива, но поскольку лопатки газовой турбины плохо переносят высокие температуры, турбинам необходима модернизация для работы с кислородсодержащим топливом. Высокотемпературный дымовой газ, выходящий из модифицированной турбины, фактически делает паровой цикл более эффективным. Сварка и резка на кислородном топливе также дает сварщикам больший контроль над тем, сколько тепла выделяется, поэтому температуру зоны сварки можно поддерживать на безопасном уровне. Размер сварного шва и его форму легче контролировать, а изменения, необходимые для использования кислородного топлива в сварке, довольно просты.

Полные применения кислородного топлива все еще разрабатываются. Технология была протестирована в Соединенных Штатах, Канаде, Европе и Японии, и меньшая сложность и риски технологии привлекательны. Потребности в экологически чистых угольных электростанциях и энергетических установках, более безопасных для окружающей среды, могут привести к значительному увеличению топливных систем на основе кислорода по мере развития технологии. Производство кислорода и отделение его от воздуха с меньшими затратами, чем криогенные методы, также могут быть возможны.