托木斯克理工大學（TPU）的科學家們提出了一種快速點燃洗煤廢物中燃料的新方法。據作者介紹，開發的方法僅在燃料使用時刺激點火，從而確保了燃料儲存的安全性。結果發表在《Chinese Journal of Chemical Engineering 》雜誌上。

如今，在俄羅斯煤炭產區選礦廠的垃圾場堆積了數百萬噸廢物；人們試圖將其用作燃料或建築填充材料。然而，正如科學家所指出的，使用此類廢物作燃料受到點火困難的限制。

洗煤廢物的成分中含有大量的煤矸石，因此，點火需要消耗大量的能量來加熱不燃燒的礦物質。例如，要使此類廢物燃燒，在相同條件下，加熱的時間是精煤的三倍。——研究人員解釋說。

為瞭解決這個問題，托木斯克理工大學的科學家們提出了一種方法，在吸收激光脈衝時，通過超細粉碎燃料液滴使燃料更易點然。他們認為，這種方法與以前俄羅斯同行以及中國、土耳其和歐洲研究人員提出的對激光束中的燃料進行普通加熱相比，需要的脈衝能量要少得多，而且在實踐中也很容易實現。

「一系列實驗表明，如果通過噴射器將燃料噴入熾熱的爐子後用激光射擊該燃料，那麼輻照不會帶來任何好處。爐子中一小滴水-煤混合物的表面很快變乾，而激光會進一步燒結，使點火更加困難。要使建議的方法發揮作用，燃料混合物中的濕度必須約為60-70％，這樣就不會乾燥到臨界水平以下。 「  ——托木斯克理工大學高能過程物理研究所研究員羅曼·葉戈羅夫介紹說。

通過激光輻射以大範圍的脈衝能量直接加熱燃料，無法以可接受的成本加速點火。正如研究人員所指出的，加速點火的唯一有效機制是，當脈衝撞擊時，近表層的水立即蒸發。

「蒸汽微噴射將一小滴燃料分解成極微小的碎片，這些碎片在爐子中點燃的速度比一大滴燃料快得多。如果燃料在相對較冷的環境中（爐膛高溫區外）噴出，則在30％的濕度下也會發生微碎片化，但是在加熱到500-600°C的爐子中，需要提供更液態的混合物。否則由於激光輻射的影響，點燃會變得更糟。」——葉戈羅夫評論道。

在研究中使用了管狀馬弗爐、脈衝能量高達200 mJ的納秒脈衝激光器、記錄脈衝與燃料相互作用過程的帶有微距光學元件的高速攝像機、以及光學顯微鏡。此外，科學家還開發了獨特的軟件，可以在實驗室同步所有流程。

研究人員強調說：「廢物利用現在不只是能源問題，而且還關係到我們如何將這個世界留給我們的後代。這意味著，在處理廢物時必須做出的努力和付出的成本將在未來得到回報。」

今後，科學家計劃以類似的方式研究由各種可燃性工業廢物和低級化石燃料（泥炭，褐煤）制備的其它水-燃料混合物的激光活化的可能性。

http://big5.sputniknews.cn/science/202104011033398875/