Ода Нашей Больной Старческой Науке- собак с руки

Ода Нашей Больной Старческой Науке- собак с руки
Пащенко Эколог
Но наличие патентов при рассмотрении опыта работ в области фундаментальных исследований не должно принимается во внимание
-------- ----------------
  Академия сдохла
    факт очевиден
          Только Володя
              не видит его
  Даже реформу
     не смог он дожать
 
  Старых ученых как старых собак
       кормит с руки
 
  Для чего?

       каждый ответит на это легко...

  Власть!
 
--------------  ---------
Но наличие патентов при рассмотрении опыта работ в области фундаментальных исследований не должно принимается во внимание

=================  ======
Список публикация авторского коллектива – это, в основном, Journal of Engineering Termophisics и Инженерно - Физический журнал - журналы с не очень высоким рейтингом, а также определенное количество патентов. Но наличие патентов при рассмотрении опыта работ в области фундаментальных исследований не должно принимается во внимание. Это не инженерные науки.
         


============= ===========
Форма 1 Данные о проекте
Форма 1en Данные о проекте на английском языке
Форма 2 Данные о физическом лице
Форма 2 Данные о физическом лице
Форма 3 Сведения об организации, предоставляющей условия для выполнения работ по Проекту (Организация)
Форма 4 Содержание проекта
Форма 5 Сведения об экспедиции (полевом исследовании), проведение которой запланировано на один год реализации проекта
Форма Смета проекта
Файлы

Результаты экспертизы

Экспертное заключение 1
Обоснование оценки эксперта "Новизна предложенного исследования" (доступно заявителю):
В проекте предлагается к разработке научные основы процесс модернизации обработки угля перед сжиганием путем нанесения «…оболочек на угольные пылевые частицы…». С точки зрения авторов проекта данная процедура изменит механизм горениния, в этом случае горение будет осуществляться гетерогенным образом на поверхности частицы угля. В принципе, можно рассматривать предлагаемые в проекте научные подходы, в качестве научного обоснования решения крупной научной проблемы.
Обоснование оценки эксперта "Соответствие уровня исследований и ожидаемых результатов проекта мировому уровню" (доступно заявителю):
В принципе, либо это заблуждение экспертизы, полученное при расшифровке представленного текста, но в проекте предлагается достаточно важная и интересная идея, которая заключается в проведении исследований, направленных на повышение эффективности сжигания угля в энергетических агрегатах. При этом предлагаются к исследованию определенные мероприятия, направленные на решение поставленной задачи. Как можно судить, либо догадываться, поскольку текст проекта выглядит достаточно сумбурно и непоследовательно, в материалах проекта делается попытка сформулировать новые направления исследований, результаты которых могут соответствовать самым передовым достижениям в данной области научных изысканий.
Обоснование оценки эксперта "Реализуемость предложенного проекта" (доступно заявителю):
Авторами проекта для решения поставленных задач предлагается определённый план проведения исследований. Планируется: «Разработать методы приготовления высокотемпературной пленки на угольной частице сантиметровых размеров». «Разработать методы получения жидкого стекла с добавками для получения почти полной смачиваемости поверхности больших кусков угля». «Изучить свойства микро и нано щелей на частицах молотого угля разных типов с помощью электронной микроскопии». «Создать методику нанесение жидкого стекла на молотые частицы непосредственно при размоле. В лабораторных мельницах. И на ТЭЦ – Новосибирска и Красноярска». «Исследовать режимы нагревания частиц с оболочкой и их воспламенение на двух типах угля (Бородинский … и Монгольский …)». И т.д. по материалам проекта. В целом предлагаемые к выполнению мероприятия соответствуют поставленным в проекте задачам, есть основания полагать, что планируемые в проекте исследования будут выполнены в заданные сроки.
Обоснование оценки эксперта "Соответствие предложенных подходов и методов планируемых исследований поставленной цели и задачам проекта" (доступно заявителю):
Задачей проекта является изменение режимов «воспламенения угольной частицы на стадии прогрева и на стадии выделения летучих». Для этого авторами проекта предлагается покрытие пылевидных угольных частицы высокотемпературной пленкой, «которая предотвращает ранний выход летучих и способствует более интенсивному прогреву угольной матрицы…» с одновременной активацией «процессов деструкции органической компоненты» угля. В качестве используемого материала для покрытий предлагается использование модифицированного жидкого стекла, обладающее высоким коэффициентом смачивания поверхности угольной пыли, «причем степень заполнения пленкой поверхности частицы на выходе из молотковой мельницы будет составлять от 10% до 30% от общей поверхности этой частицы». Предлагаемые в проекте методы и походы, как одно судить по результатам рассмотрения материалов проекта, в целом, соответствуют целям и задачам исследований.
Обоснование оценки эксперта "Уровень имеющегося научного задела и характеристика участников коллектива" (доступно заявителю):
Как можно судить из рассмотрения материалах проекта авторы имеют определенный опыт выполнения проектов научно-исследовательского направления. В материалах проект об этом представлена информация. Список публикация авторского коллектива – это, в основном, Journal of Engineering Termophisics и Инженерно - Физический журнал - журналы с не очень высоким рейтингом, а также определенное количество патентов. Но наличие патентов при рассмотрении опыта работ в области фундаментальных исследований не должно принимается во внимание. Это не инженерные науки. Исходя из анализа представленной информации очевидно, что авторский коллектив имеет определенный научный задел, и авторы проекта обладают квалификацией в рассматриваемой области.
Заключительные замечания эксперта:
Изложение материалов проекта выполнено в несколько сумбурной манере, непоследовательно, с огромным количеством ошибок, неточностей и повторений. Представлять подобного вида текст на рассмотрение в РФФИ в определённой степени является неуважением к Фонду. В тоже время определенные точки зрения, высказываемые в проекте, представляют научный интерес. Идея проекта - организация горения угля в энергетическом оборудовании гетерогенным образом представляет, с точки зрения экспертизы, значительный интерес. Можно пожелать авторам проекта постараться более корректно излагать свои мысли при формулировке предложений, направленных на формирование предмета и цели научных исследований.
Обоснование оценки эксперта "Актуальность заявленной темы исследований" (доступно заявителю):
Предметом исследования являются методы предварительной подготовки угля для сжигания. Развитие технологий использования угля в энергетике должно «…базироваться и на привлечении новых методов и способов воздействия, как на процессы подготовки и эффективного сжигания топлива, так и на снижение вредных выбросов». К настоящему времени прорабатывается возможность различных методов воздействия. В данном проекте рассматривается возможность создания для этих целей на угле, который готовится к сжиганию, высокотемпературной оболочки, которая «…закрывая щели, должна существенно изменить режимы горения…» угля. В принципе, предлагаемые подходы являются новыми. Создание условий, обеспечивающих повышение эффективности процессов сжигания, является востребованным направлением исследования новых научных направлений энергетического использования угольного топлива.
Обоснование оценки эксперта "Качество представления современного состояния проблемы" (доступно заявителю):
Говорить о качестве научного обзора в рассматриваемой проекте некорректно. Это относится не только к материалам обзора, но и ко всему тексту проекта в целом. Огромное количество орфографических ошибок, отсутствие какого-либо смысла в некоторых фразах и выражениях, например, «С СВЧ нагревом объема угольной намного быстрее чем при обычном нагреве сталкиваются многие исследователи. Поэтому мы приведем обзор исследование по этой теме с акцентом на СВЧ нагрев. Систематического анализа проблемы при использование термостойких оболочек на частицах угля нам в литературе неизвестно». «Отличительные особенности ранних стадий зажигания и горения частиц угля – это образования трещин. Размером от 10 м и выше». Таких мест в тексте много. Большое количество повторений. Т.е. одна и та же фраза, либо группа фраз встречается в тексте по нескольку раз. Говорить о качественных характеристиках данного текста, в том числе представленного в проекте обзора, не представляется возможным.


Экспертное заключение 2
Обоснование оценки эксперта "Соответствие уровня исследований и ожидаемых результатов проекта мировому уровню" (доступно заявителю):
Научная новизна проекта будет соответствовать уровню мировых достижений. Авторами проекта предлагается оригинальная технология создания высокотемпературной оболочки частиц угля с целью проведения термических процессов расщепления, что приведет к лучшему сгоранию угля.
Обоснование оценки эксперта "Реализуемость предложенного проекта" (доступно заявителю):
План исследований соответствует задачам проекта. Планируется создать методики получения жидкого стекла с модификаторами, изучить поверхность угля и разработать методики нанесения жидкого стекла на поверхность частиц. Далее планируется исследовать режимы нагревания частиц с оболочкой и их воспламенение на двух типах угля и создать полуэмпирическую модель нагрева и зажигания частиц. В последствие планируется применить разработанную методику на ТЭЦ.
Обоснование оценки эксперта "Соответствие предложенных подходов и методов планируемых исследований поставленной цели и задачам проекта" (доступно заявителю):
Подходы и методы представлены в обобщенном виде. Не представлено конкретных действий, конкретных используемых соединений. Не представлено какое оборудование будет использовано и для каких целей. То есть если предлагается смачивать уголь, то говориться о жидком стекле и каких то модификаторах.
Обоснование оценки эксперта "Уровень имеющегося научного задела и характеристика участников коллектива" (доступно заявителю):
Научный коллектив имеет хороший задел по заявленной тематике, что подтверждается участием ряда членов коллектива в грантах РФФИ и других структур. Однако в рамках заявленной проблемы у коллектива имеются патенты, что хорошо, но относится к практическому применению, но практически отсутствуют публикации в журналах из списка Web of science и Scopus (1 статья).
Заключительные замечания эксперта:
Работа интересная и могла бы получить больше баллов, но представлена крайне небрежно.
Обоснование оценки эксперта "Актуальность заявленной темы исследований" (доступно заявителю):
Проблема полного и качественного сжигания углей достаточно актуальна как в России, так и в мире. Придумываются различные варианты дробления, смешения и т.д. Авторами проекта предлагается вариант, когда на пылевидные угольные частицы будет наносится высокотемпературная пленка, которая будет предотвращать ранний выход летучих соединений и способствовать более интенсивному прогреву угольных частиц с протеканием в них термической деструкции, что приведет к лучшему сгоранию угля. Таким образом проект относится к решению одной конкретной проблемы.
Обоснование оценки эксперта "Качество представления современного состояния проблемы" (доступно заявителю):
Обзор выполнен крайне небрежно. В нем ссылки представлены как в тексте, так и в сносках. Нумерация в ссылках начинается с 8, а заканчивается 1. В тексте всего 12 ссылок, а в списке источников их почему то 64. Значительная часть источников относится к прошлому веку.
Обоснование оценки эксперта "Новизна предложенного исследования" (доступно заявителю):
Научная новизна проекта - создание высокотемпературной оболочки поверхности угля. Такая оболочка, закрывая щели, должна существенно изменить режимы горения частицы и в целом, особенно на начальном участке факела. Параметры этой оболочки (проницаемость, плотность, адгезия) должны изменяться по определенным закономерностям от времени и величины нагрева поверхности угля.

=============    ===============
ОБЩИЙ ФАЙЛ С РИСУНКАМИ
Форма 1. Данные о проекте
1.1. Название проекта
Разработка и внедрение метода приготовления и сжигания угольной пыли
с высокотемпературной оболочкой с целью оптимизации горения факела
в больших котлах.
Основной код (по классификатору РФФИ)
08-406 Энерго- и ресурсосберегающие, экологически чистые химико-технологические процессы
Дополнительные коды (по классификатору РФФИ)
08-401 Энергетические системы на органическом топливе
1.6. Ключевые слова (указываются отдельные слова и  словосочетания, наиболее полно
отражающие содержание проекта: не более 15, строчными буквами, через запятые)
горение,  угольная частица,  котел,  факел,  коагуляция,  аэрозоли,  СВЧ,  жидкое стекло,  оболочка,
трещины
1.7. Аннотация проекта (кратко, в том числе – актуальность, уровень значимости и научная
новизна исследования; ожидаемые результаты и их значимость; аннотация будет публикована
на сайте РФФИ, если проект получит поддержку)
Горение  угольной  частицы  является  главным  элементом  топочного  процесса  в в
угольной  энергетике.    Наш проект направлен на решение фундаментальной проблемы  –
разработка физико-химических основ новых методов сжигания угольных пылевидных частиц в
факелах больших ТЭЦ. Для этого поверхность угольные частицы (а точнее  –  трещины)
покрывается  специальной высокотемпературной оболочкой.  Что приводит  к новым режимам
при прогреве и зажигании такой частицы в факеле большого котла.
Создание высокотемпературной  топологической  оболочки из модифицированной
окиси кремния толщиной менее 1 мкм позволяет резко изменить условия воспламенения и
режим горения угольного топлива
Исследование структуры оболочки на различных стадиях процесса ведется с
помощью сканирующего электронного микроскопа с микрозондовой приставкой.  И с
использованием СВЧ методов высокоскоростного нагрева объема угольной частицы.    Эта
информация   позволит оптимизировать процесс создания оболочки
и  выбирать  эффективные режимы теплового зажигания топлива в факелах костров.
Разработаны методы отбора аэрозолей и газовых составляющих за время от 1мс из
зон котлов с горящим факелом с температурой  до 2500°С. Что является важным для
решения, например, вопросов образования шлакообразующих частиц  и их осаждения на
стенки котла для разных типов угольного топлива.
На ТЭЦ  –  5 Новосибирска  наша  методика  сейчас  проходит тестирование.  Для
создания пылевых частиц с оболочкой используется стандартное оборудование угле  -подготовки, включая молотковые мельницы.
В литературе такой подход к созданию нового типа пылеугольного топлива
практически не описан.    О  чем свидетельствуют наши последние патенты  по созданию  и
исследованию модифицированных угольных частиц.
Целенаправленное изменения параметров зажигания угольных частиц в факелах
больших котлов и для разных типов топлива позволит оптимизировать работу ТЭЦ. Включая
и вопросы зашлакованности котлов и уменьшения выбросов окислов азота в атмосферу.
1.8. Предполагает ли проект проведение экспедиций (полевых исследований) (да)
1.9. Количество членов коллектива (включая руководителя коллектива, цифрой)  - заполняется
автоматически после подписания заявки в КИАС РФФИ; считаются все члены
коллектива, принявшие приглашения.
1.10. Сроки реализации проекта ( 2 года)
1.11. Объем финансирования на реализацию проекта, без учета расходов на экспедиции
(полевые исследования) 2019 год (заполняется автоматически из сметы)
1.12. Общий объем финансирования на 2019 год, включая финансирование экспедиций
(полевых исследований) (заполняется автоматически)
Форма 1en. Данные о проекте на английском языке
1.1.  Название проекта (на английском языке)
Development and implementation method of preparation and combustion coal dust with a high-temperature shell in order to optimize the combustion torch in large boilers.
1.2.  Фамилия, имя руководителя коллектива (на английском языке)
Pashchenko Sergey
1.3. Ключевые слова (на английском языке) (приводится не более 15  слов)
combustion, coal particle, boiler, torch, coagulation, aerosols, microwave, liquid glass, shell, cracks
1.4.  Аннотация проекта на английском язык (объемом не более 0,5 стр.; в том числе кратко  –
актуальность, уровень  фундаментальности и научная новизна; ожидаемые результаты и их
значимость)
Combustion of coal particles is the main element of the combustion process in coal energy.
Our project is aimed at solving a fundamental problem –  the development of physical and chemical
bases of new methods of combustion of coal dust particles in the torches of large thermal power
plants. To do this, the surface of the coal particles (or rather cracks) is covered by a special high  –
temperature shell. This leads to new modes of heating and ignition of such a particle in the torch of a
large boiler.
The creation of a high-temperature topological shell of modified silicon oxide with a thickness
of less than 1 µm makes it possible to dramatically change the ignition conditions and the
combustion mode of coal fuel
The study of the shell structure at various stages of the process is carried out using a
scanning electron microscope with a microprobe nozzle. And the use of microwave methods for
high-speed heating volume of coal particles. This information will  optimize the process of creating a
shell and select effective modes thermal ignition of fuel.
Developed methods sampling aerosol and gas constituents about 1ms from the areas of
boiler with a burning torch, with temperatures up to 2500°C. What is important, for example, for the
investigation a slag-forming particles and their deposition on the walls of the boiler for different types
of coal fuel.
At the thermal power plant  –  5 of Novosibirsk, our method is now being tested. To create
dust particles with a shell, standard coal preparation equipment, including hammer mills, is used.
In the literature, this approach to the creation of a new type of pulverized coal fuel is
practically not described. As evidenced by our latest patents for the creation and study of modified
coal particles.
Purposeful changes in the ignition parameters of coal particles in the torches of large boilers
and for different types fuel will optimize the operation of the thermal power plant . Including the
issues of slagging boilers and reducing emissions of nitrogen oxides into the atmosphere.
Форма 3. Сведения об Организации
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования
«Новосибирский национальный исследовательский государственный университет
Форма 4. Содержание Проекта
4.1.1. Описание фундаментальной научной задачи, на решение  которой направлено
исследование.
Горение  угольной  частицы  является  главным  элементом  топочного  процесса  в в
угольной  энергетике.    Наш проект направлен на решение фундаментальной проблемы  –
разработка физико-химических основ новых методов сжигания угольных пылевидных частиц в
факелах больших ТЭЦ. Для этого поверхность угольные частицы (а точнее  –  трещины)
покрывается  специальной высокотемпературной оболочкой.  Что приводит  к новым режимам
при прогреве и зажигании такой частицы в факеле большого котла.
Создание высокотемпературной  топологической  оболочки из модифицированной
окиси кремния толщиной менее 1 мкм позволяет резко изменить условия воспламенения и
режим горения угольного топлива. Необходимо исследовать горение таких частиц при разных
степенях покрытия. Конечно, такая задача очень обширна, поэтому мы  сосредоточимся на
покрытии  частиц угольной пыли. Которая используется в этом термине в угольной энергетике
для горения факелов в больших угольных котлах. 
Таким образом у таких частиц возникает новый параметр при описании их горения  –
это высокотемпературная оболочка и е; характеристики.
Исследование структуры оболочки на различных стадиях процесса  требует
современных методов  и  приборов. Например,  сканирующего электронного микроскопа с
микрозондовой приставкой.    И с использованием СВЧ методов высокоскоростного нагрева
объема угольной частицы  со скоростной видеорегистрацией.    Эта информация   позволит
оптимизировать процесс создания оболочки и   выбирать   эффективные режимы теплового
зажигания топлива в факелах котлов.
Фундаментально важна информация  для построения моделей горения таких частиц  о
аэрозольной фракции  над ними и в факеле. С размерами от долей микрона и до сотен
микрон.
Разработаны методы отбора аэрозолей и газовых составляющих за время от 1мс из
зон котлов с горящим факелом с температурой  до 2500°С. Что является важным для
решения, например, вопросов образования шлакообразующих частиц  и их осаждения на
стенки котла для разных типов угольного топлива.
На ТЭЦ  –  5 Новосибирска  наша  методика  сейчас  проходит тестирование.  Для
создания пылевых частиц с оболочкой используется стандартное оборудование угле  -подготовки, включая молотковые мельницы.    Заметим, что  необходимость исследовать
процессы горения частиц в термостойких оболочках в реальных котлах диктуется даже не
столько прикладными надеждами  энергетиков, сколько необходимостью получения
фундаментальных данных. Ибо    создать факел с такими размерами и температурой на
существующих лабораторных стендах просто не реально.
В литературе такой подход к созданию нового типа пылеугольного топлива
практически не описан.    О  чем свидетельствуют наши последние патенты  по созданию  и
исследованию модифицированных угольных частиц.
Целенаправленное изменения параметров зажигания угольных частиц в факелах
больших котлов и для разных типов топлива позволит, надеемся,  оптимизировать работу
ТЭЦ. Включая и вопросы зашлакованности котлов и уменьшения выбросов окислов азота в
атмосферу.
Таким образом, в нашем проекте вопросы фундаментального научного характера идут
рука об руку с вопросами прикладной важности.
1. Патент №2595344 Способ создания термозависимой угольной пленочной оболочки. Пащенко С.Э.,
Пащенко С.С. опубликовано: 27.08.2016
2.  Патент № 2514826 Способ СВЧ-градиентной активации угольного топлива с использованием защитной
плёнки. Пащенко С.Э., Алексенко С.В., Пащенко С.С.,  Каляда В.В., Саломатов В.В. опубликовано:
10.05.2014
3. Технический отчёт. Проведение опытного сжигания бородинского бурого угля на котле ТПЕ-214
энергоблока СТ. №2 Новосибирской ТЭЦ-5 АО «СИБЭКО»   Шифр: 6П-18/ПНО ООО «ЗиО-КОТЭС». 2018
4.  Makino, Atsushi. (2018). Critical Condition for the Combustion Rate of a Carbon Particle to be Activated: Theory
and Experimental Comparisons. Combustion Science and Technology. 1-22. 10.1080/00102202.2018.1511543.
5. Rieth, Martin & M. Kempf, Andreas & T. Stein, Oliver & Kronenburg, Andreas & Hasse, Christian & Vascellari,
Michele. (2018). Evaluation of a flamelet/progress variable approach for pulverized coal combustion in a
turbulent mixing layer. Proceedings of the Combustion Institute. 10.1016/j.proci.2018.05.150. ]
4.1.2. Актуальность исследования
Наши результаты являются актуальными для развития угольной энергетике в условиях
перехода на угли с уменьшенной теплотворной способность (бурый, например, или уже
частично окисленный при хранении  на складах и карьерах).
Наша задача – изменить режимы воспламенения угольной частицы на стадии
прогрева и на стадии выделения летучих.  Для этого на пылевидные угольные частицы
наносится высокотемпературная пленка (будет описано ниже), которая предотвращает
ранний выход летучих и способствует более интенсивному прогреву угольной матрицы в
частице с активацией многих химических процессов деструкции органической компоненты.
Это идея выявлена нами в процессе исследования воздействия на уголь СВЧ излучения,
когда прогрев частиц разных размеров идет в основном в объеме. В предыдущих грантах и
работах мы обратили внимание, что поверхность частицы нельзя рассматривать как
однородную с точки зрения диффузии, тепловых фронтов итп. Отличительные особенности
ранних стадий зажигания и горения частиц угля – это образования трещин.  Размером от 10 м
и выше. Еще один процесс образования и раскрытия щелей, это помол угля в молотковых
мельницах современных ТЭЦ. Процесс сложен для детального описания, зависит от типа
углей и ряда параметров мельницы.
Поэтому мы пошли по другому пути по оптимизации влияния угольных трещин га
горение частиц. Это создание высокотемпературной оболочки. Такая оболочка, закрывая
щели, должна существенно изменить режимы горения частицы и в целом, особенно на
начальном участке факела.
Параметры этой оболочки (проницаемость, плотность, адгезия) должны изменяться по
определенным закономерностям от времени и величины нагрева поверхности угля. Режимы
начального ввода энергии в уголь для его разогрева выбираются как классический -
последовательный нагрев через поверхность угля, в котлах, например. Так и с применением
СВЧ энергии, с вводом энергии непосредственно в угольную матрицу под оболочку. Что очень
удобно для исследовательских целей в лабораторных условиях.
4.1.3. Направление из Стратегии научно-технологического развития
Российской Федерации (при наличии)  N2
4.1.4. Анализ современного состояния исследований в данной  области (приводится обзор
исследований в данной области со  ссылками на публикации в научной литературе).
С СВЧ нагревом объема угольной намного быстрее чем при обычном нагреве сталкиваются
многие исследователи. Поэтому мы приведем обзор исследование по этой теме с акцентом
на СВЧ нагрев. Систематического анализа проблемы при использование термостойких
оболочек  на частицах угля нам в литературе неизвестно.
При горении дисперсного угля исследовались процессы горения первичных частиц
«мельничного помола», размером более десятков и сотен микрометров [ (Smoot, 1993,
Elsevier Science Publishers]). При исследовании процессов образования сажи уже  несколько
десятилетий фундаментальным вопросом является исследование природы зародышей сажи
из различных углеводородов [(Теснер, 1979, ФГВ т. 15, N2)] опять же в  основном с учетом
только газофазных реакций. Практически все описанные ранее модели горения
рассматривают классические схемы окисления продуктов сгорания (реакции в
газовой фазе) или гетерогенные реакции на частицах порядка 100 мкм. Однако,
образование при сжигании двухфазных топлив и углей наноразмерных частиц высоких
концентраций ставит вопрос о каталитической активности на поверхности таких
наночастиц. Только в последнее время появились первые теоретические работы (Li et all,
2001, J. Chem. Phys. A, 105; Манелис и др., 2000, Химия в интересах устойчивого
развития;), указывающие на возможность резкого увеличения каталитической активности,
например, по разложению воды при относительно невысоких температурах на сажевых
фулеренах. Традиционный подход (Зельдович, 1942, Журнал ЖЭТФ, № 12; Стрикленд-Констэбл, 1971, Недра) базируется на модели горения в газовой фазе. Однако в ряде
случаев при исследовании процессов горения возник ряд трудностей, которые не могли
быть преодолены с экспериментальной и вычислительной техникой 80-х начала 90 годов
Сейчас складывается другая ситуация, когда технические возможности и интерес к
горению в нетрадиционной окислительной системе (пары воды) резко возросли (Walsh et
all, The Combustion Institute; Cheskisl etall, 1998, Aviv Appl. Phys. B 66; Hopkins et all, 2004,
Chem. Phys. 6).
Следует особо подчеркнуть, что по ряду новых угольных технологий отставание в РФ по
сравнению с мировым уровнем стало критическим. Например, технология ЦКС
(циркулирующий кипящий слой), позволяющая энерго- и экологоэффективно сжигать
самые низкосортные твердые топлива, активно внедряется за рубежом с 80-х гг. XX века.
Там уже работает более 500 котлоагрегатов. За счет низкотемпературного сжигания
технология обеспечивает снижение вредных выбросов до санитарных норм и не требует
установки дорогостоящих и громоздких систем газоочистки. В России аналогичные
разработки из-за хронического недофинансирования в свое время научных исследований
по ЦКС до сих пор, в лучшем случае, находятся на стадии опытных образцов..
Однако, инновационное развитие угольной энергетики помимо качественного улучшения
указанных выше технологий, должно базироваться и на привлечении новых методов и
способов воздействия, как на процессы подготовки и эффективного сжигания топлива, так
и на снижение вредных выбросов. Нетрадиционный путь здесь – воздействие на
термоподготовку угля и топочный факел различных физических полей, в том числе
электрического, электронного пучка, СВЧ, ультрафиолетового излучения, акустики,
плазмообразующих разрядов и др
Анализ этих литературных источников показывает, что из множества электрических
разрядов, воздействующих на материальные среды, наиболее активирующее воздействие 
принадлежит ВЧ–излучению. Разнообразные применения СВЧ-колебаний в физике и
технике наиболее полно приведены в американской монографии «СВЧ–энергетика» под
общей редакцией Окресса Э. [6], а также в двух отечественных монографиях научной
школы чл.-корр. РАН Диденко А.Н. «СВЧ–энергетика: теория и практика» [7] и «СВЧ–
энергетика» [8].
Особенности воздействия СВЧ-излучения на уголь.
СВЧ-излучение применяется с конца 40-х - начала 50 годов ХХ столетия [9] с
изобретением микроволновой техники и радиолокации. Частота СВЧ-излучения
находится в пределах от 300 МГц до 3000 ГГц, что соответствует длинам волн от 1 м до
0,1 мм. Уровни достигаемых мощностей лежат в пределах от долей Вт до нескольких МВт
в импульсном режиме генерирования, и от долей Вт до сотен кВт в режиме непрерывного
генерирования [10]. Основные теоретические и экспериментальные работы по
высокочастотному и сверхвысокочастотному воздействию провели: Лыков А.В., Окресс
Э, Пюшнер Г.,Диденко А.Н. и др. [6, 7, 8, 11, 12]. По сравнению с обычными видами
воздействия – микроволновое (СВЧ) воздействие имеет ряд преимуществ, которые однако
Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software
http://www.foxitsoftware.com For evaluation only.
при практическом использовании требует очень высокого уровня понимания всех
физических процессов в СВЧ полях угольных матриц:
- СВЧ-воздействие – это бесконтактное воздействие;
-СВЧ - поглощение энергии происходит сложным образом в зависимости от размера
тела и длины волны, что позволяет создавать различные режимы нагрева угольных
образцов
- Применение токов сверхвысокой частоты интенсифицируют (хотя эта точка зрения не
всеми авторами поддерживается) химические реакции как в объ;ме тела, так и на
поверхности и газовой фазе над поверхностями объекта, увеличивая тепломассоперенос,
а, следовательно, сокращается время воздействия на угольные объекты высоких
температур..
- Компактность установок СВЧ-воздействия; возможность применения различных
фокусирующих устройств для управления структурой СВЧ поле в пространстве
При подборе частоты и форм резонаторов и открытых излучающих антенн можно
получить в ближней волновой и дальних зонах СВЧ излучателей требуемое
температурное распределение в нагреваемом теле;
Традиционное описание процессов воздействия СВЧ излучения на диэлектрические
материалы являются частота поля, квадрат средней напряженности и коэффициент потерь.
Если диэлектрик имеет повышенную влажность, то его диэлектрическая проницаемость
увеличивается и электромагнитная волна поглощается материалом интенсивнее.
Многочисленные наши исследования показали, что такое традиционное описание
практически никогда не соответствует режимам, которые могут относительно легко
реализоваться на практике в обозримом будущем. Более того, мы считаем, что
необходимо сосредоточить внимание исследователей именно на СВЧ активации крупных
кусков угля, от сантиметра и выше, так как СВЧ воздействия на порошковые струи углей
в горелках до сих пор были малоэффективны и энергозатратны. И это понятно почему –
СВЧ энергия как источник внутреннего тепла в малых частицах менее 1-2 мм слишком
быстро прогревает всю частицу, и не да;т больших градиентов, - то есть не использует
преимущества предлагаемого нами нового способа СВЧ внутреннего градиентного
нагрева угля.
Нами в рамках концепции работы с большими кусками угля (от 100 грамм и до 700кг!)
было проведено предварительные исследование основных характеристик аэрозольной
фазы от этапа возникновения водорода в глубине щели и до воспламенения над
поверхностью угля.
Исходя из полученных экспериментальных данных, мы предложили следующую цепочку
процессов, возникающих при СВЧ градиентом нагреве цельного куска угля: 1 –
внутренний нагрев угля СВЧ локальным полем до возникновения водно-органической
фазы высокого давления, 2 – неполный разлом угля на одиночные или небольшое
количество трещин для «стравливания» внутреннего давления, 3 - полуэмпирический
закон изменения распределения во времени температур по длине трещины (ИК
тепловизорные, микротермопарные и расчетные данные) и в точках локального прорыва
канальных выходов («жерло вулкана»), 4 – численная оценка скорости образования
нанокластеров вдоль канала охлаждения при движении газовой органической компоненты 
по этому каналу, с высоким временным градиентом его охлаждения в первые секунды
предвоспламенения, вдоль радиальной координаты всего куска угля, 5 – коагуляционный
рост нанокластеров с одновременной диффузией на стенки канала с выделением теплоты
конденсации, и истощением фазы газовой органической компоненты по длине щели или
кратера, 6 - выход аэрозолей размером до 0.5-2 мкм из кратера в окружении органической
компоненты легких быстровоспламеняющих фракций (расчет спектра коагуляционного
процесса с истощением мономеров проводился по модели Смолуховского – Пащенко [1]),
7 - воспламенение газовой органической фазы в зонах перемешивания с воздухом при
Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software
http://www.foxitsoftware.com For evaluation only.
достижении температур воспламенения и горения вынесенных органических аэрозолей,
как вторичного фактора устойчивости факела горения, 8 - процесс и численный анализ
выноса наночастиц минеральной фракции (окись алюминия и кремния) из глубин
перегретого угля с точки зрения их влияния на процессы скорости зародышеобразования в
канале выноса органических аэрозолей [5] и каталитическое воспламенение через
механизм дополнительного образования ОН радикала на их поверхности [4 ].
Часть коагуляционно –аэрозольных процессов, из затронутых выше, нами исследовалось
ранее [6-9], так как они возникают в физике горения ТРТ, в ракетных всплывающих
облаках - выхлопах, в горелках безсажевого горения нового типа. Количественные
коагуляционно - испарительные расчеты распределения частиц по размерам и массам во
времени их движения в щелях и над поверхностью проводились на основе численной
модели Смолуховского – Пащенко [1].
ВЫВОД - Даже на сегодняшней начальном этапе научного исследования процессов
СВЧ активации углей ясно, что такая форма предварительной обработки углей может
занять важную нишу в угольной энергетике.
Появление тонких термических оболочек на углях – идея нашего коллектива, как
показывают наши предварительные эксперименты и теоретические оценки, может резко
увеличить оптимального сжигания угля и СВЧ методами и традиционными.
Литература к приведенной выше аннотации на наши обзоры.
1. Саломатов В.В. Природоохранные технологии на тепловых и атомных электростанциях.
– Новосибирск, – 2006. – 853 с
2. Шейндлин А.Е.Проблемы новой энергетики.-М: Наука,2006.- 406 с
3. Плазменная растопка котлов и стабилизация горения пылеугольного факела/ Под
ред.акад.Жукова М.Ф.-Новосибирск:Наука,2000.-712 с
4. Фиалков Б.С.Механизм воздействия электрического поля на процесс горения.// Физика
горения и взрыва. – 1980. – т.54. – вып.10. – С. 2655-2659.
5. Frank N. Dosing notes on testing conducted during the period 1985-86 on the process
demonstration unit at udianpolis // Electron beam processing of combustion the gases. – IAEA.
Vienna. – 1987. – Р. 97-119
6. СВЧ – энергетика. / Под ред. Э. Окресса (в трех томах). – М.: Мир. – 1971.
7. Диденко А.Н. СВЧ–энергетика: теория и практика. – М.: Наука. – 2003. – 446 с.
8. Диденко А.Н., Зверев Б.В. СВЧ – энергетика. – М.: Наука. – 2000. – 320 с.
9. В.В. Иванцкий. О возможности применения сверхвысокочастотных методов нагрева
материалов.// Известия высших учебных заведений. Проблемы полиграфии и
издательского дела.- 2000.- № 3-4. -С. 42-46.
10. Семенов, А.С. СВЧ-энергия и ее применение. Особенности,
оборудование,технологические процессы / А.С. Семенов, В.Б. Байбурин. - Саратов: Изд-во
Сарат. ун-та, 1999
11. Лыков А.В. Исследование процесса сушки в поле высокой частоты/Лыков А.В.,
Г.А.Максимов// Тепло-и массообмен в капиллярно-пористых телах.,- М.:
Госэнергноиздат, 1957. С. 133-142.
12. Пюшнер Г. Нагрев энергией сверхвысоких частот, пер. с англ.- М., «Энергия», 1968,
312с.
13. Назаров И.В. Измерение распределения температурного поля материалов в СВЧ-устройствах на основе замедляющих систем. Метрология. 2008. № 2. С. 24-32
14. В. Н. Нефедов, А. В. Мамонтов, М. В. Нефедов, И. М. Савченко. Микроволновый
метод создания равномерного распределения температуры в объемных диэлектрических
материалах.//Метрология. 2010. № 12. С. 36-41.
Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software
http://www.foxitsoftware.com For evaluation only.
15. Коновалов Н.П. Технология деструкции бурых углей методом нагрева энергией
сверхвысокой частоты. – Иркутск: Изд-во ИрГТУ, 2000. – 93 с.
16. Seyhun N., Ramaswany H., Sumnu G., Ahmed J. Comparision and modeling of microvave
tempering and infrared assisted microwave tempering of frozen potato puree.// Journal of Foof
Engineering 92. 2009. 339-344
17. Chemkhi S., Zagrouba F., Bellagi A. Modeling and simulation of dryng phenomena with
rheological behavior.// Brazilian Journal of Chemical Engineering. 2005. V22. №2. pp. 153-163.
18. Коломейцев В.А. Микроволновые системы с равномерным объемным нагревом
/В.А.Коломейцев, В.В.Комаров.-Саратов: Изд-во СГТУ,1998.-160с.
19. Брандт Л.А. Исследование диэлектриков на сверхвысоких частотах / - М.: Физматгиз,
1963. - 404 с.
20. Хиппель А.Р. Диэлектрики и волны/ -М.:Изд-во ИЛ,1960.-438с.
21. Остриков М.С. О механическом действии молекулярно-поверхностных сил в
дисперсных структурах при высыхании и увлажнении. -Киев, 1947.
22. Тареев Б.М. Физика диэлектрических материалов - М.: Энергоиздат, 1982. - 320 с.
23. Кузнецов М. И. Основы электротехники: учеб. пособие-10-е изд., перераб. - М.:
Высшая школа, 1970
24. Анненков Ю.М. Основы электротехнологий: учеб. пособие. - Томск: Изд-во ТПУ,
2005. - 208 с.
25. Щербаченко Л.А. Физика диэлектриков: курс лекций -Иркутск: Изд-во ИГУ, 2005. - 78
с.
26. Епифанов Г.И. Физика твердого тела / Г.И. Епифанов.- М.: Высшая школа,1987 - 288 с.
27. Патент РФ № 2330225. Способ сушки сыпучих диэлектрических материалов и
устройство для его осуществления / А.А. Хайдурова, П.Н. Коновалов, Н.П.Коновалов.
Заявлено 24.01.2007 г.; опубл. 27.07.2008 г. БИ № 28.
28. Высокочастотный нагрев диэлектриков и полупроводников / А.В. Нетушил[и др.]. - 2-е
изд., перераб. - М.-Л.: Госэнергоиздат, 1959. - 480 с.
29. Деккер А. Физика электротехнических материалов / А. Деккер. - М.-Л.:
Госэнергоиздат, 1962. - 256 с.
30. Хайдурова А.А. и др. Микроволновая сушка бурых углей и повышение их
технологических характеристик // Изв. ВУЗов. Проблемы энергетики. – Казань: Изд-во
КГЭУ. – 2010. – № 1-2. – С. 31-35.
31. Хайдурова А.А. и др. Воздействие микроволновой энергии на бурый уголь для
улучшения его технологических характеристик // Теплофизические основы
энергетических технологий. – Томск: Изд-во ТПУ. – 2009. – С. 109-113
32. James Graham, Senior Process Engineer. Microwaves for coal quality improvement: the
DRYCOL Project. SACPS/International Pittsbrugh Coal Conference 2007 Johannesburg, South
Africa, September 10-14, 2007.
33. Microwave embrittlement and desulphurisation of coal.Marland, B.Han, N.A.Rowson,
A.J.Merchant School of Chemical Engineering, The University of Birmingham, Edgbaston,
Birmingham, B15 2TT, England.
34. Алтухов И.В., Очиров В.Д. Анализ способов сушки // Вестник Иркутской
государственной сельскохозяйственной академии. -2009.- № 36. -С. 16-21.
35. Лаутон Дж., Вейнберг Ф. Электрические аспекты горения.– М.: Энергия. 1976. – 296 с.
36. Фиалков Б.С., Щербаков Н.Д., Плицин В.Т. Распределение электрического потенциала
в углеводородных плам;нах // Физика горения и взрыва. – 1976.– т. 14.– № 2. – С. 104-108.
37. Степанов Е.М., Дьячков Б.Г. Ионизация в пламени и электрическом поле. – М.:
Металлургия. – 1968. – 310 с.
38. Лавров Ф.А., Малиновский А.Э. Влияние продольного электрического поля на процесс
горения газовых смесей // Журнал физической химии.–1922. – т.4 – № 1. – С. 104-108.
39. Гейдон А.Г., Вольфгард Х.Г. Пламя, его структура, излучение и температура. – М.:
Металлургия. – 1959. – 333 с.
Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software
http://www.foxitsoftware.com For evaluation only.
40. Исследование СВЧ-плазменной технологии сжигания низкосортных углей / Казанцев
В.И., Капило П.М, и др. // Теплоэнергетика. – 2002. – № 12. – С. 39-44.
41. Плазменный розжиг и стабилизация горения факела донецкого АШ / Иманкулов Э.Р.,
Мессерле В.Е. и др. // Теплоэнергетика.– 1990. – № 1. – С. 51-53
42. Буров В.Ф., Стрижко Ю.В. СВЧ-плазмотрон со свободно парящим плазмоидом // Сб.
Горение твердого топлива. – Новосибирск: Изд-во ИТ СО РАН. – 2006. 
43. Воробьев Б.М. Уголь мира. М.: «Горная книга», 2007, Т1: Глобальный аспект. – 309с.
44. Лыков А.В. Теория сушки.- М.: Энергия, 1968.-472с.
45. Хайдурова А.А., Коновалов П.Н., Коновалов Н.П. СВЧ-обработка буроугольного
концентрата из угля Мугунского месторождения для получения губчатого железа. Химия
твердого топлива. 2008. № 2. С. 67-70.
46. Гридин О.М., Гончаров С.А. Электромагнитные процессы. -М.: «Горная книга», 2009.
– 498с.
47. Туманов Ю. Н., Туманов Д. Ю. Плазменные технологии в формировании нового
облика промышленного производства в ХXI столетии //Новые промышленные
технологии. -2006, №1. - С. 14-28.
48. Буров В. Ф., Стрижко Ю. В. СВЧ-плазмотрон со свободно парящим плазмоидом..//
Горение и плазмохимия. -2006.- Т№4.- №2. -С. 103-109.
49. Липович В.Г. и др. Химия и переработка угля. - М: Химия, 1988. -336с.
50. Исламов С.Р. Энерготехнологическая переработка угля.- Красноярск: Поликор, 2010.-224с.
51. Нистратов В.Ф., Будаев С.С., Мартинцов С.М. Микроволновая обработка
энергетических углей в технологиях их обогащения.// Горный журнал. 2009. № 2. С. 43-45.
52. Коновалов Н.П. Технологии деструкции бурых углей методом нагрева энергией СВЧ.
– Иркутск: Изд-во ИрГТУ, 2000. – 93 с.
53. Полюхов В.В., Коновалов Н.П. Авт. св. СССР, № 278409, 1988.
54. Marcela Guiotoku , Claudia M. B. F. Maia , Carlos R. Rambo and Dachamir Hotza ,
Brazil Synthesis of Carbon-Based Materials by Microwave Hydrothermal Processing, Chapter
13, in MICROWAVE HEATING , Edited by Usha Chandra, Published by InTech, Janeza
Trdine 9, 51000 Rijeka, Croatia First published July, 2011, Printed in Croatia
55. Mohindar S. Seehra and Vivek Singh, Chapter 8 Use of Microwave Heating in Coal
Research and in Materials Synthesis 163, \ in MICROWAVE HEATING , Edited by Usha
Chandra, Published by InTech, Janeza Trdine 9, 51000 Rijeka, Croatia First published July,
2011, Printed in Croatia
56. Addamo M., Bellardita M., Carriazo C., Paola A., Milioto S., Palmisano L. & Rives V.,
(2008). Inorganic gels as precursors of TiO2 photocatalysts prepared by low temperature
microwave or thermal treatment. Appl. Catalysis B: Environmental, Vol. 84, pp. 742- 748.
57. Chatterjee I & Misra M., (1991). Electromagnetic and thermal modeling of microwave
drying of fine coal. Miner Metall Process, Vol. 8, pp. 110-114.
58. Lester E. & Kingman S., (2004). The effect of microwave preheating on five different coals.
Fuel, Vol. 83, pp. 1941-1947.
58. Lindroth D. P., (1985). Microwave drying of fine coal. US Bureau of Mines Report # 9005,
US Department of Interior.
59. Marland S., Han B., Merchant A. & Rowson N., (2000). The effect of microwave radiation
on coal grindability. Fuel, Vol. 79, pp. 1283-1288.
60. Marland S., Merchant A. & Rowson N., (2001). Dielectric properties of coal. Fuel, Vol. 80,
pp. 1839-1849.
61. Ponte D. G., Prieto I. F., Vair P. F. & Luengo J. C. G., (1996). Determination of moisture
content in power station coal using microwaves. Fuel, Vol. 75, No. 2, pp. 133-138.
62. Seehra M. S., Kalra A. & Manivannan A., (2007). Dewatering of fine coal slurries by
selective heating with microwaves. Fuel, Vol. 86, pp. 829-834.
63. Standish N, Worner H. & Kaul H., (1988). Microwave drying of brown coal agglomerates. J.
Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software
http://www.foxitsoftware.com For evaluation only.
Microwave Power EM Energy, Vol. 23, pp. 171-175.
64. Saeed, L.; Tohka, A.; Haapala, M. & Zevenhoven, R. (2004). Pyrolysis and combustion of
PVC, PVC-wood and PVC-coal mixtures in a two-stage fluidized bed process, Fuel Processing
Technology, Vol.85, No.14, September 2004, pp. 1565–1583, ISSN 0378-3820.
4.1.5. Цель и задачи проекта
Наша задача – изменить режимы воспламенения угольной частицы на стадии
прогрева и на стадии выделения летучих.  Для этого на пылевидные угольные частицы
наносится высокотемпературная пленка (будет описано ниже), которая предотвращает
ранний выход летучих и способствует более интенсивному прогреву угольной матрицы в
частице с активацией многих химических процессов деструкции органической компоненты. 
Это идея выявлена нами в процессе исследования воздействия на уголь СВЧ излучения,
когда прогрев частиц разных размеров идет в основном в объеме. В предыдущих грантах и
работах мы обратили внимание, что поверхность частицы нельзя рассматривать как
однородную с точки зрения диффузии, тепловых фронтов итп. Отличительные особенности
ранних стадий зажигания и горения частиц угля – это образования трещин.  Размером от 10 м
и выше. Еще один процесс образования и раскрытия щелей, это помол угля в молотковых
мельницах современных ТЭЦ. Процесс сложен для детального описания, зависит от типа
углей и ряда параметров мельницы.
Поэтому мы пошли по другому пути по оптимизации влияния угольных трещин га
горение частиц. Это создание высокотемпературной оболочки. Такая оболочка, закрывая
щели, должна существенно изменить режимы горения частицы и в целом, особенно на
начальном участке факела.
Параметры этой оболочки (проницаемость, плотность, адгезия) должны изменяться по
определенным закономерностям от времени и величины нагрева поверхности угля. Режимы
начального ввода энергии в уголь для его разогрева выбираются как классический -последовательный нагрев через поверхность угля, в котлах, например. Так и с применением
СВЧ энергии, с вводом энергии непосредственно в угольную матрицу под оболочку. Что очень
удобно для исследовательских целей в лабораторных условиях.
4.1.6. Научная новизна проекта (формулируется научная идея, постановка и решение
заявленной проблемы)
Наша задача – изменить режимы воспламенения угольной частицы на стадии прогрева и на
стадии выделения летучих.  Для этого на пылевидные угольные частицы наносится
высокотемпературная пленка (будет описано ниже), которая предотвращает ранний выход
летучих и способствует более интенсивному прогреву угольной матрицы в частице с
активацией многих химических процессов деструкции органической компоненты.
Это идея выявлена нами в процессе исследования воздействия на уголь СВЧ излучения,
когда прогрев частиц разных размеров идет в основном в объеме. В предыдущих грантах и
работах мы обратили внимание, что поверхность частицы нельзя рассматривать как
однородную с точки зрения диффузии, тепловых фронтов итп. Отличительные особенности
ранних стадий зажигания и горения частиц угля – это образования трещин.  Размером от 10 м
и выше. Еще один процесс образования и раскрытия щелей, это помол угля в молотковых
мельницах современных ТЭЦ. Процесс сложен для детального описания, зависит от типа
углей и ряда параметров мельницы.
Поэтому мы пошли по другому пути по оптимизации влияния угольных трещин га
горение частиц. Это создание высокотемпературной оболочки. Такая оболочка, закрывая
щели, должна существенно изменить режимы горения частицы и в целом, особенно на
начальном участке факела.
Параметры этой оболочки (проницаемость, плотность, адгезия) должны изменяться по
определенным закономерностям от времени и величины нагрева поверхности угля. Режимы
начального ввода энергии в уголь для его разогрева выбираются как классический -последовательный нагрев через поверхность угля, в котлах, например. Так и с применением
СВЧ энергии, с вводом энергии непосредственно в угольную матрицу под оболочку. Что очень
удобно для исследовательских целей в лабораторных условиях. 
Таким образом, мы считаем, что уголь с высокотемпературными, газонепроницаемыми
оболочками является по сути новым видом угольного топлива. Характеристики зажигания и
горения которого резко отличаются от характеристик классического сжигания угля. И есть уже
понимание, на экспериментальном и теоретическом уровне, что такое угольной топливо
может быть более эффективным, универсальным, экологичным, чем обычное.
4.1.7. Предлагаемые подходы и методы, и их обоснование для  реализации цели и задачи
проекта (Развернутое описание; форма изложения должна дать возможность эксперту оценить
соответствие подходов и методов поставленным целям и задачам проекта)
Одна из задач предлагаемого гранта предложить способ, как можно резче уменьшить выброс
высокодисперсных частиц как на стадии размола, так и на стадии прогрева в факеле и, тем
самым, уменьшить шлакообразование на стенках котла в особенности при работе на бурых
углях.
В поставленной задаче необходимо заблокировать огромное количество микро-щелей
шириной в сотни нанометров, которые рождаются на частицах угля в сотни микрон размеров
в процессе дробления. Поверхность между щелями обычно намного менее
реакционоспособна и на ней затруднено образование выбросов и факелов  горения летучих
компонент из матрицы угля.
Основная физико-химическая задача способа - это ввести модифицированное жидкое стекло
в щели приготовленной пылевой частицы.  Нами показано в пробных лабораторных
экспериментах, что это эффективнее всего можно сделать, используя два процесса. Первый
– заставить пл;нку МЖС растекаться как можно шире по поверхности частицы угля,
использую такое понятие, как угол смачивания. Для нашей задачи желательно угол
смачивания иметь не более 10 градусов. Тогда это позволяет включить второй процесс – при
растекании пл;нка МЖС касается щели, которая в силу малых размеров обладает большой
капиллярной силой, и втягивает МЖС глубоко в микро-трещину.
При этом на поверхности частицы угля, где нет трещин, практически не оста;тся МЖС.
То есть, при оптимальном сочетании параметров уда;тся заполнить только трещины. При
нагреве такой частицы в факеле на начальном этапе прогрева МЖС в трещине превращается
в высокотемпературный гель окиси кремния, и прекращается выброс летучих.
Если уголь смачиваний МЖС и угольной поверхности большой, процесс втягивания в
трещины не происходит, или он будет идти очень долго, десятки минут. Мы получили эти
данные для реального угля из Бородинского разреза, который используется на ТЭЦ-5 города
Новосибирска. Для условия работы котлов с прямой подачей угольной пыли в факел это
недопустимо долго. Для углов меньше 10-20 градусов, практически полное смачивание в
практике физики поверхностей, весь процесс смачивания происходит за десятые доли
секунды и менее. Такие эксперименты также  будут проведены для этого угля с помолом в
молотковой мельнице ТЭЦ-5.
Зная среднее число щелей на помолотых углях (данные будут получаться по
электронной микроскопии) на единицу поверхности, необходимо оптимизировать количество
реагента (МЖС), наносимого на поверхность.  Будут  исследованы режимы работы
молотковой и шаровой мельницы. После прогрева частиц до 200-300 градусов  будут
определены зоны появления выделений окиси кремния.
Другими словами – надо подобрать добавки к МЖС такие, чтобы раствор получился
смачивающий поверхность угля (10%), и нанести его с эффективной степенью заполнения от
10 и до 30% от поверхности пылевых угольных частиц. Нанесение более 30% приводит как к
удорожание способа в целом, так и появлению больших сплошных покрытий окиси кремния
на всей частицы, что мешает развитию нормального процесса горения и большой степени
недогорания частиц  угля в пределах котла.
Модификатор должен резко уменьшать значение поверхностного натяжения ЖС,
чтобы  ЖС на свежей поверхности частиц затекало в основном в нано-щели.
Модификаторами могут служить поверхностно – активные вещества (ПАВ) Можно
попытаться использовать, например,  C17H35COONa  - этот компонент деш;в и нетоксичен.
Концентрация ввода модификаторов  подбирается экспериментально в модельных
экспериментах с МЖС по его растеканию на поверхности данного типа угля (микроскопные
измерения)
Нанесение МЖС на поверхность угольной частицы оптимально для поставленных
задач, если защитная высокотемпературная пл;нка образуется только на указанных
дефектах, стабилизируя их дальнейшее развитие и перекрывая выброс как газовых
компонент через щели, так и минеральных частиц.
При попадании в зону прогрева факела запускается процесс полного
остекловывания внутри трещины пузырьковой фазой окиси кремния. Что и меняет режимы
начала горения всей угольной частицы в факеле котла
Ввод МЖС может уменьшить долю частиц с   диаметром менее 1 мкм (аэрозолей), при
оценке взрывоопасности этот размер чрезвычайно важен.
. Например, добавление МЖС в количестве 200 кг на 20 тонн\час (рабочая
производительность молотковой мельницы ТЭЦ-5 (Новосибирск) позволит уменьшить
образование высокодисперсной фракции угольной пыли размером менее 1 мкм в 30-200
раз в зависимости от режимов ударного крошения частиц в мельнице.
При добавлении МЖС взрывоопасная фракция частиц (около 1 мкм и меньше)
оказывается связанной с поверхностью крупных частиц угля и с металлическими
деталями мельницы. Что резко снижает пороги взрывоопасности в таких объемах даже
при повышении температуры в мельницах. Повышение температуры важно для снижения
влаги в молотом угле (процесс сушки при углеподготовке становится более глубоким, для
наших модельных шаровых мельниц можно убрать еще 3-4% влажности из угольного
помола).
Предлагаемое нанесение оболочек на угольные пылевые частицы в сотни микрон
меняет механизмы горения такой частицы в факеле – нет почти факела выброса,
окисление (горение) во многом происходит гетерогенно, на поверхности угля. При этом
железо не успевает перейти в формы магнитных частиц, что резко сокращает процесс
коагуляции в факеле. (Магнитные частицы в виде доменов намагниченности существуют
до 50-60 нм по размерам и их константа коагуляции в 30 – 90 раз выше обычной
броуновской константы коагуляции. )
4.1.8. Ожидаемые результаты реализации проекта и их научная и  прикладная значимость.
Ожидается, что при завершение проекта будет построена эмпирическая    замкнутая теория
прогрева частиц с оболочкой и их зажигание в большом факеле котла.
Будут  выработаны  научные основы    и    прикладные  рекомендации  по создание кремниевых
пленок на частицах угля  для факелов больших котлов.
Указанный  выше  технический результат  будет достигаться  в способе подготовки пылеугольного
топлива для сжигания, с использованием дробления сырого угля, причем на этот уголь перед
молотковыми мельницами  будут наносить    модифицированное жидкое стекло (МЖС),
обладающее  высоким коэффициентом смачивания    поверхности угольной пыли, образующейся в
процессе размола угля в молотковой мельнице,  причем  степень    заполнения пленкой
ПОВЕРХНОСТИ частицы на выходе из молотковой мельницы должна  будет  составлять от 10% до
30% от общей поверхности этой частицы.
Ожидаемая прикладная значимость проекта  –  при  использовании  частиц угля с оболочкой  –
это  более  эффективное сжигание пылеугольного топлива с образованием экологически более
чистого высокотемпературного факела, с уменьшением зашлакованности котлов и уменьшением
выбросов окислов азота. Указанный технический результат    будет достигаться в способе
подготовки пылеугольного топлива для сжигания, с использованием дробления сырого угля.
Причем на этот уголь перед молотковыми мельницами  будет  наноситься  модифицированное
жидкое стекло, обладающее высоким коэффициентом смачивания поверхности угольной пыли в
процессе размола угля в молотковой мельнице. А  средняя толщина    пленки  на поверхности
пылеугольных частиц во время размола  будет определяется из формул растекания его с учетом
заданного поверхностного натяжения. На топологически разных объектах  –  поверхность,
ступеньки скола, трещина первичная и во время размола возникшая.
-----------------  ------------------------При размоле на первоначальный кусок угля размером менее нескольких сантиметров
происходит многократное мощное воздействие поверхностями размола. Известно, что при
таких нагрузках уголь проходит через процесс резкого образований щелей ( например,
зарождающиеся в дислокационном росте ). Которые в свою очередь порождают выброс
мелких частиц угля (от нанометров до 1-2 мкм).
Высокодисперсные частицы (около 1 мкм) могут иметь два явно выраженных
источника  –  возникающие при размоле в мельнице (переносятся первичным воздухом) и
возникающие уже в самом факеле в котле в момент прогрева частиц порядка 100 мкм с
выделением летучих, что характерно для бурых углей.
В угле есть также первичные минеральные примеси очень малого размера
(нанометры). Именно они при прогреве выбрасываются в щели, уносятся от частицы
газовыми потоками, коагулируют и начинают расти до долей микрона и более.
Наличие большого числа ВД частиц приводит к ряду проблем:
Возникновению осадка на стенках  котлов  (отложений) и к большей скорости
роста этого осадка (фрактально  –  дендритный рост осадка)  именно из-за больших
концентраций малых частиц. Особенность таких частиц – переход в вязкое состояние при
более низких температурах, чем для больших частиц, Вязкие частицы начинают играть
роль склеивающей сло;в при  росте осадков на стенке котла,  при этом уплотняют сам
осадок до состояния, когда даже паровая очистка может стать малоэффективной.
Отборы проб с котла показали следующий важный результат. Отложения на
стенках можно разделить на Мягкие и Твердые. Тв;рдые  -  трудно отделимые  от стенок
обычными методами, выдерживают большие  ударные нагрузки  и  твердые отложения
имеют большую намагниченность. Микрозондовый анализ таких образцов показал
наличие большого количества железа . Выяснено, что это смесь, состоящая в основном из
окислов железа, типа магнетит .
Магнитные частицы образуются при горении угольной пылевой частицы в
высокотемпературных факелах больших котлов за счет раннего выброса из такой частицы
летучих,  с выносом частиц с содержанием железа из тела матрицы угля. Окисление
железа происходит уже в оболочке горения вокруг такой частицы в зоне поступления
внешнего окислителя – кислорода.
Кроме того, частицы порядка микронов – наиболее взрывоопасная фракция.
================= ====================
4.1.9. Общий план реализации проекта (форма представления  информации должна дать
возможность эксперту оценить  реализуемость заявленного плана; общий план реализации
проекта даётся с разбивкой по годам)
Планируется
- Разработать методы приготовления высокотемпературной пленки на угольной частице
сантиметровых размеров  (2019)
- Разработать методы получения жидкого стекла с добавками для получения почти полной
смачиваемости поверхности больших кусков угля (2019)
- Изучить свойства микро и нано щелей на частицах молотого угля разных типов с
помощью электронной микроскопии. (2019)
- Создать методику нанесение жидкого стекла на молотые частицы непосредственно при
размоле. В лабораторных мельницах. И на ТЭЦ – Новосибирска и Красноярска. (2019-2020)
- Исследовать режимы нагревания частиц с оболочкой и их воспламенение на двух типах
угля (Бородинский - 2019 и Монгольский – 2010 год)
- Создать полуэмпирическую модель нагрева и зажигания частиц в сотни микрон
размеров с оболочками. (2020)
- Создать коагуляционную модель образования высокодисперсных частиц – общую (2019
год ), магнитных частиц из окислов железа (2020).
- Создать модель фрактального захвата частиц на поверхность котлов при начале роста
мягкого и жесткого отложений. (2010 год)
- Оснастить на ТЭЦ в Новосибирске и в Красноярске молотковые мельницы (по 1 шт)
форсунками нанесения жидкого стекла на молотый уголь ( в режиме 20 тонн в час угля и
20 -200 литров модифицированного  жидкого стекла (2020 год)
4.1.10. Ожидаемые научные результаты за первый год реализации  проекта (форма
изложения должна дать возможность провести экспертизу результатов и оценить возможную
степень  выполнения заявленного в проекте плана)
Надо научиться блокировать огромное количество микро-щелей шириной в сотни
нанометров, которые рождаются на частицах угля в сотни микрон размеров в процессе
дробления. Поверхность между щелями обычно намного менее реакционная  и на ней
затруднено образование выбросов и факелов горения летучих компонент из матрицы
угля.
Для этого в 2019 году будут получены результаты.
- методы приготовления высокотемпературной пленки на угольной частице
сантиметровых размеров  (2019)
- методы получения жидкого стекла с добавками для получения почти полной
смачиваемости поверхности больших кусков угля (2019)
- Изучены свойства микро и нано щелей на частицах молотого угля разных типов с
помощью электронной микроскопии. (2019)
- Создана методику нанесение жидкого стекла на молотые частицы непосредственно при
размоле. В лабораторных мельницах
- Создана  коагуляционную модель образования высокодисперсных частиц – общую (2019
год
- Оснастить на ТЭЦ в Новосибирске и в Красноярске молотковые мельницы (по 1 шт)
форсунками нанесения жидкого стекла на молотый уголь ( в режиме 20 тонн в час угля и
20 -200 литров модифицированного  жидкого стекла (2010 год)
Решить задача– ослабить критерии к просушке как в нижнем пределе (по
взрывобезопасности, так как в способе предполагается резко уменьшить концентрацию
частиц порядка микронов – наиболее взрывоопасная фракция размеров) так и в верхнем –
используя дополнительную влагу в частицах, сохран;нную за счет закупорки нано-щелей,
Для генерации радикалов ОН в зоне факельного раскрытия «закупорок»,  для
существенного изменения  процесса  горения, в первую очередь для уменьшения
генерации окислов азота.
Главной задачей предлагаемого гранта является получение эффективного факела
горения.   Техническим результатом будет обеспечение эффективного сжигания
пылеугольного топлива с образованием экологически более чистого
высокотемпературного факела с уменьшением выбросов окислов азота, а также
уменьшение пылеобразования, взрывоопасности и зашлакованности котлов.
4.2.1. Имеющийся у коллектива научный задел по проекту 
(указываются полученные результаты, разработанные  программы и методы,
экспериментальное оборудование,  материалы и информационные ресурсы, имеющиеся в
распоряжении коллектива для реализации проекта)
Наш коллектив имеет более 55 публикаций по теме работы горения, работы с углем и с
СВЧ активацией, 2 монографии. Более 6 наших новых патентов будут задействованы в
этой работе. Мы имеем опыт проведения более 10 грантов РФФИ по этой и близким
темам, включая и СВЧ воздействия на уголь и неконденсационное топливо. Мы имеем
оборудование непосредственно нашей группы, включая  полевые приборы, отборники,
фильтры, генераторы электричества и другое на сумму более 10 миллионов рублей.
Особо дорогое оборудование стоимостью в десятки миллионов рублей и больше мы
используем непосредственно в Новосибирском Государственном  Университете
практически бесплатно и безлимитно, так как у нас в коллективе много сотрудников и
студентов НГУ.
Мы эксплуатируем два огневых стенда в НГУ и в ИТ СО РАН, где имеем возможность
сжигать в любое время года до 1 кг угля в СВЧ активаторах разного. У нас есть большой
опыт проведение 5-6 экспедиций на угольные карьеры в Сибирском регионе, которые
также были поддержаны грантами РФФИ. И опыт работ на полигонах и карьерах с
новыми техническими устройствами и с горением сложных объектов. Более подробно
наш опыт и научный задел описан в разных разделах этой  заявки на грант.
4.2.2. Публикации (не более 15) участников коллектива, включая руководителя
коллектива, наиболее близко относящиеся к  проекту за последние 5 лет (для каждой
публикации, при  наличии, указать ссылку в сети Интернет для доступа эксперта к
аннотации или полному тексту публикации)
Саломатов В.В., Сладков С.О., Пащенко С.Э. СВЧ-ТЕХНОЛОГИИ В
УГОЛЬНОЙ ЭНЕРГЕТИКЕ Инженерно-физический журнал. - Минск: ИФЖ,
2012. - 3: - стр. 1-15. ISSN 0021-0285.
Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software
http://www.foxitsoftware.com For evaluation only.
Алексеенко СВ., Пащенко С.Э., Саломатов В.В. Нанокластерное инициирование
горения некондиционных углеводородных топлив // Инж.-физ.ж., 2010, т. 10, №4. С.
682-693:
Phenomenological models of microwave heating of a flat coal mass with release of absorbed
heat by the convection law Vl. V. Salomatov · S. O. Sladkov · S. E. Pashchenko · Vas. V.
Salomatov . Journal of Engineering Thermophysics 04/2013; 22(2).
DOI:10.1134/S1810232813020057 ·
Vl. V. Salomatov, S.O. Sladkov, S. E. Pashchenko, Vas. V. Salomatov. 
Phenomenological models of microwave heating of a flat coal mass with release of
absorbed heat by the convection law. Journal of Engineering Thermophysics. Vol. 22.
No.2. pp.134-142. C Pleiades Publishing. Ltd. , 2013. ISSN 1810- 2328.
Саломатов В.В., Сладков С.О., Пащенко С.Э., Саломатов В.В.Аналитическое
исследование СВЧ-нагрева плоского угольного слоя. Журнал Горение и плазмохимия.. -
Алматы: Институт проблем горения совместно с научным советом по горению и взрыву
при Президиуме Российской Академии наук, 2012. - 2: - стр. 106-112. - ISSN 1683-3902
Пащенко С. Э., Алексенко С. В., Пащенко С. С., Каляда В. В., Саломатов В. В. Способ
свч-градиентной активации угольного топлива с использованием защитной пленки.
Патент. (РФ № 2514826) 10.05.2014
Пащенко С.Э."Способ СВЧ - градиентной активации угольного топлива"
Патент ( РФ N2458107) 10.08.2012
Пащенко С.Э., Саломатов В.В., Алексеенко С.В. Способ сжигания углеводородного
топлива" Патент (РФ № 2407947) 27.12.2010
Пащенко С.Э., Пащенко С.С. Способ создания термозависимых угольных оболочек.
Регистрационный номер 2015130717- РФ . 23.07.2015.
Форма 5. Сведения об экспедиции (полевом исследовании),  проведение которой
запланировано на один год реализации проекта
5.1. Цели и задачи экспедиции (полевого исследования)
В развитие работ по предлагаемому гранту,  у нас имеется договоренность о
проведении экспериментальных работ по теме «Разработка и внедрение метода
приготовления и сжигания угольной пыли с высокотемпературной оболочкой с целью
оптимизации горения факела в больших котлах» с руководством ТЭЦ – 1, Красноярского
края. 
После того, как будет опробован новый метод на Новосибирской ТЭЦ-5 (работы и
оформление совместных патентов уже идут год) мы в работах на КрасноярскТЭЦ -1
опробуем методику под их тип угля и  под режимы их котлового оборудования по
приготовлению угольной пыли.  Также необходимо будет провести отборы проб золы с
разных точках золоотвалов ТЭЦ-1 на предмет исследования шлаковых отложений за
длительный промежуток времени. Когда использовались для сжигания разные типы
угольного топлива и разные режимы работы ТЭЦ-1.
Экспедиции в город Черепаново, Новосибирской области - на  завод угольных котлов -ЗАО «ЧерепановскФермМаш» будут проводиться с целью исследования горения
больших кусков угля  с термостойкой оболочкой на котлах малой мощности
(порядка МВт). Сжигание в режиме кипящего слоя. Там мы уже имеем
экспериментальный стенд. С таким котлом можно проводить и ряд модельных
экспериментов. Это позволит нам лучше понять процессы влияния термостойких
пленок на горения угольного топлива разного типа.
5.2. Обоснование необходимости экспедиции (полевого исследования) для реализации
проекта
Необходимость проведения экспедиций на разные типы котлов, работающих на
разных типах топлива нужна (как описано выше) для повышения нашего уровня
понимания рассматриваемых процессов горения угля с оболочкой.  Для разных условий.
Без этого не удастся доказать общность высказанных нами идей, развить методику для
разных систем угле -подготовки, и доказать энергетикам и себе жизнеспособность нового
метода.
В экспедиции будут участвовать молодые сотрудники НГУ, аспиранты и студенты.
Нам важно проводить их обучение не только в лабораториях, но и на реальных ТЭЦ и
котельных. Их список составляет на сегодня 9 человек, Прошедшие тест будут включены
в работы по грантам на следующем этапе.
5.3. Регион проведения экспедиции (полевого исследования)
Красноярский край,  Новосибирская область
5.4. Название района проведения экспедиции (полевого исследования) в составе региона
Красноярск, ТЭЦ-1 – работа с факелами котла, отвал ТЭЦ-1
Черепаново, Новосибирской области -  завод угольных котлов - ЗАО
«ЧерепановскФермМаш»
5.5. Сроки проведения экспедиции (полевого исследования)
Красноярск  - Апрель 2019, Июнь 2019, Октябрь 2019  - по одной недели каждая
экспедиция  Черепаново -  Май 2019, август 2019 – по три дня каждая
ПРИЛОЖЕНИЯ
Иллюстративный материал к этому гранту.
Methods for creating temperature-dependent film shell on coals
of various grades to optimize the conditions of their transport,
ignition and combustion
S. E. Pashchenko
1
, S. S. Pashchenko
1
, V.V.Kalyada
1
.A.E. Zarvin
1
, G.G.Gartwich
1
, V. V. Salomatov
2
1
Novosibirsk state University,  630090 Novosibirsk, Russia
2
Institute of Thermophysics,  SB RAS, 630090 Novosibirsk, Russia
Email: pashenko-ecolog@yandex.ru
Abstract.  This  paper  presents methods for creating a heat-dependent film shell by applying a
liquid phase on the surface of coal. In this case, a modified "liquid glass" with a silicate module
3.5 is used as the liquid phase. The film is applied with a thickness of not more t han 1 µm.  For
special tasks, it is possible to produce a short-term heating of the film by light radiation to increase
its volume by 10-30%. This protective film reduces the oxidation of coal fuel during storage in
open warehouses and transportation.
Keywords: coal, liquid glass, film, surface of coal
1. Introduction
Under the influence of heat flow on the coal particle, the emission of gases and heavy hydrocarbons is
formed. Through the cracks that form in the particle. The mixture emitted is ignited if critical ignition
conditions are reached. However, the literature has not yet considered the role of coagulation and
condensation processes of heavy hydrocarbons in coal crevices. Which can significantly affect both the
ignition parameters and the combustion time of the coal particle.
We have developed a new method for controlling the combustion of coal particles  [1]. On the coal
particle must be applied heat-resistant film, which will close the gap. That significantly change the
process of ignition of the particle in the torch of a large coal boiler [2].
2.  Methodology
The purpose of this study is to create a technology for producing a protective film on a coal particle.
Requirements for the method:
- The simplicity of the technology of film deposition in terms of processing plants and coal pits.
- The need for film application at winter and summer temperatures, that is, from -40 to plus 40 degrees
Celsius, which corresponds to the temperature extremes in the Siberian region.
-  Save the properties of the film during transportation of the coal, its storage, and in the beginning of
the combustion of coal in boilers of low and average power.
-  Apply the technology of combustion of coal with a film shell not only to the conditions of
microwave combustion, but also to the conditions of combustion of coal in conventional boilers. That is,
when the heating of a piece of coal is not inside (as in the microwave method), but outside (as in
conventional boilers with lump coal) [3].
The problem is solved using a substance known as"sodium liquid glass". It is an aqueous alkaline
solution of sodium silicates Na2O (SiO2)n with a silicate modulus of more than 3.5. The film is applied
no more than a few microns thick.
In the liquid glass can be introduced germ-forming additives-clusters of SiO2 with an average
diameter of 90 nm, made directly from this substance, with an air exposure of not more than 10 minutes
before the introduction into the solution for the preparation of the film.
The presence of a protective film on a piece of coal allows you to increase the temperature of a piece
of coal without cracking to 600-700°C  [4]. Therefore, in the implementation of the proposed method, the
rate of decomposition of volatiles inside a piece of coal covered with a film  under the influence of a
microwave gradient field increases by 10-100 times.
Depending on the type of coal in the activation process several times, depending on the activation
parameters (power, time, duty cycle of microwave pulses) increases the yield of light hydrocarbons. They
do not form a lot of aerosols, the chemical composition of the products of emission from the coal piece
consists of much lighter, and hence more volatile and combustible hydrocarbons. This, in turn, leads to a
decrease in the ignition temperature to 500°C, an increase in the completeness of fuel combustion to 98%.
And reducing the rate of slagging of the internal surfaces of the boiler equipment by reducing the
proportion of aerosols in the flue gases [5].
3. Results and Discussions
Liquid glass is applied to coal pieces of coal by various methods. This is wetting large pieces with a
volume of liquid glass. Or coating drops when spraying a jet of liquid glass.
In expeditions we have tested methods coating on coal in quarries in the conditions the Siberian
climate (Figure 1).
Figure 1:  In expeditions
The protective film under heating coal passes through several phases. These changes can be found on the
temperature charts (figure 2)
Figure 2: The temperature formation SiO2 film on the surface of coal when it is
heated (thermal-imager data).
Gas sampling from the cracks of large pieces of coal (700 kg) on the field mass spectrometer UGA-200. Was conducted by microwave activation cracks the surface of the coal.    Figure 3-  on the left-UGA-200, on the right sampling from cracks by a ceramic needle.
Figure 3: Study on the mass spectrometer of the gas composition inside the cracks of
a large piece of coal
On the basis of water - alkaline solution of sodium silicates Na2O(SiO2)n with silicate module more than
3,5-4 developed methods for producing a film at an angle thickness of not more than 2 microns. The film
can be solid. Or covering only surface defects, cracks, protrusions.
The methods of light short-term exposure (illumination) of the primary silicate film directly on the
surface of coal are mastered. This increases its volume by 20-40%. And allows you to get the desired gas
permeability parameters for molecular hydrogen. The range of wavelengths, power and interval
between them and the number of pulses is determined by the criterion of creating a porous SiO2 filter
from the surface film. With a total absorption of volatile hydrocarbons of more than 95% in the range of
750 0C.
At the exposure of a film of liquid glass happens two effects. Formation of Small SiO2 clusters in the
film. And direct heating of the film with water outlet and partially sodium compounds [7].
Laboratory and field methods of introducing the nucleating additive-SiO2 clusters into the liquid glass
have been developed. Immediately before the beginning of the process, the formation of films on coal
both in laboratory and in the quarry conditions of enrichment plants. Our experiments and calculations
show that the diameter of such additives should not exceed 90 nm. And their production should be
carried out directly from solutions of sodium silicates Na2O (SiO2)n, with an air exposure of not more
than 10 minutes before the introduction into the solution for the preparation the film in quarries.
The study the structure of shell coals at various stages of the process is carried out using a
scanning electron microscope with a microprobe attachment. This information allows you to
effectively optimize the process of creating a shell. And to choose effective modes of thermal
ignition of coal fuel.
Figure 4:  The surface of the coal with a heat resistant film and microprobe spectra
Methods for producing large volumes (up to 20 liters) of liquid glass with a large silicate module
directly in coal mines and processing plants have been developed.
Optimal methods of filling cracks in coal in production conditions are developed. Especially in
oxidized coals, stored for a long time in coal mines, and have lost their original value. In figure 5
are photos of the experiments, where the topography and the surface temperature of the coal
during heating. Optical and IR images. An important feature of liquid glass with a large silicate
module is its flowing into cracks. When the temperature of the coal surface increases, the crack
is completely isolated by the bubble structure of the film.
Figure 5:  Optical and infrared images of coal with a diameter about 15 cm during combustion
.
It is important to take into account the transformation of the distribution spectrum of nanoclusters of
heavy hydrocarbons in the process of sampling for analysis on analytical chemical devices. For each type
of our devices selection methods are fundamentally important. Extreme cases: for electron
microscopes, selection for vacuum samplers with a characteristic sampling time of 0.001 seconds, and
another limiting case, selection in micro-samples for a mass chromatograph, with a time spent of
hydrocarbons in a confined space of up to 10 seconds (transfer and "insertion" of the syringe). In both
cases, approaches and computational models previously developed by us for sampling in the
combustion of rocket fuels are used.
References
[1]  S. E. Pashchenko , S. S. Pashchenko.  A method of creating a temperature-dependent coal
membranous sheath.  Patent RF, no. 2595344. 2016
[2]  Marland S., Han B., Merchant A., Rowson N.The effect of microwave radiation on coal grindability.
Fuel. 2000. Vol. 79, No. 11. Pp. 1283–1288
[3]  Kumar H., Lester E., Kingman S., Bourne R., Avila C., Jones A., Robinson J., Halleck P. M., Mathews J.
P.Inducing fractures and increasing cleat apertures in a bituminous coal under isotropic stress via
application of microwave energy. Int. J. Coal Geology. 2011. Vol. 88, No. 1. Pp. 75–82.
[4]  K. V. Shah, R. Vuthaluru, and H. B. Vuthaluru, “CFD based investigations into optimization of
coal pulveriser performance: Effect of classifier vane settings,” Fuel Process. Technol., vol. 90, 
no. 9, pp. 1135–1141, 2009.
[5] S. T. Method, “Standard Test Method for Sampling and Fineness Test of Pulverized Coal 1,”
Changes, vol. 87, no. Reapproved, pp. 1–7, 2002.
[6]  Technical report. Pilot burning of Borodino brown coal at the boiler TP-214 of the ST power unit. №
2 Novosibirsk CHPP-5 JSC "SIBEKO" 6P-18/PNO LLC "ZiO-kotes" 2018
[7]  Pashchenko S. E., Alekseenko S. V., Pashchenko S. S., Kolyada V. V., Salomatov V. V.  Method of
microwave-gradient activation of coal fuel with the use of a protective film.   Patent RF, no. 2514826