Коллектив ученых Уральского федерального университета и Института теплофизики Сибирского отделения РАН создал технологию, которая поможет превратить угольную электрогенерацию в безотходное, экологически чистое и экономически более эффективное производство. Статья опубликована в журнале Fuel, – сообщает пресс-служба УрФУ.
В существующих технологиях интенсификации процесса газификации (конверсии) угля достигается путем обогащения кислородом дутьевого воздуха. В первую ступень традиционных двухступенчатых воздушных газификаторов подается кислород, увеличение его концентрации ведет к ускорению конверсии угля. Теоретически тот же результат может быть достигнут дополнительным нагревом дутьевого воздуха в воздушном котле до температуры в 1200°С, но в реальном производстве этот способ не используется из-за сложности технологии.
Уральские и сибирские ученые предлагают более экономичное и простое решение. В воздушный газификатор, который напоминает песочные часы, подается уголь микропомола с диаметром частиц в 30-40 микрон, что существенно меньше диаметра частиц угля стандартного помола, составляющего около 100 микрон. Благодаря микронизации угля удельная площадь его реагирования становится больше, доступ окислителя к углю – легче, следовательно, процесс сгорания угля и его газификации происходит быстрее. Полученный в результате синтез-газ сжигается в камере сгорания газовой турбины с образованием углекислого газа, водяного пара, азота и некоторых примесей.
«В России под конверсией угля обычно понимается его сжигание в энергетических котлах тепловых электрических станций, основанных на паросиловом цикле, так называемом цикле Ренкина. КПД таких станций – 35-40%, это существенно ниже, чем у предлагаемого нами цикла на базе парогазовой установки (цикла Брайтона-Ренкина) с внутрицикловой газификацией, ее КПД может достигать 50-55%. Предлагаемая нами технология улавливания и утилизации подразумевает очистку и сжатие синтез-газа CO2, образующегося в результате сжигания. В итоге получаем жидкий СО2, депонировать который, то есть закачивать под землю, гораздо удобнее», – комментирует Николай Абаимов, доцент кафедры тепловых электрических станций УрФУ.
Но «складирование» газа, как отметил учёный, – наиболее примитивное решение. Сжиженный углекислый газ может увеличить отдачу нефти при его закачивании в нефтеносные пласты. Благодаря технологии можно будет наладить производство углекислоты разных характеристик в зависимости от запросов тех или иных потребителей, а оставшиеся примеси – серу, оксид азота – реализовывать в сельском хозяйстве, медицине, автомобильной промышленности.
Как сообщает пресс-служба УрФУ, наиболее подходящими для применения в схемах утилизации СО2 являются искусственные материалы. Если для карбонизации горных пород, как правило, необходимы высокие давление и температуры, то карбонизация искусственных материалов может быть осуществлена при низком, в том числе атмосферном, давлении и небольшой температуре. При этом конечный продукт карбонизации гораздо более стабилен, чем в других технологических решениях утилизации углекислого газа, и его можно применять во многих отраслях промышленности.
