Газ из отходовВ мире выделяются огромные суммы на развитие альтернативных источников энергии. Только в Европе на создание ветряных, солнечных и малых гидроэлектростанций с 1981 года было потрачено более 27 млрд. евро. Между тем в США и ряде европейских стран, где не только умеют считать деньги, но и культивируют бережное отношение к природе, ученые пытаются делать горючее даже из органических отходов. Сибирские ученые начали экспериментировать с природным сырьем (органическими бытовыми отходами, деревом, опилками, торфом и т. д.) в начале 1990‑х. А через десятилетие томская компания «Энергосинтез» реализовала проект нового источника энергии. Самым «благодарным» сырьем оказался… навоз.
Потенциально из органических отходов можно получить газ, прямогонный бензин или дизельное топливо, которые вырабатывают в специальном термоэлектрохимическом комплексе – ТЭХК. При этом тонна органики дает около 900 литров топлива. Комплекс способен перерабатывать более 12 тонн сырья в сутки. Как утверждает директор томского филиала Сибирского научно-исследовательского и проектно-технологического института переработки сельскохозяйственной продукции СО РАСХН Владимир Незамутдинов, если на участке накопилось много мусора, то на него несколько лет можно вообще не завозить топливо – достаточно будет просто очистить район. Причем, помимо сугубо практической пользы, комплекс помогает улучшить экологию.
В основу переработки отходов заложен принцип термохимического превращения: под воздействием тепла цепи молекул органического вещества разрываются и упорядочиваются в новую структуру. При этом органика перерабатывается в газообразное или жидкое топливо, вода – в технический дистиллят, а неорганические отходы в виде гранул выгружаются из отдельного патрубка. Органика в колонне высотой 2,5 метра проходит путь сверху вниз. Вверху колонны поддерживается температура в 40 °C, а внизу, где происходит пиролиз (разложение), – в 1000 °C.
Термоэлектрохимический комплекс отличается универсальностью. Во‑первых, утилизируя мусор, ТЭХК может генерировать электричество. Для этого используют отечественные и зарубежные газогенераторы. Мощность оборудования может превышать 1,7 МВт, в то время как энергетические затраты на ТЭХК составляют всего 30 кВт. Во‑вторых, установка помогает решить проблему излишков мазута. Большинство крупных предприятий, занимающихся выработкой топлива, теряются в догадках по поводу использования остатков. Сжечь мазут нельзя из‑за высокого содержания в нем серы, а в дорожной отрасли спрос на него невелик. В новом аппарате его можно разогнать на фракции: газ, дизельное топливо и др. При этом получаемый технический дистиллят воды можно вернуть в производство – для отопления, мытья помещений и других технических целей.
Производство стандартного бензина на томской установке пока невозможно. На аппарате можно вырабатывать только газ, воду и неорганику. Однако заместитель директора по научной работе Института химии нефти СО РАН, доктор химических наук А. Головко утверждает: «Из навоза можно получать дизельное топливо и бензин, но они требуют дальнейшей переработки. А переработка биомассы в газообразные продукты помогает решить не только экономические, но еще и экологические задачи».
В основе экспериментов томских ученых лежит реакция Фишера-Тропша, названная в честь двух немецких ученых, которые в 1923 году произвели синтез углеводородов. На его основе разнообразные соединения углерода (природный газ, каменный и бурый уголь, тяжелые фракции нефти, отходы деревообработки) превращаются сначала в синтез-газ (смесь СО и Н2), а затем – в синтетическую «сырую» нефть. Это смесь углеводородов, которая при дальнейшей переработке разделяется на различные виды экологически чистого топлива, свободного от примесей соединений серы и азота. Достаточно добавить 10% искусственного топлива в обычное дизельное, чтобы продукты сгорания дизтоплива стали соответствовать экологическим нормам.
На основе этой реакции в гитлеровской Германии из бурого угля через его газификацию получали топливо для автомобилей, самолетов, судов и танков. От нефти страна тогда была отрезана. В пик войны, в 1944 году, немцы производили около 4 млн. тонн искусственного жидкого топлива. Но впоследствии от этого способа изготовления моторного топлива отказались. Во‑первых, из экономических соображений: получать топливо из нефти было выгоднее. Во‑вторых, из‑за невозможности освободиться от содержащихся в угле парафинов. При сильных морозах он застывал, и техника вставала.
Томским ученым с помощью ТЭХК удалось отделить парафины от топлива. Парафин – продукт дорогой и востребованный во многих областях промышленности: химическом комплексе, шинной, резинотехнической и кабельной промышленности, в бытовой химии и свечном производстве. Между тем заводов по получению парафинов в России очень мало.
Узнав об этом, к ученым обратились представители Томской нефтяной компании. Перекачивать нефть, в состав которой входит парафин (в томской нефти его содержание велико), по трубопроводу накладно. В зимних условиях она замерзает и чтобы этого не происходило, компании приходится покупать американские разогревающие системы.
Стоит отметить, что органическое сырье, на котором работает комплекс, можно найти практически везде, причем в неограниченном количестве: при заготовке леса остаются опилки, сучья и ветки, а в любом крупном фермерском хозяйстве неизбежно накапливается токсичный навоз. Прежде чем пойти на удобрения, навоз должен вылежать два года. Но в реальности он ежедневно тоннами вымывается, просачивается в землю с грунтовыми водами и проникает в артезианские скважины, откуда берут питьевую воду. Если же продукты жизнедеятельности пустить на переработку, то из 6 тонн навоза можно получить до 7 тыс. куб. метров горючего газа.
По мнению разработчиков, термоэлектрохимический комплекс будет применяться в основном в сфере малой энергетики. Его можно использовать, например, для реанимации депрессивных российских деревень. Уборка урожая сильно зависит от наличия топлива и ГСМ, которые великими трудами завозят в отдаленные районы провинции. А естественные отходы животноводческого хозяйства в будущем смогут обеспечить фермера не только мясом и удобрениями, но и собственным теплом и электроэнергией.
Ирина ВАСИЛЬЕВА Источник: http://www.eprussia.ru |
