
Мощность зеленой энергетики в Казахстане выросла в 17 раз
08.07.2025
Сжигание углеводородов даёт 90 процентов потребляемой человечеством энергии. При этом доля нефти и природного газа стабильно уменьшается, а человечество не только продолжает искать новые альтернативные источники энергии, но и пытается максимально использовать старые.
Новые методы высокотемпературной обработки твёрдых и жидких углеводородов (газификация) окислителем (чаще всего воздухом или чистым кислородом) позволяют по-новому взглянуть на столь привычную древесину или каменный уголь. В результате газификации до 80 процентов даже самого низкосортного топлива превращается в сингаз, состоящий в основном из водорода и окиси углерода. Сингаз – перспективное исходное сырьё, которое применяется в органическом синтезе.
Российские физики из Института электрофизики и электроэнергетики РАН нашли способ значительно упростить процесс газификации и предложили проводить процесс в низкотемпературной плазме (1200–1500 градусов Цельсия) электрической дуги. Использование плазмы позволило достичь более полной проработки древесины с меньшим выходом побочных продуктов горения. Результаты работы опубликованы в английской версии журнала «Теплофизика высоких температур» (“High temperature”).
Существует два различных метода газификации – аллотермический и автотермический. При использовании аллотермического метода поддержание высокой температуры происходит за счёт внешних источников тепла. При автотермической газификации тепло, напротив, поступает от частичного сгорания первичной порции топлива. При этом скорость газификации и качество получающегося газа возрастают с увеличением температуры, внешнего давления или скорости воздушного потока окислителя.
Исследователи использовали аллотермический метод и в своей работе проводили газификацию в холодной плазме, отказавшись от затратных методов, требующих повышения давления и регуляции скорости потока окислителя.
Сконструированная А. Н. Братцевым и его коллегами опытная установка способна потреблять в качестве топлива древесные отходы или даже отработанные фракции нефтепродуктов. Генератор низкотемпературной плазмы установки в течение восьми часов выводили на режим работы (1500 градусов Цельсия), после чего загружали влажной древесиной. Частичное окисление углеводородов начиналось уже в корпусе генератора и окончательно завершалось в системе очистки получаемых газов. При этом содержание непрореагировавших атомов углеводородов по сравнению с таковым при использовании промышленного автотермического метода уменьшилось на 20–50 процентов, а затраты на поддержание высокой температуры – на 15–45 процентов. Кроме того, в получающейся газообразной смеси снижалось содержание углекислого газа (CO2). Продуктивность установки достигала 70 кг/час.
Высокая влажность топлива практически не повлияла на выход газообразного продукта. Более того, эффективность процесса на 10 процентов превысила теоретически рассчитанную, что объяснилось незначительными ошибками в оценке влажности древесины. Таким образом, отечественными учёными был предложен не только эффективный способ улучшения процесса газификации углеводородного топлива, но и безотходный, экологически эффективный путь использования древесных отходов.
Источник информации:
Arc Gasification of Biomass: Example of Wood Residue. A.N. Brattsev, V.A. Kuznetsov, V.E. Popov and A.A. Ufimcev. High temperature, vol. 49, № 2.
Новости компаний 09.07.2025
Новости компаний 08.07.2025
Новости компаний 01.07.2025
Новости компаний 24.06.2025
Новости компаний 20.06.2025
Технологии 17.06.2025
Традиционная энергетика 09.06.2025
Чтобы оставить комментарий или выставить рейтинг, нужно Войти или Зарегистрироваться
Читайте также