Среди основных источников для получения энергии выступают сейчас такие природные ресурсы, как нефть, газ и уголь. Со временем соотношение этих видов топлива меняется, но сегодня первые позиции по запасам занимает уголь. Основной проблемой при использовании этого горючего материала является большое содержание остаточных продуктов горения. Решением этого вопроса стало искусственное получение из него жидкого топлива. Этот вид синтетического топлива представляет собой гораздо более удобную форму для сжигания, а также избавлен от большинства вредных для окружающей среды компонентов.
Особенности и перспективы
Уже в середине прошлого века в России и ряде европейских стран начали перегонять твердые углеводороды в жидкое состояние и использовать как альтернативный источник энергии. Самое большое внимание развитию этой технологии уделяется в азиатских странах, где преобладают месторождения именно твердых ископаемых. Китай, определив в своей стране процесс преобразования «черного золота» как приоритетное направление, уже достиг серьезных объемов производства.
Жидкое топливо из угля: при определенных условиях в жидкую форму переходит почти весь каменный уголь
Если говорить о каменных углях, то в настоящее время для производства синтетического жидкого топлива используют марки Д, Г, ОС, СС, Т и А. Остальные чаще сжигаются для получении электричества (ТЭС). Наиболее перспективны для переработки бурые угли – их запасы значительны, а из-за небольшой теплотворной способности для отопления или производства электроэнергии покупают их неохотно. Если же в непосредственной близости от месторождения расположить мини завод, то транспортные расходы можно свести к минимуму. Перегонять можно самые мелкие и даже пылеобразные фракции. Ведь для достижения лучшего результата сырье специально измельчают в пыль. Так что затраты на сырье также незначительны: эти сорта имеют низкую стоимость.
Самые серьезные вложения потребуются на строительство (аренду) помещения и приобретение оборудования. Но что хорошо: современные установки требуют минимального вмешательства человека. В котел засыпаются исходные материалы, через некоторое время на выходе появляется продукция.
В зависимости от состава исходного сырья и особенностей проведения процесса можно получить: бензин, керосин, солярку, мазут. Выделяемые в процессе газы могут идти на обеспечение требуемой температуры гидрогенизации (сжижения) или на другие нужды. Так что затраты на электроэнергию тоже невелики. Неплохим примером мини завода по переработке бурого угля в жидкое топливо отечественного производства является установка пиролиза «Прометей».
Суть процесса и технологии
По химическому составу соотношение в составе нефти водорода к углероду несколько выше, чем у угля (у нефти – 11-15%, у углей – 4-8%). Целью ожижения является достижение более высокого соотношения за счет доноров водорода.
Получаемый химическим путем жидкий уголь может использоваться в качестве котельного топлива (аналог мазута из нефти), метанола и моторного топлива (аналог бензина). Сегодня технология успешно прошла все необходимые испытания и принесла результаты. Но нужно учесть, что полученные продукты содержат органические соединения (азот, кислород, серу и т.д.) и без дополнительной очистки использоваться не могут.
Мини завод «Прометей»
Если говорить коротко, то технология такова: в измельченное до порошкообразного состояния сырье при высокой температуре (от 400 до 500oC) и соответствующем давлении (до 300 кг/см2) подают водород. Как источник водорода могут быть использованы отходы переработки нефти или некоторая часть выработанного ранее продукта. При создании таких условий почти все твердое топливо переходит в жидкое состояние (без добавления источников водорода преобразуется не более 10%).
Есть еще один процесс. Эта технология является термической переработкой. Она сводится к предварительной сушке с последующим ожижением с помощью угле-масляных смесей. Просушенное сырье постепенно нагревают без доступа кислорода до 450-550oC. При таких условиях начинается распад угля на составляющие нефтяные фракции. Эта стадия еще называется газификацией. Далее газообразные фракции отбираются и сжижаются, а пиролизный газ и оставшиеся твердые фракции направляются в топку для обеспечения требуемой температуры процесса. То есть эта технология сама обеспечивает себя энергией для нагрева.
Из чего бы не было сделано горючее, важно чтобы было оно хорошего качества, а стоило недорого
Сегодня ситуация такова, что большая часть моторного топлива изготавливается на нефтеперегонных заводах, но все более активно начинает развиваться и альтернативное его производство. На нынешнем этапе усовершенствуются старые технологии и разрабатываются новые. Особенно перспективна для нашей страны переработка бурого угля: залежи его велики, а эффективность сжигания для получения тепла не самая высокая. Согласно мнению экспертов рынок синтетического жидкого топлива начнет свое бурное развитие в скором будущем на фоне неизбежного сокращения запасов нефти и газовых месторождений. Если говорить об отоплении, то котлам на жидком топливе все равно из чего оно получено. Главное чтобы качество было высоким. А если при надлежащем качестве платить за топливо для котла нужно будет меньше, нас это только обрадует.
