2018-03-21 13:40:14

Как мусор превратить в источник энергии

Мусорные свалки являются неприятными и грязными местами. Но новое поколение технологий обещает отправить их в прошлое, превратив большую часть ТБО полигонов в чистый газ.

Это связано с процессом, называемым газификацией , который заключается в превращение материалов на основе углерода в газ путем их нагревания до высокой температуры, но без их сжигания. Газ можно хранить до тех пор, пока он не понадобится для выработки электроэнергии.

По словам его разработчиков, передовая технология газификации может использовать в качестве топлива пластик, биомассу, текстиль – практически все, кроме металла и щебня. На выходе получается синтез-газ - чистый, горючий газ, состоящий из окиси углерода и водорода.

Основы этой технологии достаточно старые. Еще в XIX веке в большинстве крупных городов Европы существовали газификационные установки, превращающие уголь в угольный газ для отопления и освещения.

Газификация начала отходить на второй план после открытия больших запасов природного газа в начале прошлого века. Затем за последние 20 лет интерес к газификации возник снова, для газификации отходов древесины.

Однако с помощью новой технологии можно использовать гораздо более широкий спектр топлива, а выходной газ получается намного чище.

Газификация включает высотемпературный нагрев без горения. При температурах выше 700 ° С многие материалы на углеводородной основе распадаются на газообразный моноксид углерода и водород – синтез-газ, который можно использовать в качестве топлива.

Для таких материалов, как древесина, это относительно просто. Однако с другими углеводородными материалами и особенно промышленными отходами, такая реакция приводит к образованию загрязняющих веществ, таких как смолы.

Но сам мусор – это всего лишь более сложный углеводород. Вот почему Жан-Эрик Пети, руководитель французской компании CHO Power, и его коллеги разработали более высокотемпературный процесс при температуре 1200 ° С, в котором даже смолы.

В результате получается синтез-газ, который не создает опасных загрязнений. Фактически,  он достаточно качественный чтобы подавать непосредственно в высокоэффективные газовые двигатели внутреннего сгорания, вырабатывая электричество в два раза эффективней чем при обычной газификации, говорит Пети.

CHO Power уже построила прототип установки по газификации в городе Морсан, Франция, которая ежегодно перерабатывает 55 000 тонн древесины, биомассы и промышленных отходов в 11 мегаватт электроэнергии.

Газ, полученный в процессе газификации CHO Power, очищается при 1200° C в турбоплазменной установке, чтобы его можно было использовать в газовом двигателе  для выработки электроэнергии.

В декабре ЕС объявил, что компания получит кредит в размере 30 миллионов евро от Европейского инвестиционного банка для строительства еще одного завода в районе Туаре во Франции.

Заводы по газификации CHO Power по-прежнему должны привозить  отходы, то есть топливо со свалок. Однако компания Hysytech из Турина, Италия, планирует внедрить газификацию в промышленное производство.

Идея состоит в том, чтобы построить небольшую газификационную установку, обрабатывающую не менее 100 килограммов отходов в час, рядом с промышленным заводом, который занимается, например, переработкой углеводородных материалов - производит текстиль или пластмассы.

Затем любые отходы, создаваемые промышленным предприятием, могут быть прямо превращены в синтез-газ для производства электроэнергии на месте, избегая выбросов, связанных с транспортировкой отходов, на отдаленную газификационную станцию.

Проблема в том, что исторически газификация в этом масштабе слишком дорога для промышленности. Но в компании Hysytech полагают, что могут сделать небольшую, экономически эффективную установку с псевдоожиженным слоем.

Когда в эту установку попадают отходы, через них пропускают воздух для создания равномерной температуры и обеспечения возможности свободного выхода газа. Если материалам требуется много времени для выхода газов, они остаются в установке до тех пор, пока они не газифицируются, но скорость подачи потока воздуха может увеличиваться, если материалы быстро превращаются в газ.

Для небольших установок процесс является экономически эффективным. «Наша система спроектирована и построена для работы круглый год с хорошей эффективностью, является простотой в эксплуатации и недорогой в обслуживании», – сказал Андрес Сальдивия, руководитель отдела развития бизнеса Hysytech.

Hysytech построил опытный завод, который имеет около одной десятой предполагаемого объема производства, перерабатывая 10 килограммов отходов в час в синтез-газ. В настоящее время инженеры компании строят полноразмерный демонстрационный завод, который будет включать дополнительную систему «газ-газ», чтобы связать газификацию с избыточной энергией от ветровых турбин и солнечных батарей, чтобы энергия не терялась.

С помощью этой дополнительной системы избыточная энергия используется для разделения воды на водород и кислород. Затем соеденяясь с углеродом, этот водород превращается в метан, который можно использовать как обычный природный газ. «Наша цель - выйти на рынки к 2019 году», – сказал Салдивия.

Источник:bloomberg.com



Смотрите также: