Мини-заводы будут производить нефть из углей

Успешно апробирована уникальная технология прямого ожижения угля для производства синтетической углеводородной смеси — аналога нефти. Причем себестоимость получаемого топлива в разы дешевле «естественного». Диапазон применения мини-заводов практически безграничен — от сельского хозяйства до ЖКХ, сообщает сайт «Сделано у нас».

Как отмечают разработчики, им удалось создать действующую технологию ожижения угля, подходящую для массового внедрения. В первую очередь она подходит для малого и среднего бизнеса, так как ее внедрение не требует значительных затрат и быстро окупается.

Первая установка по производству синтетических жидких котельных топлив из углей по технологии электрокавитационной обработки водоугольных смесей уже изготовлена и отгружена заказчикам — на стекольный завод в городе Нампо (КНДР). Ее мощность по конечному продукту — 15 тонн в сутки. Параллельно уже разработано технико-экономическое обоснование на оборудование мини-завода по производству из угля дизельного топлива мощностью до 100 тонн в сутки для собственных технологических нужд объектов угледобычи ООО «Промугольсервис» (Новокузнецк). Начата разработка проекта по автономному отоплению, энергоснабжению и обеспечению ГСМ агрокомплекса в Алтайском крае.

Работы ведутся в кооперации. НП «Южно-Уральское техническое общество» (город Миасс Челябинской области) отвечает за разработку технической документации, ведение договорных отношений, организацию изготовления и поставки комплектующих. ООО «Квант» (город Новокузнецк Кемеровской области) — за отработку технологии, изготовление электроразрядной установки, сборку и заводские испытания комплекта, пусконаладочные работы. ООО НПО СПб ЭК (Санкт-Петербург) является технологическим партнером, отвечает за продвижение, тиражирование разработки и активное внедрение ее на промышленных предприятиях страны и за рубежом.

Стоит отметить, что само производство жидкого моторного топлива из угля дело не новое. В различных странах сейчас работает более 80 опытных установок ожижения угля. Однако в промышленном масштабе эти технологии не используются вследствие целого ряда причин.

«Основные недостатки существующих технологий ожижения угля обусловлены невысокой производительностью процесса, протекающего при высоких давлениях и температурах, в присутствии катализаторов, а также необходимостью организации производства водорода и кислорода, выделения катализатора для повторного использования в процессе, — поясняет Игорь Якупов, заместитель директора Южно-Уральского технического общества. — Масштаб рентабельного производства в этой области начинается с уровня примерно полмиллиона тонн жидких продуктов в год, то есть порядка нескольких миллионов тонн в год по исходному углю».

В этом случае нужны колоссальные инвестиции, примерно от миллиарда долларов при сроках окупаемости семь-восемь лет и дольше. Очевидно, что такие проекты могут быть исключительно долгосрочным вложением капитала игроков мирового уровня. Именно поэтому ни в одной стране пока не было построено ни одного коммерческого производства синтетического жидкого топлива из угля. При этом притягательность формулы «бензин из угля» не оставляет в покое многих производственников. И запросы на проработку технологии к специалистам по глубокой переработке угля поступают постоянно. Экономическая целесообразность производства жидкого топлива из углей определяется достаточными запасами угля в нашей стране и коммерческой эффективностью, сопоставимой с эффективностью перегонки нефти.

Главное отличие проекта от существующих способов переработки углей заключается как раз в значительном снижении удельных затрат, стоимости оборудования за счет исключения процессов, протекающих при высоких температурах и давлениях, исключении каталитических реакций. Технология гораздо дешевле и проще. Нет необходимости строить целые заводы с гигантским производственным циклом, нести огромные расходы.

«Наше оборудование достаточно компактное, оно позволяет путем обработки двухфазной водно-угольной среды с добавлением тяжелого нефтяного остатка (ТНО) в кавитационном поле, создаваемом импульсными высоковольтными разрядами, переработать дешевый бурый уголь в аналог нефти, а из нее выделить аналоги бензина, дизтоплива и мазута. Причем себестоимость синтетического горючего, по нашим расчетам, будет втрое меньше получаемого обычным путем», — отмечает Игорь Якупов.

Сырьем для производства является уголь — 50%, ТНО — 23%, вода — 27%. На переработку подается измельченный уголь — угольная пыль, в установке перемешивания он смешивается с водой и ТНО, далее смесь обрабатывается в гомогенизаторе роторного типа — кавитационно-гидроударном диспергаторе (КаГуД). После этого гомогенная коллоидная суспензия подается насосом на установку электрогидроударной импульсной обработки с напряжением на разрядной ячейке до 60 000 В.

На выходе получается нефтеподобный продукт плотностью 0,95–0,96 г/см3. Для получения товарной нефти из нефтеподобного продукта отделяются вода и угольный остаток. Выделенная углеводородная фракция СУН плотностью 0,825 г/см3 разгоняется на товарные фракции с поочередным их отбором.

После изготовления опытно-промышленного образца установки мощностью по переработке угля 15 тонн в сутки разработчики приступили к проектированию и изготовлению установки глубокой переработки угля мощностью до 50 тонн в сутки. Сначала полуавтоматизированная технологическая линия модульной конструкции измельчает сырье, подаваемое с угольного склада. Затем смешивает измельченный уголь с водно-мазутной эмульсией с получением устойчивой водно-угольно-мазутной композиции, которая направляется на обработку в проточном реакторе с получением жидкой углеводородной топливной композиции (аналога нефти). После этого происходит переработка этой композиции в товарные синтетические жидкие топлива.

Разработчики объясняют, что высокая отдача таких установок получается при малых объемах производства. Низкобюджетная мобильная установка вполне применима даже в условиях Крайнего Севера, куда горючее приходится везти за тысячи километров. Ее можно поставить вблизи мест добычи угля и прямо на месте вырабатывать дизтопливо и бензин. Такие установки можно также применять для утилизации угольных шламов, отвалов — выиграют и экология, и производство. Вообще, возможности применения подобных мини-заводов практически безграничны — это и сельское хозяйство, и малая энергетика, и ЖКХ.