Сибирские ученые разработали технологию, позволяющую получать сразу несколько видов энергии из сельскохозяйственных отходов. Новая система дает возможность одновременно вырабатывать электричество, тепло и "зеленый" промышленный водород. Разработка может стать основой для создания автономных биоэнергетических установок, особенно востребованных в удаленных районах, передает inbusiness.kz со ссылкой на ТАСС.
Технологию предложили специалисты Томского политехнического университета и Кузбасского государственного технического университета. О результатах работы сообщили в пресс-службе министерства науки и высшего образования Российской Федерации.
"Ученые разработали систему полигенерации. Она позволяет из отходов сельского хозяйства вырабатывать одновременно три вида энергии — "зеленый" водород, тепло и электроэнергию. Исследования показали, что такой подход увеличивает энергетическую эффективность схемы получения водорода до 46%, а общую эксергетическую эффективность до 39%. Разработанная система может лечь в основу создания биоэнергетических установок для удаленных районов страны", — отметили в пресс-службе.
Основой новой системы стала технология газификации сельскохозяйственных отходов. В эксперименте использовались буковые опилки, однако разработчики подчеркивают, что установка отличается гибкостью и может работать с различными видами сырья. В качестве исходных материалов могут использоваться уголь, шламы, биомасса и другие органические отходы.
Ключевым элементом системы является особый способ получения перегретого водяного пара. Ученым удалось создать технологию генерации пара с температурой до 1 000 градусов и давлением до 30 бар. Полученный перегретый пар используется в двухстадийных газогенераторах.
В первой камере происходит частичная газификация исходного сырья. В результате, образуется горючий газ, который затем используется для получения тепла и электроэнергии, а также твердый остаток.
Во второй камере газификация продолжается, и образуется синтез-газ, богатый водородом. Его содержание превышает 30%, также в составе присутствует угарный газ.
Разработанную систему ученые протестировали на экспериментальной модели, варьируя состав сырья и параметры процессов в диапазонах, характерных для различных регионов мира.
Результаты испытаний показали значительное повышение эффективности работы энергетической установки.
"Эксергетическая эффективность парового котла увеличилась более чем в три раза — с 17% при традиционной схеме распределения пара до 53% при использовании новой технологии. Эффективность производства водорода достигла 46%, а показатель эксергии конверсии биомассы в водород составил 22%", - привели итоги проведенных исследований ученые.
В ходе исследований ученые также определили оптимальные условия для максимальной выработки водорода. По их расчетам, перегретый пар должен иметь температуру около 960 градусов при давлении 2 бар.
Следующим этапом работы ученых станет масштабирование технологии и адаптация системы для использования угля в качестве исходного сырья.
Также в перспективе планируется разработка модели глубокой переработки угля с получением синтетических видов топлива, что может открыть новые возможности для развития энергетики и промышленности.
Результаты исследования опубликованы в международном научном журнале International Journal of Hydrogen Energy.
Читайте по теме:
Казахстанские ученые создали насос без металла
