Существующий на сегодняшний день научный и практический задел, позволяет определить подход к использованию местных топлив и созданию технической компоненты для вовлечения их прежде всего в малую энергетику с целью экономии в коммунальном секторе дальнепривозного угля, дизельного топлива и природного газа (в области большой энергетики ситуация складывается следующим образом).

 

Сущность подхода заключается в реализации общей идеи газификации (тем или иным способом) локальных скоплений горючих органических масс с расчленением процесса сжигания твердого топлива на два проводимых раздельно и управляемых подпроцесса (газификация органической массы и дожигание получаемого горючего газа), каждый из которых совершается в отдельном аппарате – газогенераторе и газопотребителе (котле, ДВС) соответственно.

 

Первый подпроцесс может проводиться в низкотемпературной области с применением катализаторов, колониальных микроорганизмов (биоконверсия), а в высокотемпературной области воздействием частотного излучения (в диапазоне ультразвуковых колебаний, а так же СВЧ - параметров), либо непосредственым термическим воздействием.

 

Каталитическая газификация проходит жидкофазно в гомогенных условиях при относительно низких температурах (порядка 150 ⁰С) и предваряется растворением исходного субстрата в органических растворителях в присутствии катализаторов типа хлоридов алюминия, никеля или палладия.

 

Биоконверсия органического сырья осуществляется колониальными микроорганизмами в процессе их жизнедеятельности. Для энергетических целей используются колонии метаногенерирующих бактерий. В качестве исходного сырья применяются различные виды растительных биомасс совместно с отходами животноводства, либо непосредственно.

 

Частотные воздействия, используемые в настоящее время лишь для проведения физических или химических процессов, таких как сушка, измельчение, термообработка и собственно газификация, реально имеют значительно больший потенциал воздействия на топливо. Наиболее перспективное направление здесь – полевое воздействие на молекулярную структуру вещества с целью высвобождения энергии, скрытой в неспаренных радикализованных единицах его структуры.

 

Термическая газификация осуществляется по различным схемам, в зависимости от вида топлива и необходимого конечного продукта. Для высокосортовых кондиционных твердых топлив доступны наиболее интенсивные (хотя и наиболее энерго- и материалоемкие) процессы, протекающие при температурах порядка 1800 ⁰С в пылевидном состоянии топлива. При высоких температурах так же проводится газификация углей различного сортового и гранулометрического состава в аэрошлаковом расплаве (прототип – металлургический процесс «РОМЕЛТ»).

 

Для МТЭР и особенно вовлекаемых в сферу маломасштабной энергетитки наиболее приемлемым по различным соображениям выступает технология слоевой газификации органической массы. Наиболее разработанными в данной технологии являются процессы газификация в плотном (ПС) или кипящем (КС) слое. В обоих случаях отделение золы от органической массы производится путем перевода последней в горючее газообразное состояние. Процесс разделения протекает управляемо и позволяет более или менее уверенно уйти от шлакования решетки.

 

Этот подход не нов. Он имеет богатую предысторию. А в настоящее время в России происходит постепенное возвращение к подобным технологиям, причем на современном научном уровне.

 

Применение газификации местных топлив позволяет выполнить два условия:

·                                технико-экономическое: использование местного топлива в отдаленных от линий тепло-, электро- и газоснабжения районах часто является более целесообразным, чем создание инфраструктуры для доставки кондиционного топлива либо энергоносителей

·                                эколого-технологическое: в силу особенностей ведения процесса двустадийное сжигание позволяет значительно снизить эмиссию СО₂, NO_X, SO₂, CO, сажи по сравнению с прямым сжиганием в одном аппарате.

 

Наилучший эффект подавления SO₂ (связывания его оксидом кальция до гипса) достигается при Т=800-850 ⁰С, поддерживаемой в зоне газификации газогенератора, где удобно реализовать этот этап очистки газов.

 

Оксиды азота NO_Х не образуются вследствие низких температур и восстановительного характера атмосферы, в которую выделяется азот топлива, а также малого времени пребывания горючего газа в зоне высоких температур при дожигании его на второй стадии.

 

Сажистые фракции не появляются, так как в процессе пиролиза топлива из него отгоняются летучие соединения, несущие “сажистый” углерод, которые в дальнейшем сгорают.

 

Эмиссия углекислого газа при работе на твердых топливах обычно выше, чем при работе на топливах газообразных. В случае предварительной газификации твердого топлива удается получить показатели по концентрации СО₂ в продуктах сгорания соответствующие сжиганию газа.

 

Окись углерода, вырабатываемая на первой стадии в максимально возможном количестве, полностью догорает на второй стадии.

 

Главная страница