Учёные Томского политехнического университета совместно с коллегами разработали технологию переработки каменного угля в жидкое топливо с помощью микроволнового пиролиза и специальных добавок-поглотителей. Результаты исследования, поддержанного программой «Приоритет-2030», опубликованы в журнале Energy.
Микроволновый пиролиз — перспективный метод переработки угля, но сам уголь плохо поглощает микроволновое излучение, что делает процесс энергозатратным. Томские учёные нашли решение: они добавили к углю неорганические (оксид железа и оксид меди) и органические (навоз КРС и скорлупа кедрового ореха) вещества в количестве 10%. Эти добавки усиливают взаимодействие с микроволнами, ускоряя нагрев и снижая потребление электроэнергии.
Лучшие показатели дали неорганические добавки. Оксид железа повысил энергетическую отдачу процесса в 4,3 раза по сравнению с пиролизом без добавок, оксид меди — в 2,9 раза. Органические добавки также оказались эффективны: навоз увеличил эффективность в 1,6 раза, скорлупа кедрового ореха — в 1,3 раза. Расход энергии на производство одного килограмма жидкого топлива удалось сократить в 3,6 раза. При этом газ, полученный при пиролизе, имеет оптимальный состав для синтеза жидкого топлива по методу Фишера-Тропша — соотношение оксида углерода и водорода составило 1:2,2 при норме 1:2. По словам ведущего научного сотрудника ТПУ Романа Табакаева, энергозатраты напрямую влияют на себестоимость конечного продукта, особенно в удалённых и энергодефицитных населённых пунктах. Хотя добавление поглотителей немного снижает выход жидкой фракции, существенное уменьшение затрат энергии делает технологию экономически привлекательной.
В исследовании также участвовали учёные Инженерной школы энергетики и природных ресурсов ТПУ, а также Тюменского госуниверситета.
Фото: пресс-служба ТПУ
