«Рукотворный» газ из отходов

Говорят, что новое – хорошо забытое старое. Так, мы уже писали о том, что в Новосибирске рассматривается пилотный проект, связанный с газификацией угля и утилизацией тепла для Демзоны СО РАН (в Академгородке) на Тепловой станции № 2. Газификация будет осуществляться на предприятии, выпускающем сорбент по технологии «Термококс-С». Технология – современная, но принципы здесь – хорошо известные и столь же хорошо изученные, причем достаточно давно.

Примечательно, что тема газификации угля вновь становится популярной среди ученых. Мы говорим «вновь», поскольку в нашей стране ей когда-то уделяли весьма серьезное внимание. Как отметил в одном из своих выступлений академик Сергей Алексеенко (Институт теплофизики СО РАН), в Советском Союзе в 1958 году было 2500 газогенераторов с общей производительностью 15 млн тонн угля в год! Не так давно (в 2015 году) в городе Кемерово создан Федеральный исследовательский центр угля и углехимии СО РАН, который займется разработкой соответствующих технологий. Совсем не исключено, что глубокая переработка угля становится далеко идущим технологическим трендом в нашей стране.

Самое интересное, что тема газификации твердой органики (включая и уголь, и древесину, и древесные отходы) хорошо известна у нас даже неспециалистам. Российские пенсионеры, наверное, хорошо помнят те времена, когда по нашим проселкам ездили грузовички, оснащенные газогенераторной установкой, работающей на обычных дровах. В СССР еще в тридцатые годы были созданы опытные партии таких автомобилей и тракторов. Во время войны газогенераторные ЗИСы вовсю трудились в тылу. Таким вот образом осуществлялась экономия очень востребованного на войне бензина. Этот опыт не остался незамеченным и до сих пор жив в памяти пожилых людей. В настоящее время некоторые «рукастые мужики» даже пытаются самостоятельно соорудить такую установку. В основном – для обогрева дома. А отдельные умельцы иной раз замахиваются и на создание автомобильного газогенератора.

Интерес к этой теме со стороны любителей понять не сложно: людей завораживает сама тема столь «нестандартного» использования угля или древесных чурок, способных заменить природный газ или бензин. Это говорит о том, что идея газификации твердой органики очень хорошо входит в «сознание масс». По сути, нет никакой необходимости объяснять людям, для чего всё это нужно и какая с того польза. Им это и так понятно, без лишних объяснений (чего не скажешь, например, о таких сложных темах, как каталитическое сжигание или сжигание в сверхкритической воде). Соответственно, появись у нас добротные газогенераторные установки – не очень дорогие, надежные и безупречные с экологической точки зрения – они легко станут ходовым товаром. Спрос на них есть, безусловно. И найти им применение в энергетике или в производстве не составит особого труда – хоть для отдельных «физических лиц», хоть для организаций.

Разработкой конструкции такого газогенератора занялись специалисты Алтайского государственного технического университета имени И.И. Ползунова. Подчеркиваю, что речь идет о СОВРЕМЕННОМ газогенераторе, полностью соответствующем существующим ныне требованиям по эффективности, надежности и экологии. На первый взгляд, процесс газификации не так уж и сложен. Однако чем проще, чем бесхитростнее конструкция, тем ниже качество получаемого газа, тем больше в нем ненужных негорючих компонентов и смол.

Нормальный газогенератор, пояснил один из разработчиков – сотрудник АлтГТУ Павел Сеначин, должен быть без смол и сажи, с заданными характеристиками и заданным соотношением горючего угарного газа и водорода.

При этом (что не менее важно) нужно рассчитывать на самый широкий спектр топлива, включая биомассу и различные углеродосодержащие отходы. При этом установка должна быть не только экономичной и надежной, но и не требовать квалифицированного эксплуатационного персонала, то есть быть доступной даже для любителей. И конечно же, необходимо создать целую линейку типоразмеров – от мини-установок до относительно крупных промышленных систем.

В настоящее время алтайские специалисты разработали две модели бессмольного трехзонного газогенератора – с выносной камерой сгорания и однокорпусный (последний считается более перспективным). Принципиальным техническим решением в данном случае является выделение трех зон, что как раз позволяет получить чистый газ, пригодный для самых разных целей – хоть для топки котла, хоть для автомобиля, хоть для газотурбинного двигателя. Да и сам по себе этот газ является ценным сырьем для химической промышленности (например, для производства метанола).

Правда, уточняют разработчики, для таких газогенераторов необходима предварительная подготовка топлива, которая заключается в брикетировании твердой органики. Однако необходимо учесть, что здесь используются органические отходы или же некондиционное топливо, непригодные для иного использования, – угольная мелочь, торф, отходы углеобогащения, ТБО, отходы сельского хозяйства и отходы животноводства. Именно брикетирование позволяет использовать разные виды топлива в одном и том же газогенераторе.

Грубо говоря, можно отовсюду «наскрести» самой разной ненужной органики, осуществить ее брикетирование, после чего эффективно утилизировать в газогенераторах. Брикеты, отмечает Павел Сеначин, отличаются по химическому составу, но имеют сходную форму и плотность.

Полагаю, что такая «всеядность» установки отвечает главным требованиям современности – полезной утилизации самых разных органических отходов. Фактически, наука приближает нас к тому дню, когда извлекать энергию можно будет из чего угодно. Мало того: то, что раньше считалось проклятием цивилизации, вскорости станет важным топливным и сырьевым ресурсом.

Принципиальное значение имеет и то обстоятельство, что газогенераторы можно использовать в домашнем хозяйстве. Я имею в виду отопление индивидуальных домов. Стоит ли говорить, что в каждой усадьбе этих органических отходов – пруд пруди. Пока нельзя сказать, что они станут главным источником энергии, однако недалек тот день, когда растительные или животные отходы будут утилизироваться с пользой. Сегодня, например, каждую весну владельцы усадеб жгут костры из прошлогодней ботвы и прочих растительных отходов. Полагаем, когда современные газогенераторные установки станут обычным энергетическим оборудованием, к этим отходам начнут относиться подлинно по-хозяйски. То есть вместо того, чтобы нагребать целые стога для последующего сжигания на открытом воздухе (а в деревнях, кто знает, каждую весну от этих костров заволакивает небо), эти отходы (надлежащем образом приготовленные за лето) будут уходить в топку вместе с углем и дровами.

Пока еще ученые только-только создают предпосылки для подобного хозяйствования. Но нельзя сомневаться, что через несколько лет такое рачительное отношение к отходам станет для многих из нас нормой.

Олег Носков