Беспламенные котельные завоевывают рынок

Котельные – широко распространенный элемент современной энергетической инфраструктуры. Только в нашей стране их количество измеряется сотнями тысяч. И практически все они основаны на высокотемпературном (обычно около 1200оС) факельном сжигании топлив и являются одним из основных источников загрязнения атмосферы теплом и вредными веществами. В числе других «слабых мест» традиционных котельных – низкий КПД, высокая взрывоопасность и высокие эксплуатационные затраты. Но деваться некуда – в российском климате без разветвленной отопительной системы не обойтись. Положение усугубляет и развитие в городах локального теплоснабжения: множество иностранных фирм распространяет отопительные и водогрейные котлы с хорошей автоматикой и красиво оформленные, и с теми же проблемами, что и у российского оборудования.

Но, как известно, неразрешимых проблем не бывает, и выход предложили ученые Института катализа СО РАН (Новосибирск). Еще в начале 80-х годов Георгий Константинович Боресков и Эммануил Аронович Левицкий предложили сжигать топливо в присутствии катализаторов. А затем ученик Г.К. Борескова ученый этого же института – Александр Дмитриевич Симонов разработал способ приготовления высокопрочного и активного катализатора для кипящего слоя и заложил основы технологии каталитических теплофикационных установок.

В своей основе она похожа на применявшиеся с середины века печи с кипящим слоем: топливо поступает в кипящий под действием потока воздуха слой инертного материала (обычно – песка), сгорает и передает тепловую энергию нагреваемой поверхности.

Суть изобретения новосибирских ученых во включении в процесс катализатора. Это снижает температуру сжигания органического топлива до 300-700оС, сохраняя при этом высокие скорости горения и обеспечивая полное сгорание топливно-воздушных смесей. При этом гранулы катализатора являются одновременно и твердым теплоносителем, обеспечивая высокие коэффициенты теплоотдачи к поверхности теплообменника. В числе других преимуществ – заметное снижение взрывоопасности и уровня загрязнения окружающей среды.

Немаловажную роль играет и выбор топлива для котельных. Первые модели (производимые по лицензии Института катализа в 1990-е годы фирмой «Арсенал-2») были рассчитаны на жидкое дизельное или печное топливо. Десятки таких установок мощностью 200-400 кВт исправно работают и сегодня. Но технология развивается дальше.

В 2008 году новосибирская инжиниринговая компания «ТермоСофт-Сибирь» представила на рынок (опять-таки по лицензии Института катализа) модели каталитических теплофикационных установок (КТУ), работающие на твердом топливе и имеющие значительно большую мощность. Основным заказчиком стали «Российские железные дороги», постепенно заменяющие свои старые котельные на комплексы, работающие по новосибирской технологии.

И уже первые объекты показали – новые котельные обходят старые практически по всем экономическим и экологическим параметрам. Приведем несколько цифр на примере котельной КТУ 3.0, установленной в поселке Кулунда (данные за I квартал 2012 года). 

И при этом содержание токсических веществ в отходящих газах в три-четыре раза ниже предельно допустимых норм (в стандартных котельных они, обычно, наоборот – в несколько раз эти нормы превышают).

Технология, разработанная в Институте катализа, – уникальная и нигде в мире такого рода установок не производится. Это еще больше расширяет перспективный рынок сбыта. И не удивительно, что этой модификацией заинтересовался один из сибирских промышленных гигантов – НПО «Мостовик» (Омск) и сейчас идут работы по развертыванию серийного производства таких котельных.

Еще одним важным достоинством этих установок является возможность эффективно сжигать твердые топлива низкого качества и различного вида отходы, содержащие горючие компоненты. По данным лабораторных и стендовых испытаний, степень выгорания углерода даже для каменных углей достигает 95-98%. Степень выгорания углерода из бурых углей, древесных опилок, щепы и различных отходов (в том числе влажного активного ила водоочистных сооружений и отходов коммунального хозяйства) при тех же условиях превышает 99%.

На сегодня установки от «ТермоСофт-Сибирь» – товар штучный и потому недешевый. Но все изменится в случае запуска их серийного производства. А перспективы для этого есть. Технологией заинтересовались в руководстве дальневосточных регионов страны (Камчатка, Приморье). Сегодня они отапливаются в основном привозным мазутом, в результате, 1 Гкал тепла даже с учетом дотаций стоит им около 10 тысяч рублей. Между тем, эти регионы располагают большими объемами низкокачественного угля. Для обычных котельных он в качестве топлива не подходит, а для КТУ – в самый раз. В результате можно получить экономию уже не в разы, а в десятки раз!

Еще больший интерес вызвала модификация КТУ, рассчитанная на сжигание ила водоочистных сооружений и отходов коммунального хозяйства. Этого «добра» хватает в любом муниципалитете, и его утилизация часто становится «головной болью» для местной власти. И тут появляется возможность не только уничтожить залежи с соблюдением экологических и санитарных нормативов, но еще и извлечь из этого процесса тепло, то есть – прибыль.

А теперь добавим, что технология, разработанная в Институте катализа, – уникальная и нигде в мире такого рода установок не производится. Это еще больше расширяет перспективный рынок сбыта. И не удивительно, что этой модификацией заинтересовался один из сибирских промышленных гигантов – НПО «Мостовик» (Омск) и сейчас идут работы по развертыванию серийного производства таких котельных. Катализатор, необходимый для ее производства, также производится у нас в стране в достаточных объемах (и при необходимости они могут быть увеличены).

Конечно, процесс внедрения таких установок по стране может занять немало времени. Но его можно значительно оптимизировать за счет государственного стимулирования муниципалитетов к внедрению передовых коммунальных технологий. Иначе мы рискуем, что основными покупателями окажутся иностранцы, и российская разработка будет служить совсем не российским гражданам. Как это уже бывало в нашей истории не раз.

Георгий Батухтин