Технологичный вариант ответа борцам с углеродной энергетикой

То, что навязываемая миру идея борьбы с выбросами углекислого газа связана не с радением за природу, а носит меркантильный финансово-технический характер, знают все

специалисты. Как эта идея продвигается, вы можете прочитать в статье /21/. Поэтому здесь не будем тратить время на опровержение доводов лжеэкологов и на разоблачение их пропагандистской методологии.

Сразу перейдём к делу.

Когда кому-то что-то навязывают, то не всегда надо сопротивляться. В данном случае есть техническая возможность, позволяющая перехватить инициативу и возглавить процесс декарбонизации экономики, чтобы заработать самим, и не платить навязывающим. При этом не надо отказываться от того, на чём деньги зарабатываются в настоящее время.

Якобы вредный для природы углекислый газ, образующийся в различных технологических процессах и пока выбрасываемый в атмосферу в ряде отраслей экономики, можно выделить, собрать и продать для использования в качестве сырья и/или полезного вещества в других технологических процессах.

Необходимое для понимания имеющейся технической возможности определение: Напорная утилизация означает, что она производится при давлении смеси газов, содержащих углекислый газ, выше атмосферного. То есть если смесь газов в той или иной технологии перед выбросом в атмосферу имеет атмосферное давление, то её надо сжать, перед выделением диоксида углерода.

Диоксид углерода – дополнительный товар

В 1971 году в Ленинграде профессором А.Н. Ложкиным был изобретён энергетический цикл с напорной утилизацией теплоты продуктов сгорания /1/. Продукты сгорания топлива – один из вариантов смеси газов, в состав которых входит и углекислый газ.

В общем случае, напорная утилизация теплоты смеси газов, включающих в себя углекислый газ, предусматривает то, что находящаяся под повышенным давлением смесь газов отдаёт теплоту (охлаждается), например, воде, используемой в паротурбинном или в каком-то другом производственном цикле. Далее охлаждённая смесь газов расширяется до атмосферного давления в турбодетандере, приводящем, например, электрогенератор или компрессор, использованный для предварительного сжатия смеси газов. В результате расширения температура смеси газов снижается ниже минус 78,3 С, при которой происходит десублимация (переход из газообразного в твёрдое, минуя жидкое, состояние) диоксида углерода, и его выпадение из продуктов сгорания в виде сухого льда.

Таким образом, смесь освобождается от значительной части углекислого газа, который, превратившись в сухой лёд, может быть собран и использован в различных целях.

Кроме того, в напорном (работающем при повышенном по сравнению с атмосферным давлении) теплообменнике происходит конденсация паров воды, входящих в смесь газов. Это в энергетических циклах позволяет использовать высшую теплотворную способность топлива при более высокой температуре, а образовавшийся конденсат направить на подпитку цикла. Также освобождённые от углекислого газа и паров воды, уходящие после турбодетандера газы можно использовать в качестве хладагента в дополнительных технологических целях.

Коэффициент полезного действия энергетического цикла с напорной утилизацией теплоты, рассчитанный по низшей теплотворной способности топлива можно довести до уровня близкого и даже превышающего 100%.

Этой технологии извлечения диоксида углерода из продуктов сгорания посвящён ряд изобретений и научных публикаций /1 — 20/. Их список шире, но в целях данной статьи приведённого достаточно.

Опытное подтверждение работоспособности цикла с десублимацией диоксида углерода было осуществлено в Ленинградском технологическом институте холодильной промышленности. Кроме того, на базе серийной турбохолодильной машины МТХМ-1–25 на Санкт-Петербургском хладокомбинате был создан и испытан сухолёдный агрегат, работающий на дымовых газах с 8% содержанием CO2. Производительность по сухому льду – 2,9 т/сут. [9].

Для справки

В настоящее время в основном используется технология производства сухого льда, путём извлечения диоксида углерода из продуктов сгорания топлива (дымовых газов) химическим методом с последующим переводом в твердое состояние в цикле высокого давления паровой холодильной машины дросселированием жидкого диоксида углерода в агрегатное состояние «твердое тело — пар».

Эта технология дорогостоящая, так как требуется металлоемкая аппаратура из нержавеющей стали, подвод дополнительного тепла для выпаривания раствора, много воды и дорогостоящий абсорбент. Полученный химическим путем углекислый газ конденсируют при высоком давлении (до 7106 Па).

Полномасштабный энергетический проект

В конце 80-х начале 90-х годов ХХ века на правительственном уровне было принято решение о строительстве на Кировской (Вятка) ГРЭС парогазового теплофикационного блока мощностью 250 МВт с внутрицикловой газификацией угля в кипящем слое. Как логичное развитие  этой технологии, предполагалось в будущем включение в схему и напорной утилизации теплоты. Тогда кроме выработки тепловой и электрической энергии в блоке выделялись бы  из продуктов сгорания товарные сера и сухой лёд. Уходящие газы блока должны были быть чище окружающего ГРЭС воздуха.

Предпроектные работы (разработка тепловой схемы и выбор основного оборудования) были произведены в Санкт-Петербурге совместно СевЗапВНИПИЭнергопромом и НПО ЦКТИ. Был осуществлён ряд необходимых согласований перед началом рабочего проектирования строительства блока.

Но. По иронии судьбы решение о строительстве блока было отменено. Дело в том, что в Кировске прошли местные выборы. Победу на них одержали «зелёные», построившие свою агитацию на основе борьбы со строительством угольного блока. Придя к власти, они оказались заложниками предвыборного словоблудия, и проект был остановлен. Его документацию, наверно, ещё можно найти в архивах НПО ЦКТИ и, может быть, у хранителя архива обанкротившегося СевЗапВНИПИЭнергопрома.

Перспективные возможности для угольщиков

В мире много энергоисточников, использующих в качестве топлива уголь, и их число будет расти, особенно при решении задачи очистки дымовых газов. Поэтому, используя описанное выше, угледобывающие предприятия могут последовать примеру Росатома. Ведь Росатом не только строит атомные энергоблоки, а и заключает с заказчиками контракты на поставки топлива в течение десятилетий эксплуатации построенных им блоков.

Также и угольщики могут инициировать разработку энергоблоков, соответствующих добываемым ими сортам углей. Реализовав такие блоки, относительно легко заключить контракты, обеспечивающие стабильный сбыт угля постоянным клиентам на десятилетия.

Другие возможные варианты использования технологии извлечения СО2

Установка для получения сухого льда путём его вымораживания в процессе расширения смеси газов, включающих углекислый, значительно проще использующих химический метод. Эта установка может быть привязана не только к отходящим дымовым газам любой котельной или ТЭЦ, а и к отходящим газам известково-обжигательных и карбидных печей. Она может быть включена в технологический процесс переработки биогаза в качестве разделительной установки.

Наиболее органично использование данной технологии при встраивании цикла газовой холодильной машины в газотурбинный или парогазовый цикл.

Эта технология применима во всех отраслях, связанных со сжиганием углерод содержащего топлива. Например, в чёрной металлургии, на рыболовецких судах и морских рефрижераторах и т.д.

Кроме того, углекислый газ необходим для всех растений. Например, доставив сухой лёд в теплицы, его можно использовать в качестве удобрения. Перспективно применение в качестве компонента газовой среды для хранения плодоовощной продукции и др.

Крайне эффективно использование СО2 в нефтедобыче для повышения нефтеотдачи месторождений тяжелых нефтей.

Комплексный подход к применению технологии вымораживании СО2

Даже если в результате надвигающегося обвала экономики во всём мире меркантильная, прикрываемая лозунгами защиты от природной катастрофы, антиуглеродная трескотня прекратится. Причиной чему может стать вероятная потеря влияния продвигающих её. Всё равно выделение диоксида углерода из выбрасываемых в атмосферу газов останется актуальным.

Несмотря на то, что технология вымораживания известна уже полвека, проведение работ, связанных с ней, пока осуществлялось по инициативе отдельных изобретателей и исследователей. Наработанные ими знания и опыт могут быть объедены для проведения работ, направленных на широкое промышленное применение технологии в различных отраслях.

Чтобы технология могла получить ускоренное развитие и распространение целесообразно собрать специалистов в едином научно-исследовательском и конструкторском бюро. Желательно, чтобы такое бюро было учреждено предприятиями различных отраслей (нефтегазовой, химической, металлургической и др.) Так как российских специалистов не очень много, то для их усиления и исключения конкуренции в других странах следует попытаться привлечь в это бюро и иностранных специалистов, имеющих исследовательский опыт работы с технологией.

Создание бюро позволит относительно быстро разработать необходимое оборудование и обеспечить заказами машиностроительные предприятия.

Если антиуглеродное мракобесие будет продолжаться, и будет реализована идея введения «углеродного налога», то технология явится не только эффективным обнуляющим ответом ему, а и средством продвижения других российских технологий по всему миру. Так, в Норвегии уже давно действует налог на выбросы СО2. И там уже рассматривался вопрос сбора сухого льда и затопления его на больших (более 1 км) глубинах в океане, где под давлением толщи воды он остаётся в твёрдом состоянии, аналогично упавшему на дно камню.

Поэтому в зависимости от потребностей тех или иных потенциальных заказчиков, заинтересованных, как производством товарного сухого льда, так и исключением якобы вредных выбросов, предлагаемое к созданию бюро и российские промышленные предприятия смогут предлагать широкий спектр решений.

Надеюсь, среди читателей данной статьи окажутся инициативные люди, заинтересованные в решении задач производства/утилизации диоксида углерода из продуктов сгорания и/или других газовых смесей. И эти люди сделают необходимые шаги для создания предлагаемого научно-исследовательского и конструкторского бюро силами своего и других заинтересованных российских предприятий.

Раз уж антиуглеродные мракобесы хотят обложить Россию и другие страны псевдо экологической данью, то на это можно ответить выгодным для России научно-техническим и экономическим прогрессом.

Не стесняйтесь присоединиться к этому предложению и проявить инициативу в своём предприятии. Давайте решим эту задачу вместе!

Краткий список публикаций

  1. Ложкин А.Н. Установка для комплексной утилизации тепла отработавших газов. Патент SU373444A1, Заявка: 1653527/24-6, 1971.04.27. Опубликовано: 03.12.
  2. Ложкин А.Н., Грибов В.Б., Сивко П.Е. Комплексная парогазовая установка. Патент SU730991A1. 1978 г.
  3. Ложкин А.Н., Терентьев Ю.Д Комплексная парогазовая установка. Патент SU891976A2, 1979 г.
  4. Ложкин А.Н. Комплексная парогазовая установка для получения электроэнергии, тепла и холода. Патент SU891977A1. 1979 г.
  5. Ложкин А.Н., Комисарчик Т.Н., Приходченко А.В. Энергоустановка с глубоким охлаждением отработанных газов. Патент SU909238A1, 1979 г.
  6. Ложкин А.Н., Грибов В.Б. Энергоустановка с глубоким охлаждением продуктов сгорания. Патент SU1040192A1, 1979 г.
  7. Ложкин А.Н., Грибов В.Б., Комисарчик Т.Н. Комплексная энергоустановка. Патент SU1071781A1, 1979 г.
  8. Ложкин А.Н. Комбинированная теплохладоэнергетическая установка. Патент SU974067A1, 1981 г.
  9. Данилов М.М., Коробченко А.С., Суетинов В.П. Опытный стенд для получения сухого льда на Ленхладокомбинате //Интенсификация производства и применения искусственного холода: Тез. докл. Всесоюз. науч.-практ. конф.- Л., 1986.- С.41-42.
  10. Данилов М.М., Коробченко А.С., Суетинов В.П. Шестаков Б.В. Холодильная машина для производства твердого диоксида углерода в промышленных условиях //Холодильные машины и установки: Сб. ЦИНТИхимнефтемаша Л., 1986.- № 1630.- С. 151 -155.
  11. Кошкин Н.Н., Ложкин А.Н. Комплексные теплохладоэнергетические агрегаты средней производительности и перспективы их использования внародном хозяйстве //Тез. докл. 1-ой Всесоюз. конф. по холодильному машиностроению.- М., 1972.- С. 18-19.
  12. Кошкин Н.Н., Суетинов В.П., Шестаков Б.В., Данилов М.М. Получение сухого льда вымораживанием в турбодетандере газовой холодильной машины //Исследование холодильных машин: Межвуз. сб. науч. тр.- Л.: ЛТИ им.Ленсовета, 1978.- С.50-57.
  13. Ложкин А.Н., Рахманов Ю.А. Новый способ получения твердой двуокиси углерода из газовых смесей /Холодильная и криогенная техника и технология.-Л., 1975.- С.319-325.
  14. Суетинов В.П. Исследование способа получения твердой двуокиси углерода методом расширения газового потока в турбодетандере: Дис. канд. техн. наук.- Л., 1978,- 191 с.
  15. Суетинов В.П., Данилов М.М., Коробченко А.С., Шестаков Б.В. Повышение эффективности работы турбино-компрессорного агрегата в составе опытной сухоледной установки //Тез. докл. Всесоюз. науч.- техн. конф.-Л., 1988,- С.15.
  16. Суетинов В.П., Данилов М.М., Коробченко А.С. Результаты испытаний сухоледного агрегата на Ленхладокомбинате №1 //Исследование и совершенствование конструкций холодильных машин: Межвуз. сб. науч. тр.- Л.: ЛТИ им.Ленсовета, 1990.- С.37-41.
  17. Суетинов В.П., Данилов М.М., Шестаков Б.В. Нетрадиционные способы производства и применения диоксида углерода //Холод и пищевые производства: Тез. докл. Международ, науч.-техн. конф.- С.-Пб., 1996.-С.18-19.
  18. Суетинов В.П., Прокофьев А.А., Данилов М.М. Новые направления использования и производства диоксида углерода //Новые исследования холодильных машин и аппаратов: Сб. ЦИНТИхимнефтемаша.-JI., 1985.-№1262,- С. 158.
  19. Терентьев Ю.Д., Гриценко В.И. Термодинамика процесса вымораживания двуокиси углерода из дымовых газов в теплохладоэнергетическом агрегате //Холодильные и компрессорные машины: Межвуз. сб. науч. тр.- Новосибирск, 1978.- С. 18-20.
  20. Титов В.Б. Исследование процесса вымораживания двуокиси углерода из дымовых газов //Холодильная техника.- 1976.- №10.- С.22-27.
  21. Шерн Р.П. Эффективнейший метод управления людьми. http://www.shern.ru/upravlenie-rabotnikami/effektivnejshij-metod-upravleniya-lyudmi 2020.

Поделитесь, пожалуйста, этой статьёй со своими близкими и друзьями, а также с контактами в социальных сетях. Удобные для этого кнопки находятся над и под статьёй. Заранее, спасибо!

Успехов вам в продвижении технологии вымораживания диоксида углерода!