Группа ученых из Томского политехнического университета совместно с коллегами предложила метод превращения каменного угля в жидкое топливо с применением специальных добавок – микроволновых поглотителей. Эти добавки снижают энергозатраты процесса в 4,3 раза, а расход энергии на получение одного килограмма жидкого топлива – в 3,6 раза.
Уголь продолжает оставаться важным источником энергии и сырья, но его использование в энергетике уменьшается из‑за высокого уровня выбросов. Ученые ищут способы переработки угля в более ценные продукты, такие как газообразное и жидкое топливо. Одним из перспективных методов является микроволновой пиролиз, при котором нагрев происходит с помощью СВЧ‑излучения. Тем не менее сам уголь не всегда эффективно поглощает микроволновую энергию, что замедляет процесс, увеличивает его продолжительность и требует больше электроэнергии.
Томские ученые протестировали несколько доступных добавок, которые улучшают взаимодействие угля с микроволновым излучением. Эти добавки существенно снизили энергозатраты на пиролиз: оксид железа повысил эффективность процесса в 4,3 раза, оксид меди – в 2,9 раза, навоз – в 1,6 раза, а скорлупа кедрового ореха – в 1,3 раза. Газ, полученный в результате пиролиза, по своему составу пригоден для переработки в жидкое топливо, что особенно актуально для удаленных районов с ограниченным энергоснабжением.
«Наши исследования показали, что добавление поглотителей немного снижает количество жидких топлив, которые можно получить в перерасчете на килограмм угля. Однако на производство 1 кг готового топлива требуется в 1,2‑3,6 раза меньше энергии. Этот показатель в перспективе намного важнее, поскольку расход энергии на производство во многом определяет цену итогового топлива, полученного из углеродного сырья», – отметил ведущий научный сотрудник Исследовательской школы физики высокоэнергетических процессов ТПУ Роман Табакаев.
В работе участвовали специалисты из Исследовательской школы физики высокоэнергетических процессов, Инженерной школы энергетики и Инженерной школы природных ресурсов Томского политехнического университета, а также Тюменского государственного университета. Проект получил поддержку федеральной программы Минобрнауки России «Приоритет‑2030».
Источник: ТАСС
распечатать статью