Сотрудники Томского политехнического университета (ТПУ) вместе с коллегами предложили способ переработки каменного угля в жидкое топливо с помощью микроволнового излучения. Процесс нагрева угля микроволнами называется микроволновым пиролизом. Но сам уголь плохо поглощает микроволны, поэтому процесс идет медленно и требует много электроэнергии.
Ученые подобрали специальные добавки, которые помогают углю лучше взаимодействовать с излучением. В качестве таких добавок выступили оксид железа, оксид меди, а также органические отходы — навоз крупного рогатого скота и скорлупа кедрового ореха. Их добавляли в количестве 10% к массе угля.
Предложенные нами добавки-поглотители позволили существенно уменьшить энергозатраты на переработку угля. При этом получаемый газ по составу подходит для дальнейшей переработки в жидкое топливо. Это особенно важно, ведь энергозатраты напрямую влияют на себестоимость конечного продукта, особенно в энергодефицитных труднодоступных населенных пунктах
Добавка оксида железа снизила энергозатраты процесса в 4,3 раза, оксид меди — в 2,9 раза. Органические добавки тоже работают, но скромнее: навоз повысил эффективность в 1,6 раза, скорлупа — в 1,3 раза. Ученые также установили, что полученный синтез-газ подходит для превращения в жидкое топливо методом Фишера-Тропша. Оптимальная температура синтеза — около 260°C, давление — до 12 бар.
Исследователи отмечают, что хотя добавки немного снижают выход жидкого топлива на килограмм угля, энергозатраты на его производство падают в 1,2–3,6 раза. А именно энергозатраты определяют себестоимость конечного продукта, особенно в труднодоступных населенных пунктах. Работа поддержана программой «Приоритет-2030», результаты опубликованы в журнале Energy.
Ранее Наука Mail писала о том, что в Америке нашли дешевый способ превращать метан в жидкое топливо.