Автономная газификация частного дома расход газа отзывы: Отзывы о газификации от нашей компании

Автономная газификация — расход сжиженного газа на отопление дома

В Интернете приведено множество формул, по которым можно изначально провести расчеты расходования газа, однако специалисты утверждают, что в результате получится усредненный показатель, имеющий погрешности в ту или иную сторону.

Что влияет на расход газа газгольдером?

В зависимости от климатических условий конкретной местности, поры года расход газа при автономной газификации может варьироваться в достаточно существенном диапазоне. В первую очередь, это определяется зеркалом испарения, которое возникает в газгольдере. Вследствие этого выбор данного оборудования лучше всего доверить специалистам, т.к. в иных случаях оптимально использовать резервуар вертикального исполнения в отличие от горизонтального и наоборот. Также этот параметр можно регулировать, отдавая предпочтение подземной установке емкости газгольдера, что предохраняет его от воздействия температурных режимов внешней среды. Но в некоторых случаях рекомендуется наземная установка для обеспечения большей производительности системы автономной газификации.

Также важными факторами, влияющими на расход газа, являются:

• качественность утепления внешних стен, фундамента и крыши дома, что определяет объем теплопотерь здания;
• роза ветров в конкретной местности;
• установленный температурный режим;
• площадь здания, количество окон и дверей;
• количество человек, проживающих в доме;
• технические особенности котла;
• постоянный или периодический режим проживания;
• использование дополнительного и вспомогательного оборудования.

На сколько хватает заправки автономной газификации?

Наша компания произвела собственные расчеты, основываясь на практических наблюдениях, согласно которым на 1 м² площади при постоянном проживании в среднем за год расходуется 20–30 л газа ежедневно.

То есть одной заправки газгольдера, объем резервуара которого составляет 4800 литров хватит на 160-240 дней. Как правило, владельцы заказывают очередную заправку перед началом отопительного сезона, т.к. в летний период расход существенно снижается.

Расход газа газгольдером в зависимости от площади дома

Опять же мы проводили наблюдения в жилых домах, где наши специалисты выполнил работу по созданию автономного газоснабжения. Поэтому следует учитывать не только основной набор оборудования, но и дополнительные модули, такие как теплый пол, количество радиаторных точек и т.д.

Площадь дома, м²	100 м²	250 м²	500 м²
Расход СУГ, л/месяц	190 — 250 л	400 — 600 л	1 000 — 1 250 л

* В таблице приведены усредненные данные в отопительный период.

Также Вы можете ознакомиться с информацией по теме:

Оборудование для автономного газоснабжения:

Готовые решения автономной газификации:

Статьи по теме:

Остались вопросы? Мы поможем Вам сделать правильный выбор!

Отзывы об автономной газификации частных домов

	После покупки дома в новом коттеджном поселке у нашей семье стоял вопрос его обеспечения городскими удобствами. Это оказалось большой проблемой, т.к. в поселке не проведен газ, а также часто случаются перебои с электричеством. После долгого поиска решили установить систему автономного газоснабжения и обратились в «ГазСевер». Мониторинг конечно провели, но скорость и оперативность компании изначально произвело впечатление. В дальнейшей работе проблем не возникло, в связи с этим и оставляем свой положительный отзыв Вам. Удачи и спасибо! Григорьев Сергей 07.02.2017
	Хотим выразить огромную благодарность компании «ГазСевер», за качестенное выполнение работы по установке отопления в нашем загородном доме, а также установку газгольдера. Все работы были выполнены с опережением срока, и в надлежащем качестве. Настоятельно рекомендуем компанию «ГазСевер». Тарашкевич В.Н. 16.01.2016
	Мы долго изучали возможные варианты отопления. Никак не могли выбрать. Продолжали поиск в интернете и увидели ваш сайт. Обычно не оставляю отзывы, но тут решила поделиться мнением, может быть для кого-то будет полезным. Очень довольны вашим внимательным отношением и профессионализмом. Ребята знают свое дело, учли все пожелания. За что им огромное спасибо. Можем с полной уверенностью порекомендовать вас. Удачи и процветания! Нечаева Т.А. 05.06.2016
	Хочу выразить благодарность компании «ГазСевер». Менеджеры перезвонили сразу же, как только я оставил заявку, ответили на все мои вопросы. Оборудование доставили и установили в срок. Теперь я всем буду рекомендовать ваши услуги. Чарочкин Е.С. 02.06.2016
	Приобрели домик для постоянного проживания круглый год, но, к сожалению, не решенным оставался вопрос с отоплением и как это все организовать. Знакомая порекомендовала вашу компанию. Мы очень благодарны ей. Специалисты компании справились с задачей на 100%!!! Установили газгольдер, подвели газопровод, подключили отопление. Мы очень довольны качеством выполненных работ! Быстрова В.В. 26.05.2016
	Извините, только сейчас появилась возможность написать Вам большое спасибо! За Вашу работу, приятно было иметь дело с людьми увлеченными своим делом. Удивлены были от подключения рабоников к процессу без дополнительных звонков и разговоров. Так сказать вижу цель — не вижу препятствий. Удачи Вам! Лукин С. 22.04.2016
	Большое спасибо компании «ГазСевер», в частности ее директору за хорошо проведенную работу по установке отопления в мой дом. Всем остался доволен и ценой и уровнем обслуживания, буду Вас рекомендовать своим близким и знакомым. С.В. Недвига. 04.03.2016
	Хочу оставить положительный отзыв о работе «ГазСевер» по газификации моего частного дома. Ни разу не пожалели, что обратились к Вам! Первично хотели получить консультацию, но получив объяснение грамотное, доходчивое, в дальнейшем всегда находили общий язык в решении вопросов по установке. Остались довольны ценами и качеством! Я и моя семья благодарны Вам! Семья Гельиных. 05.05.2015
	На нашей даче была проблема с газоснабжением. Пользовались газовыми баллонами, которые приходилось все время заправлять тратя деньги и время. Воспользовались советом соседа, мы обратились в компанию «ГазСевер», которая незамедлительно занялась нашим вопросом. Все было сделано на высоком уровне. Работа была выполнена в срок. Спасибо огромное, очень довольны. Виктор и Наталья. 20.08.2015
	Огромное спасибо компании «ГазСевер». Вас порекомендовали знакомые, а более подробно узнал с Вашего сайта, на котором достаточно много полезной информации. Ранее использовал дизельный котел, перешел на газ и расход значительно уменьшился. Нет запаха и грязи. Доволен проделанной работой. Градусов Д.В. 12.04.2015
	Выражаю благодарность сотрудникам компании «ГазСевер» за качественно сделанную работу. Спасибо Вам, мы очень довольны. С наименьшими затратами удовлетворили все свои запросы. Обязательно порекомендуем Вас всем своим знакомым. Максименкова М.М. 10.08.2014
	Искренне благодарим компанию «ГазСевер» за качественно сделанную работу. Не смотря на наши высокие требования, все наши пожелания были учтены. Фролов Константин 02.07.2013

Верещагин Николай — опубликовано 21.04.2020

Купили дом этим летом в лен.области. Сначала думали подключиться к центральным магистралям, но лишь потеряли время в бегатне с бумагами. В итоге, через месяц были на том же самом месте, что и до этого. Тогда товарищ подсказал про компании, занимающиеся автономной газификацией. Просмотрев многие из них, и встретившись с отобранными из группы, остановились на GazSever. И знаете, не пожалели, ребята справились даже раньше положенного срока. Все работы были прозведены в течении одного дня как и обещали. Теперь мы можем жить круглый год в нашем доме. Спасибо, ребята!

Подопригоров Владимир — опубликовано 28.03.2020

Давно живем с женой за городом. Все время мучились с газовыми баллонами. Зимой особенно плохо, пока поменяешь один на другой — все маты вспомнишь. Да еще и газом пахло постоянно, вроде уже и привыкли, но все равно страшновато, вдруг что. ГазСевер решил все наши проблемы, за что ему огромное спасибо. Теперь только слежу за количеством газом по счетчику (еще и половины не потратили за полгода), даже душ горячий поставили, все как у людей.

Верескова Ольга Антоновна — опубликовано 21.03.2020

Отличное сочетание цены и качества. Рабочие молодцы, веселые парни, да и к работе замечаний нет. Заправляться тоже планируем у вас, надеюсь, все будет на таком же уровне.

Андреев Владимир — опубликовано 03.02.2020

Спасибо, сделали все быстро и качественно. Советую всем.

Гунько А.А. — опубликовано 13.02.2020

В Питере давно живем. Но никак не могли накопить на нормальную квартиру. Тогда решили купить дом недалеко от города. Встал вопрос с отоплением и газом. После того, как порылись в интернете, решили поработать с Газсевером. В принципе, все было сделано на отлично, единственное, что сделали не за один день а за два, но думаю, что виной всему была погода, дождь лил не переставая. Теперь живем тут, пока нареканий нет.

Ласкин Игорь Степанович — опубликовано 19.01.2020

Давно мечтали с женой перебраться за город. Устали уже от города, детей давно вырастили, захотелось спокойной жизни со своим садом, чтобы внуки приезжали к нам в гости, но все думали как же будем жить там осенью и зимой. А оказалось все очень просто: сын сказал, что сейчас можно подключить газ в частных конторах, все делается быстро и недорого. Мы сначала сомневались, но теперь нарадоваться не можем.

Райкин Иван Александрович — опубликовано 08.12.2019

Установку, к сожалению, проводила другая компания, намучились с ними, просто слов не хватит описать. Поэтому естественно решили заправку производить в другой фирме. Нашли газсевер в интернете. Очень удобная форма заявки на сайте. Перезвонили практически сразу же, обговорили дату и время. Машина приехала в срок, оказалось (хотя мы особо и не удивились), что после той установки нужна еще наладка оборудования, парни все сделали без лишних слов, заправили и уехали. Спасибо большое, жалеем, что не обратились к вам сразу.

Оставьте свой отзыв о нашей компании

Отзывы о продуктах: автономная газификация, газоснабжение, газгольдеры.

		странно!!!…… вообще то КПД паровоза на уровне 5-6%% — откройте любой савейскей учебник физики… а в колонке где газовые котлы — указано коэффициент качества полноты сгорания применяемого топлива — но ни в коем случае не коэффициент переданного тепра в теплообменник Что понравилось?:   — Что нужно изменить?:   — Что не понравилось?:   —
		всё у вас ,господа, с расчётами правильно. Но ,если мы поставим систему ТЕПЛОВОЙ НАСОС, то электричество окажется 1.2 рубля. А ежели ещё присовокупить ночной тариф,то , вообще- 0,7 рубля и все углеводороды нафиг… Что понравилось?:   — Что нужно изменить?:   — Что не понравилось?:   —   Редактор ответил: Не очень понятно как вы, с помощью теплового насоса собираетесь удешевить электричество. Тепловой насос, наряду с другими системами отопления, имеет свои плюсы и минусы. И главным его минусом можно считать то что он не является автономным, экономичным — да. Но любой сбой в подаче электроэнергии делает его бесполезным. Да и на дома часто не выделяют достаточной мощности для работы ТН. Так же имеет место просто вымораживание земли, в случае горизонтальных подземных коллекторов. На участке просто перестаёт что то расти и снег лежит до конца мая. Вертикальные коллекторы, тоже должны быть очень глубокими и соответственно очень затратно прокачивать по ним хладогент. Надежность самих ТН под большим вопросом. Не говоря уже о том, что на ТН нельзя приготовить пищу, значит придётся опять использовать электричество. Если бы всё было так радужно, то кто бы отдавал огромные суммы за подключение магистрального газа? Так же стоимость устройства низкотемпературной системы отопления в разы больше устройства традиционной. Не всё так просто, уважаемый Владимир.
		Что понравилось?:   — Что нужно изменить?:   — Что не понравилось?:  А из каких проверенных источников взято: «Есть ещё конденсационные котлы, там КПД ещё выше, больше 100% при соблюдении некоторых условий». Чтобы писать о технике, надо хотя бы школьную программу знать.   Редактор ответил: Про КПД конденсационных котлов в интернете достаточно информации, конечно физические законы незыблемы. Здесь дело в том, что для конденсационных котлов используется не абсолютное значение КПД, а относительное по отношению к традиционным системам, которые не учитывают дополнительную энергию, выделяемую при конденсации пара, образующегося при сгорании газообразного топлива.
		Что понравилось?:   — Что нужно изменить?:   — Что не понравилось?:  Я посчитал для Краснодара, сжиженный газ получился 2,6 руб за КВтч (17 руб за литр), электроэнергия 2,6 руб за КВтч ( так как у нас если в местности нет центрального газа, то электроэнергия дешевле). Но с учетом того, что электроэнергия экологичнее для дома, безопаснее, и вся теплотворная способность идет в полезное действие ( в отличии от не догоревшего газа и тепла улетевшего в дымоход) получается, что электроэнергия намного эффективнее сжиженного газа. Я считаю, что вы в расчете завысили цену электричества для местности без метана, и завысили КПД газа ( кпд может быть и такое в котле, но потом часть тепла улетает в трубу, а у электрокотла, повторюсь, 100% КПД)   Редактор ответил: Когда есть дешевая электроэнергия это, несомненно, хорошо, только теряется автономность. Кроме того, не во всех посёлках она есть в достаточном для отопления количестве, а если и есть то ни кто не застрахован от перебоев. КПД газовых котлов написано в описаниях самих котлов, так что никакого завышения нет. Есть ещё конденсационные котлы, там КПД ещё выше, больше 100% при соблюдении некоторых условий.
		Что понравилось?:  Соотношение цен на удельную энергию по видам топлива. Что нужно изменить?:  На дровах очень даже удобно получать горячую воду. Применение их в каминах, банях, уличных барбекю и дизайнерских решениях домовладельцев. Что не понравилось?:  Отсутствует экологическая составляющая и расходы на обеспечение безопасности, рисков, сервиса и т.д. в удельной стоимости энергии. Если их учесть в частном домостроении, то газовое топливо окажется наравне с электричеством, которым куда проще управлять без ущерба для экологии вокруг дома.   Редактор ответил: Газ очень экологичное топливо, при утечке, без следа развеивается в атмосфере, при сгорании выделяется значительно меньше вредных веществ чем при сгорании любого другого топлива. Обеспечение безопасности и рисков закладывается на этапе монтажа. Сервис же необходим, в той или иной мере любому оборудованию, и у газового оборудования он сведён к минимуму, так что эти расходы целесообразно не учитывать.
		Что понравилось?:   — Что нужно изменить?:  Плотность каменного угля неверно указана. Надо 1200-1500 кг/м3 Что не понравилось?:   —   Редактор ответил: Спасибо, исправим.
		Что понравилось?:   — Что нужно изменить?:  В таблице ошибка при переводе теплотворной способности в графе диз.топлива из кг в литры Что не понравилось?:   —
		Что понравилось?:   — Что нужно изменить?:  насчёт угля неправильный расчёт цены за кВт·ч .должно выйти не 0.4 р. а около 1.2 р. за кВт·ч Что не понравилось?:   —
		Что понравилось?:  Как найти удельную теплоту сгорания 1,4- бутандиола и ТДИ? Что нужно изменить?:   — Что не понравилось?:   —
		Что понравилось?:   — Что нужно изменить?:  Графа «Цена за единицу условного топлива» заполнена в натуральных единицах. Условные единицы м.б. получены путём умножения натуральных на калорийный коэфф. 1кг.у.т = 7000 ккал Что не понравилось?:   —
		Что понравилось?:   — Что нужно изменить?:  Добрый вечер, погите мне пожалуйста в проведении расчета. Имеются следующие данные: теплотворная способность(Ккал)- 10000 по ТУ, фактически 10200; содержание серы(%)- 2,0 по ТУ, фактически 1,8..Необходимо определить коэффициент качества топлива. Что не понравилось?:   —
		Получается , что отопление соляркой не сильно дороже сжиженного газа?А если учесть начальные затраты , то и того дешевле?   Редактор ответил: Отопление соляркой, не только дороже, но имеет ещё много недостатков. В первую очередь это неизбежный пролив топлива при заправке, и соответственно вред экологии. Высокая шумность котлов, в отличии от газовых они требуют обязательное котельное помещение, в котором будет ещё и обязательно запах. И обязательная, достаточно частая чистка и профилактика котлов. Этих недостатков лишено отопление на газе.
		Алексей, при переводе Вт*с в Вт*ч вы допустили ошибку — умножив на 3600, а не разделив. Не доверяете моим расчетам, тогда прошу сюда: ru.wikipedia.org/wiki/%CA%E8%EB%EE%E2%E0%F2%F2-%F7%E0%F1
		1 кВт*ч=3,6МДж 1 МДж = 1/3,6 кВт*ч = 0,278 кВт*ч
		Что вы тут пишете 1Мдж=0.278кВт·ч ??? 1Дж = 1Вт*с 1МДж = 1e6 Вт*с -> 3600*1е6 Вт*ч   Редактор ответил: Уважаемый Алексей, на нашем сайте мы стараемся публиковать оригинальные и проверенные материалы, поэтому маловероятно, что мы смогли бы допустить такую чудовищную ошибку, о которой Вы нам сообщаете. И действительно, никакой ошибки в нашей статье нет, а вот Ваши расчеты, Алексей, неверны, так как в них Вы почему-то решили заменить операцию деления на умножение. Для того, чтобы Вы окончательно убедились в правильности наших расчетов, а не просто поверили мне на слово, привожу математически строгую цепочку вычислений: 1МДж = 1e6 Вт*с = 1e6*1Вт*1с = (1e6/3600)*3600*1Вт*1с = (1e6/3600)*1Вт*(3600*1с) = (1e6/3600)*1Вт*1ч = (1e6/3600) Вт*ч = 0,278 кВт*ч

Автономная газификация частного дома: отзывы, расход газа

Что делать, если частный дом не подведен централизованному газоснабжению? Есть много вариантов альтернативного отопления. Один из самых оптимальных – автономная газификация. При этом варианте обеспечивается эксплуатация всех систем: освещение, кондиционеры, отопительные приборы.

Нет возможности центральной газификации?

Система автономной газификации для частного дома представляет собой сжиженный газ, находящийся в резервуаре. Резервуар располагается под землей. Из него газ, по трубам, подводится к частному дому. Система контроля над системой находится на крышке резервуара, которая видна из земли. Расход газа может быть разным. Все зависит от того, сколько инженерных систем используется в доме, его размеры.  Заправлять резервуар необходимо примерно 1-2 раза в год.

Конструкция закапывается в глубину полтора метра. Это позволяет не допустить замерзания резервуара. Но в любом случае конструкция может выдержать широкий диапазон температур. При установке системы требуется продумать наиболее легкий подъезд к ней. При эксплуатации системы не требуется трудоемкого обслуживания. Достаточно регулярно проводить осмотр и заправку оборудования.

Автономная газификация- альтернативный способ отопления

Производительность

Производительность автономной газификации для дома зависит от того, сколько газообразного топлива система может преобразовать из газа. Если требуется много топливной мощи, а система не справляется, можно применять специальный испаритель. На уровень производительности влияет также площадь поверхности жидкости и температура резервуара.

Каков расход газа при автономной газификации? Как уже упоминалось, все зависит от конкретного случая. Однако современные системы имеют функции контроля и регулирования, благодаря чему расход газа минимален.

Газовые баллоны

Безопасность

Безопасна ли автономная газификация? Этот пункт является важным фактором при решении, устанавливать систему в частном доме, или выбрать иной вариант. Конструкция полностью безопасна благодаря своим дополнительным функциям:

• Пропан-бутан не взорвется благодаря тому, что в конструкции поддерживается среднее давление;
• Система заземлена, что обеспечивает безопасность при молнии;
• Конструкция включает в себя чувствительные датчики, обеспечивающие быструю реакцию при аварийных ситуациях.

Разновидности

Ассортимент автономных газификаций для частного дома достаточно велик. Это системы и от итальянских, и от российских, и от польских, и от чешских брендов. Отечественные бренды обычно занимаются производством конструкций для наружной установки. Чешские бренды специализируются на наружных горизонтальных резервуарах.

Резервуары для газа могут устанавливаться в двух положениях:

• Вертикальное. Относительно горизонтальной конструкции, имеет меньший уровень КПД. При этом производительность боле стабильна. На нее не влияет наполненность емкости;
• Горизонтальное Обеспечивает наибольший КПД при средней наполненности емкости. Однако уровень этот снижается при снижении наполненности.

В европейских частных домах наиболее часто можно встретить автономные газификации от итальянских брендов. Такое оборудование имеет вертикальное положение. Конструкция включает в себя защитный кожух, позволяющий увеличить срок службы. Он также предотвращает замерзание системы. В числе дополнительных функций можно отменить систему электрического подогрева, позволяющую быстро повысить производительность. Согласно отзывам, итальянское оборудование отличается повышенным качеством, дополнительными функциями и большим сроком эксплуатации.

Конструкции для отопления дома газом от чешских брендов не имеют встроенных функций для увеличения производительности. Для этих целей необходимо приобрести испаритель. В то время как изделия от итальянских брендов не нуждаются во вспомогательных инструментах. Это автоматизированная конструкция, не нуждающаяся в ручном управлении.

Какую систему газификации для дома лучше приобрести? Все зависит от ваших нужд. При выборе обязательно ориентируйтесь не только на рекомендации консультантов, но и на отзывы о продукции. В Интернете можно найти много сайтов с соответствующей информацией. В частности, это характеристики систем для подачи газа от разных производителей, отзывы и многое другое.

Оборудование для автономной газификации, установка газового оборудования в доме

Использование сжиженного газа уже давно стало хорошей альтернативой магистральному газоснабжению. Автономная газификация – удобный и абсолютно безопасный способ обогрева частных домов, коттеджных посёлков, производственных объектов. Современные системы отопления предельно просты в эксплуатации, они способны обеспечить подачу газа при любых условиях. Пропан-бутан, используемый в качестве топлива, легко транспортируется и имеет высокий КПД, оборудование монтируется в минимальные сроки и отличается высокой степенью надёжности.

В перечень оборудования для автономных систем газификации входят:

• газгольдеры;
• газовые котлы;
• газогенераторы;
• системы безопасности.

Главным элементом систем автономной газификации является газгольдер – вместительный резервуар для хранения газа в сжиженном виде. Газгольдеры различаются по типу конструкции (подземные, надземные), по ёмкости и по типу комплектации защитной системы.

Газовые котлы необходимы как для отопления дома, так и для нагрева воды. Котлы, предлагаемые «СК-Газ», компактны и практически полностью бесшумны. Использование оборудования данного типа позволяет добиться снижения потребления газа на 20%. Кроме того, вы можете самостоятельно регулировать работу отопительной системы и контролировать температурный режим в помещении.

Газовые генераторы – важнейшие элементы системы, обеспечивающие бесперебойную работу оборудования при отключении электроэнергии. Генераторы включаются автоматически, принцип их работы основан на преобразовании вращательной механической энергии в электрическую.

Газификация от «СК-Газ» – это гарантия надёжности, качественного сервиса и своевременности выполнения взятых на себя обязательств. Мы не только реализуем различные системы для автономной газификации, но и предлагаем полный комплекс услуг по проведению инженерных и монтажных работ. Менеджеры компании учтут особенности объекта и помогут вам подобрать необходимые устройства. Квалифицированный персонал произведёт все технические расчёты и выполнит газификацию объекта.

Автономная газификация в Санкт-Петербурге – удобство, выгода, надежность

Может показаться, что автономная газификация в Санкт-Петербурге – идея, давно воплощенная в жизнь. Не один десяток лет жители населенных пунктов, отрезанных от магистральных газопроводов, пользуются поставляемым в баллонах сжиженным газом. Почему же сейчас автономная газификация воспринимается как новое изобретение? Все дело в объемах. Баллон может обеспечить работу плиты, а для полноценного обогрева дома и подогрева воды приходится пользоваться твёрдотопливными котлами, печным отоплением или электричеством.

Компания «Газовый трест» осуществляет поставку оборудования, проектирование и монтаж автономных систем газоснабжения в Санкт-Петербурге и Ленинградской области

Ваш дом не подключен к газопроводу? Надоело оплачивать громадные счета за электроэнергию и пользоваться баллонами? Хотите получать максимум комфорта в загородном коттедже? «Газовый трест» предлагает решение всех проблем — автономную газификацию в Спб и области.

Газификация частного дома

Термином «газификация частного дома» называется система газоснабжения с использованием сжиженного углеводородного газа (СУГ), представляющего собой смесь бутана и пропана. В систему подачи газа входят:

• газгольдер – резервуар для хранения;
• испаритель – регулятор давления;
• газопровод, соединяющий приборы потребления с газгольдером;
• система автоматического контроля;
• приборы потребления (плита, бойлер, котел и т.д.).

Количество газа, которое предоставляет частная газификация, достаточно для горячего водоснабжения, отопления, приготовления пищи, подогрева бассейна (если это необходимо), работы любого другого газового оборудования.

При этом используется тоже оборудование, которое предназначено и для магистрального газа. Поэтому, если в дальнейшем планируется подключение дома к магистральному газопроводу, может быть использована система, предназначенная для работы на СУГ.

На фото: газгольдер «G.A.M. 6400» — данный резервуар способен снабжать газом и отапливать дом с общей площадью до 500 кв.м.

Уникальные свойства сжиженного углеводородного газа

Смесь пропана и бутана обладает определенными свойствами, благодаря которым и возможна газификация частного дома. Даже при небольшом увеличении давления она превращается в жидкость, занимающую незначительный объем. Емкость, при помощи которой проводится газификация дачи — газгольдер, позволяет делать значительные запасы, которых хватает на длительное время.

Когда давление снижается, газ испаряется, образуя над жидкостью газовое облако, которое и поступает в приборы потребления. Для того, чтобы СУГ перешел в газообразное состояние, достаточно просто открыть вентиль.

Следует отметить, что автономная газификация частного дом совершенно безопасна при соблюдении необходимых правил. Но между смесями, используемыми летом и зимой, существует большая разница, поэтому необходимо, чтобы не только автономное газоснабжение, но и дальнейшая поставка СУГ проводилась надежными компаниями.

Преимущества автономной газификации

Расход газа за 30 дней при температуре 5°С. Площадь дома — 100 кв.м.

 

Экономия. Одно из главных преимуществ, которые предоставляет автономная газификация — расход газа оплачивается несравнимо меньше, нежели любой другой способ (жидкое или твердое топливо, электроэнергия).

Удобство. Для включения приборов не придется использовать дополнительных приспособлений.

Безопасность. В отличие от других вариантов, автономная газификация в Спб не нарушает экологию, не несет угрозы возгорания и не имеет вредных выбросов.

Простота. Кроме резервуара в конструкцию входят фитинги, трубы и арматура. Это гарантирует отсутствие проблем и увеличивает надежность системы.

Стабильность. Другие способы не предоставят такой объем топлива, как автономная газификация частного дома — расход газа даже для множества приборов позволяет использовать емкость резервуара многие месяцы.

Автономность. Не существует зависимости от перебоев с электричеством или перепадов давления газа.

Автономная газификация под ключ – этапы работы

1. Изучение участка

На фото: подготовительный этап газификации загородного дома на Выборгском шоссе
 

Подготовительный этап, на котором наши специалисты выяснят, в какой почве будет установлен газгольдер, наличие водоемов, строений и других прилегающих объектов. Этот этап газификации загородного дома проводится для гарантированно долговечной и безопасной эксплуатации газгольдера.

2. Составление проекта

 

На фото: фрагмент проекта автономного газоснабжения коттеджа в деревне Гостилицы
 

Необходимо учесть, что газификация частного дома должна проводиться с учетом следующих правил:

• установка газгольдера на определенных расстояниях от строений, ограды и водоемов;
• к емкости должен быть оставлен проезд.

В проект включается схема плана участка, место размещения газгольдера, схема газопровода, разметки приборов потребления, испарительных установок и конденсатосборников.

3. Составление сметы

На фото: начальник отдела ПТО — Борщевский Николай Борисович и слесарь газового оборудования Емельянов Александр Викторович
 

В стоимость частной газификации включается:

• проведение работ;
• цена труб и газгольдера;
• расходные материалы.

Основной фактор, влияющий на затраты, которых потребует автономная газификация – цена газгольдера. В этом вопросе мы ориентируемся на ваши потребности и бюджет, удобство и простоту обслуживания, условия эксплуатации и надёжность системы.

4. Покупка газгольдера и оборудования

Основы работы с клиентом: заключение Договоров с указанием гарантийных обязательств поставщика оборудования
 

Компания «Газовый трест» является официальным представителем немецкого завода «G.A.M. group», наша компания имеет возможность предложить своим клиентам варианты, подходящие по качеству и цене. Надежность и производственный опыт завода изготовителя позволяет гарантировать максимально высокое качество оборудования. С нашими клиентами заключаются договора поставки оборудования и оказанных услуг по монтажу, клиенты получают высокие гарантии и защиту прав потребителей. 

5. Доставка

На фото: доставка резервуаров СУГ специализированным транспортом — гарантия надёжности при перевозке оборудования на склад в Санкт-Петербург
 

Мы самостоятельно организуем поставку и избавим вас от лишних хлопот. Кроме того, вы сможете быть уверенны в том, что оборудование будет готово к установке и доставлено без повреждений. Доставка оборудования осуществляется специализированным транспортом с учетом требуемой технологии безопасности.

6. Прокладка газопровода

Надёжность, долговечность и безопасность объекта автономного газоснабжения основана на соответствии строительным нормам и утвержденным правилам безопасности
 

Подготавливается котлован, проводится установка газгольдера, прокладываются трубы и подключается газовое оборудование в соответствии с подготовленным проектом.

7. Отладка системы

Высококачественные и надёжные двухступенчатые редукторы давления «SRG» и «GOK» — автоматический контроль выходного давления, подача газа даже в самые сильные морозы, высокие стандарты немецкого производства
 

Будут подключены требуемые приборы, приведена их диагностика, выполнена пуско-наладка и проверка автоматики. После этого газификация коттеджа будет закончена, а вы сможете эксплуатировать систему газификации и пользоваться её благами в полной мере. 

Газификация загородного дома

На фото: смонтированная система автономной газификации в деревне Оранжерейка,
Всеволожского района, Ленинградской области
 

Проведенная специалистами компании «Газовый трест» газификация загородного дома – решение, не имеющее альтернативы по удобству, экономичности и безопасности. При этом автономная газификация не настолько затратное мероприятие, как может показаться. Затраты на строительство окупаются повышением уровня жизни и низкими ценами на СУГ, система окупает себя довольно быстро.

Компания «Газовый трест» не только официально представляет всемирно известного производителя резервуаров, но и обладает огромным опытом по созданию газовых систем. На сайте вы сможете найти самую подробную информацию о монтаже и установке оборудования, проектировании и безопасности систем газоснабжения.

(812) 671-00-99

Написать нам

Обратный звонок

Примеры и этапы монтажных работ по газификации

Автономная газификация частного дома под ключ. Полный обзор

Желая обеспечить газом свой дом, каждый собственник должен задаться основным вопросом. А есть ли в районе возможность запитать строение от магистральных газовых сетей? Далеко не на каждый жилой массив проведены газопроводы, к которым можно подключаться своим абонентским вводом.

Даже если по участку проходит крупногабаритная труба, которая, по мнению домовладельца, может стать прекрасным источником газоснабжения, не стоит обольщаться. Вполне может быть, что эта газовая магистраль не предназначена для питания частных построек, а поставляет газ высокого давления на производство.

К таким сетям самовольно подключаться строго запрещено, а разрешения на подключение никто не даст. Что же делать?

Понятие автономной газификации

Схема автономного газоснабжения

Если после обращения в газовую службу выяснилось, что на участок действительно нельзя подвести природный газ, вариант решения проблемы один. Обеспечить газоснабжение дома от индивидуального источника.

Для всех инженерных коммуникаций существует понятие автономного снабжения. В водопроводных сетях автономным источником служит собственная скважина, в отоплении – мини-котельная, в вентиляции – индивидуальная приточно-вытяжная установка.

Для автономной газификации дома применяют оборудование для хранения и использования и сжиженного углеводородного газа (СУГ),

Полезная информация: несложный комплекс сооружений позволяет обеспечить газоснабжение всех бытовых приборов дома без подключения к газопроводным сетям, получения технических условий и прочей разрешительной документации.

Необходимое оборудование

Основным элементом системы индивидуального газоснабжения по праву считается газгольдер – емкость для хранения топлива.

Многообразие конструктивных решений позволяет устанавливать его на участке надземно или подземно, в горизонтальной или вертикальной модификации, естественно, с функцией регулярной дозаправки. Объем закачиваемого газа рассчитывается исходя из часовой потребности дома.

В качестве основных приборов-потребителей, рассматриваются следующие:

• водогрейный газовый котел;
• газовая колонка;
• плита кухонная газовая;
• очаг или камин.

Подробнее о выборе газового котла для отопления дома можно прочитать здесь: https://teplo.guru/kotly/gazovye/gazovye-kotly-dlya-chastnogo-doma.html

Каждый из этих приборов должен иметь технический паспорт, в котором обязательно указывается часовой и секундный расход газа. Зная характеристики прибора, количество часов работы в сутки и свойства газа рассчитывают часовую, суточную и годовую потребность в топливе.

Основываясь на этой величине, с учетом небольшого запаса назначают минимальный требуемый объем газгольдера. Для небольших частных домов он не превышает 3000 л.

Имейте в виду: выбор места установки оборудования и его характеристик лучше доверить проектировщикам.

Кроме хранилища топлива необходимо предусмотреть установку ряда средств, позволяющих контролировать подачу газа в дом. Сюда относится:

1. Отключающий кран, необходимый для перекрывания подачи газа из газгольдера.
2. Манометры для контроля давления внутри газгольдера и на выходе из него.
3. Газовый редуктор, предназначенный для понижения давления газа до минимальных разрешенных значений. Домашняя техника не может работать на газе среднего давления, а именно в таком состоянии он хранится в газгольдере.
4. Газопровод низкого давления, подающий газ в дом.
5. Газовый счетчик, который устанавливается для фиксирования расхода газа.
6. Системы автоматической защиты, необходимые для контроля и оповещения о возможной утечке газа.
7. Системы противопожарной защиты. Здесь идет речь о термозапорном клапане, который по достижении в помещении определенной температуры автоматически перекрывает ход газа по газопроводу.
8. Домашние газовые приборы, непосредственно потребляющие газ.

Познакомиться поближе с монтажом и эксплуатацией систем газоснабжения можно в данной статье: https://teplo.guru/sistemy/montazh-oborudovaniya-gazosnabzheniya-doma.html

Что включает в себя газификация под ключ

Компании, которые устраивают систему газоснабжения предельной готовности, берут на себя ответственность за выполнение целого комплекса услуг.

Сюда входит:

1. Выезд на место и замер всех габаритов участка. Выполнение этой работы необходимо, чтобы составить план участка, разместить на нем все имеющиеся постройки, определить степень благоустройства и наметить месторасположение будущего газгольдера и газопровода.
2. Построение плана дома с нанесением на него всех газопотребляющих приборов. Сбор паспортных и технических характеристик оборудования.
3. Проектирование системы с учетом требований современной нормативной документации. Сюда входит подбор и правильное размещение газгольдера, трассировка газопровода низкого давления по участку и дому, подбор необходимой запорной, регулирующей арматуры и автоматики.
4. Закупка сертифицированного оборудования и материалов в специализированных магазинах и его доставка на место строительства.
5. Монтаж запроектированной системы. В случае невозможности выполнить строительство строго в соответствии с проектом, вызов проектировщиков для корректировки принятых решений.
6. Проведение испытаний газопровода, устранение неполадок.
7. Предоставление гарантии на выполненные работы.

Потребление газа

Нужно понимать, что универсальных характеристик потребления газа, которые подойдут каждому дому, нет. На используемое в доме количество топлива влияет много вещей, которые выясняются только на стадии обследования.

Два внешне похожих коттеджа могут иметь абсолютно разные расходы газа.

Газопотребление дома зависит от:

• теплотехнических свойств ограждающих конструкций. Наличие хорошего утепляющего слоя существенно снижает расходы на отопление;
• климатического района строительства;
• общей площади строения;
• способа отопления дома, наличия в нем теплых полов и камина;
• количества газопотребляющих приборов: котла, водогрейной колонки, газовых плит;
• количества точек разбора горячей воды;
• степени автоматизации систем газоснабжения и отопления, позволяющих отключать подачу топлива при любых внештатных ситуациях;
• индивидуальный уровень комфорта жителей дома, который выражается в степени нагрева помещений в холодное время года, частоте приготовления пищи и пользования горячей водой.

Годовой расход газа составит 2700 л, если взять за основу дом со следующими характеристиками:

• одноэтажный, с площадью 100м2, построенный в средней полосе России;
• в доме установлен один бытовой котел и 1 кухонная плита, нет теплого пола;
• три смесителя;
• есть система автоматизации отключения газа при пожаре или аварии.

Статью, посвящённую расходу газа из газгольдера, можно найти здесь: https://teplo.guru/sistemy/na-skolko-hvataet-gaza-v-gazgoldere.html

Опыт эксплуатации

Большинство владельцев частных домов, которые организовали на своих участках автономное газоснабжение, довольны.

В первую очередь людей прельщает быстрое устройство системы газоснабжения, которое не повлечет за собой бюрократическую волокиту.

Во вторую – независимость от газоснабжающей организации, устанавливающей свои правила использования газа. Кроме этого, устройство газоснабжения на сжиженном углеводородном газе обходится гораздо дешевле, чем подготовка системы потребления природного газа.

Если у собственника жилья нет возможности газифицировать дом от общей газовой магистрали, всегда можно обустроить независимую систему газопотребления. В результате на пустом участке будет быстро смонтирован такой комплекс устройств, которым можно свободно пользоваться, независимо от разрешений газовой службы.

Смотрите видео, в котором люди делятся опытом эксплуатации системы автономного газоснабжения:

Оцените статью: Поделитесь с друзьями!

Автономная газификация частного дома

Автономная газификация частного дома

Жить в экологически чистом удаленном месте и работать в городе приятно и полезно для здоровья. Только мы не мыслим свою жизнь без благ цивилизации — электричество, вода, канализация и отопление не от печки. И если ваш рай на земле в окружении природы расположен слишком далеко от основных инженерных магистралей, когда централизованная электрификация и особенно газификация частного дома кажутся несбыточной мечтой, автономная система газоснабжения решит все ваши повседневные проблемы и обеспечит 100% уровень привычного городского комфорта.

Содержание

• Устройство системы автономного газоснабжения
• Составление плана дальнейших работ
• Монтаж и пусконаладочные работы бензобака

Устройство системы автономного газоснабжения

Автономное газоснабжение не является сенсация и давно применяется в больших и малых городах, где магистральные газопроводы еще не подключены. Жители частных домов в негазифицированных городах и селах используют газ только для приготовления пищи, подключая к плитам баллоны емкостью 50 или 80 литров и заполняя их газом каждые 2-3 месяца, а газификация многоквартирного дома предусмотрена от специальный подземный резервуар — газгольдер, обслуживаемый региональной региональной газовой службой.Жителям слишком далеких от цивилизации домов по-прежнему приходилось обходиться без газовых плит, не говоря уже об отоплении: стоимость доставки газового баллона могла в несколько раз превышать стоимость газа в нем.

Сегодня промышленность выпускает газгольдеры самого разного объема, а автономная газификация частного дома технически доступна каждому, где бы этот дом ни находился. Для этого достаточно выбрать и установить на участке резервуар, соответствующий потребностям и площади дома, и долить в нем газ по мере необходимости.

Газовый резервуар — это цилиндрический резервуар, предназначенный для хранения сжиженного углеводородного газа (СУГ), на практике это смесь газов пропана и бутана. Внешне цистерна напоминает железнодорожную цистерну, изготовлена ​​из холоднокатаной стали толщиной 10 мм, имеет собственный уникальный заводской номер и рассчитана на давление 1,6 МПа. Диапазон вместимости бензобаков от 2700 до 20 000 кубометров. м. Цистерны 2700 куб. м рассчитан на газоснабжение небольших домов до 200 кв. м., вместимостью 20 000 куб.м можно использовать в системах газоснабжения зданий площадью более 1000 кв. м., в том числе многоквартирные дома.

Газгольдер — улучшенная альтернатива газовым баллонам, позволяющая пользоваться всеми его преимуществами вдали от цивилизации

Газовая смесь хранится в баллоне в сжиженном состоянии и, испаряясь, подается по трубам к находящейся в доме бытовой технике. . Запасы газа в газгольдерах пополняются автоцистерной 1-3 раза в год в зависимости от интенсивности использования газа.

Удобство и преимущества автономной системы газоснабжения неоспоримы:

• долговечность — оборудование практически не изнашивается;
• независимость от магистральных систем газоснабжения;
• рентабельность по сравнению с системами отопления на жидком топливе или электричеством, срок окупаемости бензобака не более 3 лет;
• экологичность — при горении не выделяются вредные для здоровья продукты сгорания, практически исключена самопроизвольная утечка газа;
• индивидуальный проект системы газоснабжения с учетом ландшафтных особенностей участка;
• простота и скорость установки;
• возможность подключения дополнительного газового оборудования без согласования в муниципальных разрешительных органах, в том числе газогенератор для автономного электроснабжения дома;
• нечастая дозаправка бензина в баллоне по мере его использования.

Составление плана дальнейших работ

Даже если вы считаете себя гением, способным решать технические задачи любой степени сложности, газификация частного дома своими руками априори исключена. Газоснабжение — это особая сфера, и требуется лицензия на деятельность.

Важно!

Приобретайте только сертифицированное оборудование для автономного газоснабжения от известных поставщиков с хорошей репутацией. Выбирая монтажную компанию, убедитесь, что у нее есть лицензия на выполнение работ, связанных с газоснабжением жилых помещений.

Организацию систем автономного газоснабжения осуществляют специализированные региональные газовые подразделения и частные компании. Оба они соблюдают общие правила безопасности, но у них разные схемы работы.

Услуги частной компании могут стоить дороже, но она выполнит всю работу под ключ: подготовит и согласовывает необходимые документы для газификации частного. дома в органах власти, предложим оптимальный по функционалу и стоимости комплект оборудования, произведем его монтаж, проведем пуско-наладочные работы.

При подаче заявления в госструктуру по газификации региона предусмотрен следующий порядок газификации частного дома.

Домовладелец обращается в местное отделение ГРС с заявлением о разработке технических условий (ТУ) на газификацию дома и установку установки для хранения сжиженного газа с приложением копий документов:

• заграничный пасспорт;
• правоустанавливающий документ на земельный участок и его ситуационный план;
• теплотехнические характеристики системы отопления, необходимые для определения мощности котла и годового расхода газа.

Толерические условия учитывают основные правила газификации частного дома, обеспечение норм пожарной безопасности

После внесения предоплаты для оценки возможности установки бензобака специалист организации выезжает на объект. ТУ учитывает следующие правила газификации частного дома, обеспечивающие нормы пожарной безопасности:

• удаленность от жилых домов — от 10 м;
• удаленность от колодца, колодца, другого водоема — от 15 м;
• удаленность от нежилых хозяйственных построек и деревьев — от 5 м;
• удаленность от ограждений участка — не менее 2 м;
• расстояние от ЛЭП — не менее половины высоты опоры;
• возможность устройства проезда для бензовоза с цистерной.

В проекте газификации частного дома в обязательном порядке должна быть предусмотрена возможность устройства проезда для бензовоза с цистерной

В разработку технического задания также входят исследования коррозионной активности почвы и уровня блуждающих токов. При удельном сопротивлении грунта менее 50 Ом / кв.м и средней катодной плотности тока более 0,05 А / кв.м. специалист примет решение о возможности использования бака с усиленной гальванической или катодной защитой, что повлечет за собой дополнительные разовые затраты.

Приложив ТУ к следующему заявлению, домовладелец обращается в лицензированную проектную организацию, которая разрабатывает план газификации частного дома, содержащий следующую информацию:

• генеральный план участка;
• технические характеристики резервуара;
• технические решения по системам заземления, молниезащите, химической защиты;
• технические характеристики выпарной установки и конденсатосборника при наличии;
• Внешний план газопровода.

Документ в обязательном порядке должен быть согласован в местных службах газоснабжения, электроснабжения, авторского надзора и получить независимую экспертизу органов пожарной охраны и охраны окружающей среды. В заключение проект газификации дома подлежит регистрации в территориальном подразделении Ростехнадзора, который в течение месяца выдает официальный документ — разрешение на строительство.

Монтаж и пусконаладочные работы бензобака

Получив разрешительный пакет, вы можете купить бензобак и заключить договор с монтажной организацией.

При заключении договора на установку оборудования для автономной газификации обязательно уточняйте, есть ли у компании соответствующая лицензия

Самостоятельная покупка мощности вряд ли сэкономит деньги: как правило, монтажные компании дают скидки клиентам, заказавшим у них как покупка оборудования, так и его установка. Вы можете немного снизить свои затраты, выполнив необходимые земляные работы самостоятельно в полном соответствии с проектом. Окончательная стоимость газификации частного дома зависит от протяженности газопровода, расположения всей системы, типа и объема судна, уровня сложности выполняемых работ и количества объектов, подключенных к системе. .

Место для установки бака лучше всего подготовить заранее.

Монтаж системы автономного газоснабжения на заранее подготовленную территорию обычно проводят не более двух-трех дней. Затем в присутствии представителей Ростехнадзора и областного газового хозяйства установка проходит испытания на герметичность и после получения положительного заключения от них резервуар можно вручную засыпать песком.

Установлен газгольдер. После проверки на утечки в присутствии инспекторов Ростехнадзора и областного газового хозяйства его можно засыпать песком и на 2-3 недели забрать газ.

Между подрядчиком и домовладельцем подписывается акт сдачи-приемки недвижимости, и для системы заключается договор на обслуживание. Если строительство внутреннего газопровода и его подключение к основному оборудованию осуществляет другая организация, необходимо оформить полис страхования гражданской ответственности и составить акт о разделении ответственности. На основании заявления домовладельца и приложенного к нему пакета перечисленных документов Ростехнадзор ставит систему на учет и выдает разрешение на заправку бензобака сжиженным газом.

Преодолев все сомнения и трудности, система автономного газоснабжения дома заняла достойное место на вашем участке. Осталось ознакомиться дома с правилами техники безопасности и вы сможете насладиться всеми прелестями городского комфорта вдали от шума и смога мегаполиса.

Роль газификации биомассы в низкоуглеродных энергетических и транспортных системах

https://doi.org/10.1016/j.segy.2021.100006Получить права и контент

Основные моменты

•

Газификация биомассы — ключевая технология во всех будущих системах возобновляемой энергии.

•

Биотопливо на основе газификации биомассы имеет низкую стоимость по сравнению с альтернативами.

•

Производство электротоплива на основе метанола в целом демонстрирует низкое потребление ресурсов и низкие затраты.

•

CO2-электротопливо может дополнять биотопливо в зависимости от ограничений ресурсов.

•

Синтез-газ от газификации может дополнять биогаз.

Реферат

Проектирование энергетических систем будущего требует эффективного использования всех доступных возобновляемых ресурсов.Биомасса может дополнять переменные возобновляемые источники энергии, обеспечивая гибкость энергетической системы и обеспечивая надежное сырье для производства возобновляемого топлива. Мы определяем газификацию биомассы, подходящую для эффективного использования ограниченных ресурсов биомассы. В этом исследовании мы интересуемся его ролью в системе 100% возобновляемой энергии для Дании и энергетической системе с нулевым балансом для Европы в 2050 году, используя почасовой анализ энергосистемы. Результаты показывают, что биотопливо, производимое из газификации биомассы и электричества, улучшает использование энергии ветра и электролиза и снижает затраты на энергосистему и затраты на топливо по сравнению с CO ₂ -электотопливом за счет улавливания и использования углерода.Несмотря на широкое использование биомассы, общее потребление биомассы было бы выше без газификации биомассы. Производство электрометанола отличается низким потреблением биомассы и низкими затратами, в то время как электротопливо Фишера-Тропша может быть альтернативой для авиации. Синтез-газ от газификации биомассы может дополнять биогаз в стационарных приложениях, таких как электростанции, централизованное теплоснабжение или промышленность, но будущие энергетические системы должны обеспечивать баланс между производством транспортного топлива и синтез-газа для стационарных установок. CO ₂ -электротопливо считается дополнительным к биотопливу в зависимости от наличия биомассы и оставшихся источников выбросов CO2, не являющихся ископаемыми.

Ключевые слова

Газификация биомассы

Электротопливо

Метанол

Синтез-газ для выработки электроэнергии

Сокращения

CCS

улавливание и хранение углерода

CCU

улавливание и утилизация углерода

CHP

SMR

Тепловая конверсия и теплоэнергетика

SMR

VRES

переменные возобновляемые источники энергии

Рекомендуемые статьиЦитирующие статьи (0)

© 2021 Автор (ы). Опубликовано Elsevier Ltd.

Рекомендуемые статьи

Цитирующие статьи

Центр данных по альтернативным видам топлива: Производство возобновляемого природного газа

Этот грузовик для перевозки молока заправляется на станции возобновляемого природного газа. (Фото с сайта ampCNG)

Возобновляемый природный газ (RNG) — это газ трубопроводного качества, который полностью взаимозаменяем с обычным природным газом и, таким образом, может использоваться в транспортных средствах, работающих на природном газе. ГСЧ — это, по сути, биогаз (газообразный продукт разложения органических веществ), который был обработан в соответствии со стандартами чистоты.Как и обычный природный газ, RNG может использоваться в качестве транспортного топлива в виде сжатого природного газа (CNG) или сжиженного природного газа (LNG). ГСЧ квалифицируется как передовое биотопливо в соответствии со Стандартом по возобновляемым видам топлива.

Биометан, который является другим термином для этого очищенного топлива трубопроводного качества, относится к биогазу, который также был очищен и кондиционирован для удаления или уменьшения неметановых элементов. Этот переработанный биогаз вместо этого используется вместо традиционного природного газа для выработки электроэнергии и тепла для электростанций, а не в транспортных средствах.

Биогаз производится из различных источников биомассы с помощью биохимических процессов, таких как анаэробное сбраживание, или термохимических средств, таких как газификация. После небольшой очистки биогаз можно использовать для выработки электроэнергии и тепла. Для заправки транспортных средств биогаз должен быть переработан до более высокого стандарта чистоты. Этот процесс называется кондиционированием или повышением качества и включает удаление воды, диоксида углерода, сероводорода и других микроэлементов. Получаемый в результате ГСЧ или биометан имеет более высокое содержание метана, чем неочищенный биогаз, что делает его сопоставимым с обычным природным газом и, следовательно, подходящим источником энергии в приложениях, где требуется газ трубопроводного качества.

Полный список проектов по модернизации газа для закачки в трубопроводы или использования в качестве автомобильного топлива см. В Базе данных по возобновляемому природному газу, разработанной и поддерживаемой Аргоннской национальной лабораторией.

Биогаз со свалок

Свалки — это специально отведенные места для захоронения отходов жилых, промышленных и коммерческих предприятий. По данным U.S. Агентство по охране окружающей среды (EPA). Биогаз со свалок также называют свалочным газом (свалочный газ), поскольку процесс разложения происходит в земле, а не в анаэробном варочном котле. По данным EPA, по состоянию на июнь 2020 года в Соединенных Штатах насчитывалось около 564 действующих проектов свалочного газа. Однако в большинстве этих проектов биогаз используется для производства электроэнергии, а не для работы транспортных средств, работающих на природном газе.

Узнайте об этих проектах по транспортировке альтернативного биотоплива:

Биогаз от животноводческих хозяйств

Системы рекуперации биогаза при животноводстве могут использоваться для производства возобновляемого природного газа.Помет животных собирается и доставляется в анаэробный варочный котел для стабилизации и оптимизации производства метана. Полученный биогаз можно перерабатывать в ГСЧ и использовать для топлива транспортных средств, работающих на природном газе.

По состоянию на август 2017 года на коммерческих животноводческих фермах в США работало около 250 систем анаэробных метантенков. Большинство этих объектов используют биогаз для производства электроэнергии. Некоторые фермы используют биогаз для производства топлива для транспорта, в том числе Hilarides Dairy в Калифорнии и Fair Oaks Dairy в Индиане.База данных AgSTAR Агентства по охране окружающей среды предоставляет дополнительную информацию об использовании таких систем в Соединенных Штатах.

Биогаз от очистки сточных вод

Биогаз может образовываться при сбраживании твердых частиц, удаляемых в процессе очистки сточных вод. По оценкам Агентства по охране окружающей среды, этот потенциал биогаза составляет около 1 кубического фута газа метантенка на 100 галлонов сточных вод. Согласно исследованию, выпущенному Национальной ассоциацией агентств чистой воды и Федерацией водной среды, энергия, вырабатываемая на станциях очистки сточных вод (СОСВ) в США, потенциально может удовлетворить 12% национального спроса на электроэнергию.Это также может стимулировать производство ГСЧ для использования в транспортных средствах.

В Соединенных Штатах имеется более 16 000 очистных сооружений, и около 1300 используют анаэробное сбраживание для производства биогаза, который используется на месте. Станция очистки сточных вод Джейнсвилля в Висконсине является примером завода, который использует биогаз для производства ГСЧ для использования в транспортных средствах.

Другие источники биогаза

Другие источники биогаза включают органические отходы промышленных, институциональных и коммерческих предприятий, таких как производство и оптовая торговля продуктами питания, супермаркеты, рестораны, больницы и образовательные учреждения.Узнайте о Sacramento BioDigester, крупнейшей в своем роде анаэробной системе пищеварения в Северной Америке.

Биогаз также можно производить из лигноцеллюлозного материала (такого как пожнивные остатки, древесная биомасса и специальные энергетические культуры) посредством термохимических преобразований, совместного переваривания и сухой ферментации. Эти технологии реализуются в Европе и имеют ограниченное применение в США.

Использование энергии в домах

Более половины энергии, используемой в домах, приходится на отопление и кондиционирование воздуха

U.Домохозяйства S. нуждаются в энергии для питания многочисленных домашних устройств и оборудования, но в среднем более половины (51% в 2015 году) годового потребления энергии домохозяйством приходится только на два конечных использования энергии: отопление помещений и кондиционирование воздуха. Эти в основном сезонные и энергоемкие виды использования значительно различаются в зависимости от географического положения, размера и структуры дома, а также используемого оборудования и топлива.

Водонагревание, освещение и охлаждение — это почти универсальные и круглогодичные виды домашнего использования энергии. В 2015 году на эти три конечных пользователя в совокупности приходилось 27% от общего годового энергопотребления дома.Оставшаяся доля — 21% — домашнего энергопотребления приходилась на такие устройства, как телевизоры, кухонные приборы, стиральные машины и сушилки для одежды, а также на растущий список бытовой электроники, включая компьютеры, планшеты, смартфоны, игровые приставки и Интернет. потоковые устройства.

На количество энергии, потребляемой домом, влияет множество факторов.

• Географическое положение и климат
• Тип дома и его физические характеристики
• Количество, тип и эффективность энергопотребляющих устройств в доме и продолжительность их использования
• Количество членов домохозяйства

Из-за более высокого спроса на отопление помещения домохозяйства в Северо-Восточном и Среднем Западном регионах США потребляют в среднем больше энергии, чем домохозяйства в Южном и Западном регионах.Большие дома и более крупные домохозяйства, как правило, в целом потребляют больше энергии, чем дома меньшего размера и более мелкие домохозяйства.

На отопление и кондиционирование воздуха приходится гораздо меньшая доля потребления энергии в квартирах, чем в отдельно стоящих частных домах. Квартиры, как правило, меньше, чем дома на одну семью, и они часто частично изолированы от погодных условий соседними квартирами. В 2015 году среднее домохозяйство, живущее в отдельном доме на одну семью, потребляло почти в три раза больше энергии, чем домохозяйство, живущее в многоквартирном доме с пятью и более квартирами.

Электроэнергия и природный газ — наиболее используемые источники энергии в домах

Электричество используется почти во всех домах, и на розничные покупки электроэнергии приходилось 43% от общего конечного потребления энергии в жилищном секторе в 2020 году. На природный газ, который использовался в 58% домов в 2015 году, приходилось 42% жилищного сектора. конечное потребление энергии в 2020 году. Нефть была следующим наиболее потребляемым источником энергии в жилищном секторе в 2020 году, на нее приходилось 8% от общего конечного потребления энергии в жилищном секторе.Нефть включает топочный мазут, керосин и сжиженный нефтяной газ (СНГ), который в основном состоит из пропана. На возобновляемые источники энергии — геотермальную энергию, солнечную энергию и древесное топливо — приходилось около 7% конечного потребления энергии в жилищном секторе в 2020 году.

Типы и основные виды конечного использования энергии в жилищном секторе включают:

В целом, три четверти домов в США используют два или более источника энергии, но мобильные дома во всех регионах страны и дома на юге, скорее всего, будут использовать электричество только для удовлетворения всех своих домашних потребностей в энергии.Топочный мазут наиболее распространен на Северо-Востоке. Использование сжиженного нефтяного газа для приготовления пищи на гриле на открытом воздухе распространено по всей стране, в то время как многие дома в сельской местности используют сжиженный нефтяной газ для удовлетворения большинства потребностей в отоплении и приготовлении пищи. Древесина используется в качестве основного топлива для отопления в основном в сельской местности, но во многих домах по всей стране ее используют для дополнительного отопления. Примерно 11% всех домов в США в 2015 году имели системы отопления и охлаждения с использованием геотермальных тепловых насосов. Количество домов с небольшими солнечными фотоэлектрическими системами за последние годы значительно увеличилось.

Потребление энергии на одно домашнее хозяйство снизилось

• Улучшение теплоизоляции зданий и материалов
• Повышение эффективности отопительного и охлаждающего оборудования, водонагревателей, холодильников, освещения и бытовой техники
• Миграция населения в регионы с более низким уровнем отопления и, следовательно, более низким общим потреблением энергии

Снижение среднего энергопотребления домашних хозяйств компенсировало увеличение количества домов в целом, что привело к относительно стабильному энергопотреблению в жилищном секторе с середины 1990-х годов.

Последнее обновление: 23 июня 2021 г.

Обзор производства возобновляемого авиационного топлива путем газификации биомассы и остаточных отходов

Реферат

В данной статье рассматривается производство возобновляемого авиационного топлива из биомассы и остаточных отходов с использованием газификации с последующим кондиционированием синтез-газа и каталитическим синтезом Фишера-Тропша. Обсуждаются проблемы, связанные с газификацией отходов, а также краткое изложение традиционных и новых технологий газификации.Сообщается о методах кондиционирования синтез-газа, включая удаление твердых частиц, смол, серы, диоксида углерода, соединений азота, хлора и щелочных металлов. Недавние разработки в области синтеза Фишера-Тропша, такие как новые рецептуры катализаторов, описаны наряду с реакторными технологиями для производства возобновляемого авиационного топлива. Энергоэффективность и капитальные затраты на преобразование биомассы и остаточных отходов в авиационное топливо являются основными препятствиями на пути широкого внедрения. Следовательно, дальнейшее развитие передовых технологий будет иметь решающее значение для авиационной отрасли для достижения заявленных целей по сокращению выбросов парниковых газов к 2050 году.

Ключевые слова: Твердые бытовые отходы, биомасса, газификация, синтез-газ, реактивное топливо, химикаты

1. Введение

В качестве альтернативного источника жидкого топлива биотопливо приобретает все большее значение благодаря его возобновляемости, благоприятным химическим свойствам и более низкому жизненному циклу выбросы. Этот обзор посвящен синтезу возобновляемого авиационного топлива из биомассы и остаточных отходов. До пандемии COVID-19 годовое потребление авиационного топлива составляло около 343 миллиардов литров, из которых только 0.015 миллиардов литров было получено из возобновляемых источников. При обычном сценарии развития событий доля авиационного сектора в глобальных выбросах парниковых газов, по прогнозам, вырастет до 5% к 2050 году ( ^{Takriti et al., 2017} ). Международная авиационная отрасль взяла на себя амбициозные цели в области изменения климата, включая углеродно-нейтральный рост с 2020 года и сокращение вдвое выбросов CO ₂ к 2050 году ( ^{IATA, 2015} ). Для достижения этих целей критически важно более широкое использование экологически безопасного авиационного топлива (SAF).В настоящее время пять производственных маршрутов одобрены стандартом ASTM D7566 ( ^{Morgan et al., 2019 , Pearlson et al., 2013} ): топливо с гидрогенизированными эфирами и жирными кислотами (HEFA), полученное из отработанного кулинарного масла, животного происхождения. жиры, водоросли и растительные масла (например, камелина) (HEFA-SPK), топливо Фишера-Тропша (FT) с использованием ресурсов твердой биомассы (например, древесных остатков) (FT-SPK), топлива FT с ароматическими соединениями с использованием ресурсов твердой биомассы ( например, древесные остатки) (FT-SKA), синтетический изопарафин (SIP) из ферментированного гидрообработанного сахара, ранее известный как углеводородное топливо прямого преобразования сахара в углеводороды, которое может быть смешано до 10% (SIP-SPK) и спирт реактивное топливо (ATJ), производимое из изобутанола, который может быть смешан до максимального уровня 30% (ATJ-SPK) ( ^{Министерство энергетики США, 2020} ).Маршруты основаны на пяти основных методах преобразования, как показано на . В данной статье рассматривается текущее состояние двух способов, которые включают синтез авиационного топлива из твердой биомассы и исходного сырья с использованием газификации и процесса FT.

Утвержденный и исследуемый производственный путь для синтеза биотоплива ( ^{Morgan et al., 2019} ).

В глобальном масштабе наиболее богатыми ресурсами биомассы являются древесина и древесные отходы, твердые бытовые отходы, а также отходы сельского хозяйства, лесного хозяйства и животноводства ( ^{Ahmad et al., 2016} ). Лигноцеллюлозная биомасса и остаточные отходы могут быть преобразованы в СНФ, как показано на . Во-первых, сырье предварительно обрабатывается и часто уменьшается в размерах, а затем газифицируется для получения синтез-газа, который очищается от загрязняющих веществ и кондиционируется в соответствии с требованиями процесса FT. Затем длинноцепочечные углеводороды от FT подвергаются гидроочистке и гидрокрекингу для производства авиационного топлива, отвечающего требуемым спецификациям.

Блок-схема типового процесса преобразования биомассы в жидкости на основе синтеза Фишера-Тропша для производства авиационного топлива (из ^{de Klerk, 2016} ).

Основные проблемы производства экологически безопасного авиационного топлива из лигноцеллюлозной биомассы и остаточных отходов включают: 1) низкую энергетическую плотность сырья, 2) неоднородность сырья с точки зрения химического состава, физических свойств и содержания влаги, 3) сложность и высокую капитальные затраты на газификацию, газоочистку и процесс FT и 4) низкую углеродную эффективность всего процесса. Эти проблемы привели к тому, что было произведено очень небольшое количество SAF.Фактически, на сегодняшний день авиационная промышленность в основном сосредоточена на проведении испытаний, чтобы продемонстрировать интеграцию SAF в существующие цепочки поставок топлива и продемонстрировать характеристики топлива в самолетах. Однако в последние годы было объявлено и начато строительство ряда коммерческих проектов ( ^{Fulcrum Bioenergy [WWW Document], 2019 , Green Car Congress, 2019} ).

Чтобы добиться большего производства SAF из процесса FT, требуется дальнейшее развитие технологий компонентов для повышения эффективности и снижения затрат.В следующих разделах рассматривается текущее состояние газификации, очистки синтез-газа, катализа Фишера-Тропша и очистки продукта.

2. Газификация

Газификация — это термохимический процесс, который можно использовать для преобразования любого углеродсодержащего материала в синтез-газ, преимущественно CO и H ₂ . В промышленных масштабах газификация чаще всего проводится автотермически, путем реакции субстехометрического количества кислорода с углеродсодержащим сырьем при температурах в диапазоне 800–1200 ° C.Доступен широкий спектр технологий газификации ( ^{Basu, 2013 , Higman and van der Burgt, 2008} ). Было построено множество крупных проектов по переработке ископаемого топлива, такого как природный газ, уголь и нефтяной кокс, в синтез-газ, а затем в водород, аммиак и жидкости Фишера-Тропша ( ^{Bell et al., 2011 , Higman, 2017} ). Для синтетического авиационного топлива биомасса и остаточные отходы являются многообещающим сырьем из-за их возобновляемости и низкого углеродного следа, но сталкиваются с проблемами из-за высокой изменчивости состава и низкой плотности энергии.Недавно был пересмотрен вопрос о газификации отходов производства электроэнергии и химикатов ( ^{Perkins, 2020} ). Во всем мире 114 проектов газификации биомассы находятся в стадии реализации, еще 15 находятся в режиме ожидания или приостановлены (например, пилотные проекты DP1 + DME и Bio2G в Швеции), а 13 заводов в настоящее время строятся или планируются (например, KSV Koblenz в Германии) ( ^{IEA , 2020 , Молино и др., 2018} ). Из них 106 установок предназначены для производства электроэнергии, 24 установки используются для производства жидкого топлива, 8 установок используются для синтеза газообразного топлива, а остальные 7 установок используются для химического производства ( ^{Molino et al., 2018} ).

2.1. Типы реакторов газификации

В зависимости от конфигурации газификаторы подразделяются на три основных типа: неподвижный слой, псевдоожиженный слой и увлеченный поток. Эти типовые газификаторы можно разделить на категории, показанные на . Газификаторы сухой золы с неподвижным слоем с восходящей или нисходящей конфигурацией идеально подходят для мелкомасштабного сырья биомассы с мощностью <50 МВт тепл ( ^{Basu, 2013 , Sikarwar et al., 2016} ). Для необработанного сырья из обычных отходов используются условия высокотемпературного шлакования для плавления неорганических материалов. Газификаторы с псевдоожиженным слоем могут использоваться для обработки биомассы и отходов производного топлива (RDF) из предварительно обработанных исходных отходов, которые должны соответствовать спецификациям по размеру, составу и содержанию влаги ( ^{Molino et al., 2016} ). Газификаторы с псевдоожиженным слоем далее подразделяются на барботажные и циркуляционные ( ^{Sikarwar et al., 2017 , Sikarwar et al., 2016} ). Циркуляционные псевдоожиженные слои в основном используются для биомассы, тогда как барботажные слои могут использоваться для обработки предварительно обработанных отходов, таких как RDF. Газификаторы с увлеченным потоком, которые можно классифицировать в зависимости от того, являются ли они восходящим потоком или нисходящим потоком, требуют, чтобы размер сырья был в микрометровом диапазоне, и обычно они работают при давлении 20-80 бар. Газификаторы с увлеченным потоком предназначены для переработки угля, хотя некоторые из технологий были протестированы для совместной переработки угля и биомассы ( ^{Basu, 2013} ).Предварительная обработка обычных отходов для соответствия требованиям газификаторов с унесенным потоком нецелесообразна. показывает сводку мировых заводов по производству жидкого топлива на основе биомассы.

Классификация газификаторов и коммерчески доступных технологий по типу сырья.

Таблица 1

Сводная информация о заводах по производству жидкого коммерческого топлива с использованием биомассы и отходов ( ^{Molino et al., 2018} ).

904ft. Pfaffenhofen термический риформинг

Учреждение	Год запуска	Технология	Сырье	Выход (Stream Flow)	Country
Cutec	1990	Сушеный газовый силос 9012 9012 904 Солома атмосферного газа 9012 , органические остатки	FT жидкости (0.02 т / год)	Германия
Lahti Energia Oy	1998	Циркуляционный газификатор с псевдоожиженным слоем	древесные отходы	Возобновляемое дизельное топливо (HVO) (70 МВт тепл.)	CH	2001	Agnion Heatpipe-Reformer	древесные отходы (80 000 т / год)	SNG (32,5 МВт тепл.)	Германия
West Biofuels	2007	Двойной псевдоожиженный слой	, древесные отходы (5 т / день)	Жидкости FT	США
h3Herten GmbH	2009	Процесс многоступенчатого риформинга	придорожная зелень / синтез-газ (13 МВт)	h3 (150 м3 / ч	Германия
TUBITAK MRC-ENERGY INSTITUTE	2009	Газификатор с неподвижным слоем с нижней тягой	биомасса	SNG ( 0.2 МВт)	ТУРЦИЯ
Greasoline GmbH	2011	Каталитический крекинг масел и жиров на биологической основе в основном производит углеводороды дизельного топлива	масла и жиры на биологической основе, остатки растительных масел на биологической основе и жиры (3 т / год переработка нефти, свободные жирные кислоты, использованные	углеводороды дизельного типа (2 т / год)	Германия
Технологический институт Карлсруэ (KIT)	2012	Быстрый пиролиз, высокое давление Газификация унесенного потока, очистка горячего газа, синтез ДМЭ и бензина	солома (0.5 т / час. 0,2 т / ч)	Жидкости FT (250 т / год)	ТУРЦИЯ
Goteborg Energi AB	2014	Технология непрямой газификации Repotec и метанация в неподвижном слое Haldor Topsoe	лесные остатки, древесные гранулы, ветки и верхушки деревьев	SNG (11 200 т / год)	Швеция
Технологический институт Карлсруэ (KIT	2014	Быстрый пиролиз, газификация с унесенным потоком под высоким давлением, очистка горячим газом, синтез ДМЭ и бензина	солома (0.5 т / ч)	ДМЭ (608 т / год), бензиновое топливо (360 т / год)	Германия
Enerkem	2016	Барботажный псевдоожиженный слой	100000 сухих тонн ТБО в год	Метанол и этанол, 38 млн л / год	Канада
BioMCN	2017	Не сообщается	древесная щепа	Метанол (413 000 т / год)	Нидерланды	Всего
Не сообщается	солома, лесные отходы, специальные энергетические культуры	Жидкости FT (200000 т / год)	Франция
Go Green Fuels Ltd.	2018	Не сообщается	Топливо из отходов и древесные отходы (7500 т / год)	SNG (1500 т / год)	Соединенное Королевство
Fulcrum BioEnergy Sierra Biofuels Plant	2019 Не сообщается		отходы (20,000 т / год)	FT жидкости (314,913 т / год)	США

2.2. Предварительная обработка сырья

Биомасса и отходы могут быть перспективными источниками топлива для газификации.Однако они состоят из множества горючих и негорючих материалов. Например, твердые бытовые отходы (ТБО) состоят из бумаги, пластика, картона, дерева, текстиля, а также металлов, стекла и многих других материалов. Следовательно, для многих технологий газификации отходы необходимо предварительно обрабатывать, чтобы получить топливо, полученное из отходов. Предварительная обработка обычно включает удаление негорючих продуктов, таких как сталь, бетон и стекло, снижение содержания влаги и гомогенизацию отходов для минимизации эксплуатационных проблем.Обработка биомассы подразделяется на механическую и биологическую ( ^{Stapf et al., 2019} ). Биологическая обработка включает биостабилизацию и компостирование. Было проведено несколько исследований с использованием этих методов предварительной обработки, и были получены положительные результаты за счет снижения образования кокса и смолы при одновременном увеличении выхода синтез-газа ( ^{Fang, 2008 , Tanksale et al., 2007} ). Биомассу и отходы также можно предварительно обработать химическими методами для изменения органических и неорганических свойств сырья.Более подробную информацию можно найти в ^{Shahabuddin et al. (2020)} .

2.3. Технологии газификации биомассы и отходов

Как показано на, технологии газификации доступны для обработки широкого спектра угля, биомассы и отходов. В этом разделе описывается несколько технологий газификации, которые подходят для производства авиационного топлива путем газификации биомассы и твердых отходов.

2.3.1. Плазменная газификация

Принципиальная схема плазменного газификатора показана на .Газификатор работает при температуре выше 2500 ° C и может обрабатывать необработанные общие отходы, медицинские отходы и опасные отходы, а также обеспечивать полную конверсию углерода независимо от типа сырья. Отходы исходного сырья подают сбоку или сверху большого сосуда с огнеупорной футеровкой и реагируют с воздухом и / или кислородом, впрыскиваемым через фурмы. Плазменные горелки предназначены для нагрева и плавления отходов с образованием жидкого расплава при температуре ~ 1600 ° C. Высокотемпературный синтез-газ собирается из верхней части газификатора при температуре ~ 950 ° C, что означает, что смолы превращаются и реформируются в более мелкие молекулы, такие как CO, H ₂ , CH ₄ и CO ₂ ( ^{Alter NRG, 2018} ).Горячий синтез-газ охлаждается перед тем, как пройти через процессы газоочистки и использовать для производства энергии, химикатов или биотоплива. Благодаря очень высокой температуре этот газификатор способен плавить любой неорганический материал в отходах, который выпускается в виде расплавленного шлака из нижней части газогенератора ( ^{Favas et al., 2017 , Pourali, 2010} ) . Однако из-за очень высоких температур и сложной конструкции капитальные затраты очень высоки. Кроме того, плазменным горелкам может потребоваться до 40–50% вырабатываемой электроэнергии для поддержания процесса (Sierra ^{Energy, 2019} ).Технология также требует высоких затрат на обслуживание и эксплуатацию ( ^{Матвеев и др., 2013, ,} , ^{, Minutillo et al., 2009,} ). Хотя для плазменной газификации сообщается о высокой эффективности холодной газификации ( ^{Mazzoni et al., 2017,} ), полезный электрический КПД, как правило, низок из-за энергопотребления плазменных горелок и вспомогательных нагрузок. AlterNRG имеет четыре референсных проекта: два в Китае, один в Индии и один в Японии — все они предназначены для производства электроэнергии ( ^{Alter NRG, 2018} ).

Технология плазменной газификации для газификации общих отходов.

В последнее время плазменные резаки были интегрированы с традиционными технологиями газификации для обработки синтез-газа в процессе, называемом усовершенствованной технологией плазменного газогенератора ( ^{Nair et al., 2005, , Pemen et al., 2003,} ). В этой технологии обработанные и высушенные отходы и биомасса сначала газифицируются в обычном газогенераторе с псевдоожиженным слоем, который производит неочищенный синтез-газ и гудрон.Этот неочищенный синтез-газ и гудрон вместе с непревращенными твердыми частицами поступают в плазменный реактор и подвергаются дальнейшей реакции при очень высокой температуре с помощью плазменных горелок с получением относительно чистого высокотемпературного синтез-газа. Высокотемпературный синтез-газ (~ 1200 ° C), генерируемый плазменным реактором, затем передается в блок рекуперации тепла, где температура снижается примерно до 200 ° C. Тепло, рекуперированное из блока рекуперации тепла, используется для генерации пара, который используется в качестве псевдоожижающей среды (реагента) в первом реакторе.Затем охлажденный синтез-газ используется либо для выработки электроэнергии, либо для химического синтеза / синтеза биотоплива. Хотя эта плазменная технология обеспечивает очень высокие температуры и почти полностью разбивает сырье на CO и H ₂ , что приводит к получению чистого сырого синтез-газа, как и в случае с прямыми плазменными газификаторами, технология является дорогостоящей, и было построено и введено в эксплуатацию лишь несколько заводов. в эксплуатацию, в основном для обращения с медицинскими и опасными отходами.

Zhang et al. исследовали конверсию твердых бытовых отходов в условиях плазменной газификации в газификаторе с восходящим потоком и движущимся слоем при температуре до 6000 ° C ( ^{Zhang et al., 2012} ). Результаты показали, что увеличение мощности плазмы с 240 кВт до 260 кВт приводит к увеличению отношения H ₂ / CO с 1,5 до 2,0. Повышенное отношение H ₂ / CO с использованием более высокой мощности плазмы привело к более высокой температуре и увеличению крекинга гудрона. Теплотворная способность продуктовых газов составляла от 6 до 7 МДж / Нм ³ при различных рабочих условиях, а максимальная энергоэффективность была определена как 58%. Было определено, что отношение H ₂ / CO при плазменной газификации намного выше, чем при газификации при традиционной газификации с использованием воздуха, кислорода и пара ( ^{Seo et al., 2018} ).

При газификации опасных промышленных отходов в условиях плазменной газификации наблюдается, что отношение H ₂ / CO составляет примерно единицу. Исследование, проведенное Mountouris et al. показали аналогичный состав газа при использовании осадка сточных вод в условиях плазменной газификации ( ^{Mountouris et al., 2006, ,} , ^{Moustakas et al., 2005,} ). Напротив, ^{Lemmens et al.} провела исследование с использованием RDF и сообщила о соотношении H ₂ / CO около 0.5 (2007). Качество синтез-газа при плазменной газификации зависит от типа и качества топлива, содержания влаги, используемого окислителя, мощности плазмы и других условий. Важным преимуществом плазменной газификации является возможность работы с топливом низкого качества, например с топливом с высоким содержанием влаги. Mountouris et al. показали, что плазменная газификация может выдерживать содержание влаги до 40 мас.% без ущерба для качества синтез-газа ( ^{Mountouris et al., 2006,} ). Однако такая гибкость обходится дорого, что может оказаться недопустимым, если целью является производство авиационного топлива из общих отходов.

2.3.2. Плавильная газификация

Плавильные газификаторы с неподвижным / подвижным слоем широко используются при газификации твердых отходов, и доступно несколько коммерческих технологий. Компания Nippon Steel & Sumikin Engineering Co. Ltd. разработала технологию газификации отходов в системе прямой плавки (DMS) с использованием газогенератора с шахтной печью с подвижным слоем при атмосферном давлении ( ^{Tanigaki and Ishida, 2014} ). В этой технологии необработанные ТБО или RDF реагируют с обогащенным воздухом и коксом.Хотя было построено более 38 установок DMS, все они подают синтез-газ в котел для выработки пара, и поэтому эту технологию необходимо адаптировать для производства синтез-газа для синтеза авиационного топлива ( ^{Tanigaki et al., 2013 , Танигаки, Исида, 2014,} ).

Компания Thermoselect разработала технологию газификации необработанных отходов в синтез-газ при температуре ~ 1200 ° C и образование расплавленного шлака. В процессе Thermoselect отходы уплотняются и подвергаются пиролизу в горизонтальном канале с внешним обогревом при 800 ° C ( ^{Schilli, 2004 , Perkins, 2020} ).Затем частично разложившиеся отходы поступают в вертикальную реторту и газифицируются кислородом при 1600 ° C, в то время как минеральные вещества нагреваются до более чем 2000 ° C с использованием кислорода и природного газа с образованием жидкого расплава, который выпускается из нижней части реактора. Система очистки и кондиционирования газа по технологии Thermoselect задействована и состоит из кислотного скруббера, щелочного скруббера, стадии удаления пыли, десульфуризации и осушки газа. Эффективность холодного газа для модуля газификации составляет 59% ( ^{Campbell, 2008} ).Девять заводов мощностью от 38 до 289 тыс. Т / год по переработке отходов были разработаны с использованием технологии Thermoselect, семь построены в Японии ( ^{Фрэнк Кэмпбелл, 2008 г., ,} , ^{, Gersham et al., 2013,} ). Ни один из них не был разработан для преобразования синтез-газа в синтетическое топливо.

Недавно Sierra Energy разработала технологию газификации FastOx, основанную на доменной печи, как показано на . Этот газогенератор представляет собой газификатор с неподвижным слоем, в котором пар и кислород вводятся снизу газификатора через фурмы ( ^{Sierra Energy, 2019} ).Реагенты пар / кислород создают высокую температуру 2200 ° C. Эффективность холодного газа составляет от 66 до 79%, а паразитная нагрузка в этой системе газификации оценивается в 16–20% по сравнению с 40–50% в плазменных газификаторах ( ^{Sierra Energy, 2019} ). Полученный синтез-газ отбирается из верхней части газогенератора для дальнейшей обработки. Минеральные вещества в отходах расплавляются с образованием шлака, который выпускается из нижней части газогенератора. Sierra Energy построила пилотную установку мощностью 20 тонн в сутки (т / сутки) на территории США.Площадка S. Army в Калифорнии, и в настоящее время ведется строительство демонстрационной установки мощностью 50 тонн в сутки. Следовательно, перед тем, как технология станет пригодной для использования в производстве авиационного топлива, потребуется дальнейшее масштабирование. Хотя некоторые могут рассматривать FastOx как новую концепцию, существует несколько коммерческих газификаторов, которые очень похожи по конструкции и принципу действия. Газификатор BGL, первоначально разработанный для переработки угля и адаптированный для совместной переработки отходов, имеет такую ​​же общую схему, хотя обычно работает при высоком давлении ( ^{Hirschfelder and Olschar, 2010} ).Упомянутая выше система прямой плавки (DMS) Nippon также аналогична по концепции ( ^{Perkins, 2020 , Tanigaki and Kashiwabara, 2017} ).

Схема принципа работы технологии плавильной газификации FastOx от Sierra Energy.

Как и плазменная газификация, плавильные газификаторы предназначены для обработки необработанных общих отходов и работают при очень высоких температурах, что требует сложных и дорогостоящих конструкций реакторов. Основные статьи затрат включают системы подачи, блок разделения воздуха, реакторы с огнеупорной футеровкой, риформинг синтез-газа и потребность в высоколегированных металлах в системах охлаждения газа.

2.3.3. Газификация в псевдоожиженном слое

Для сырья биомассы существует ряд технологий газификации в циркулирующем псевдоожиженном слое (ЦКС), которые были коммерциализированы. Технология U-Gas изначально была разработана для угля, но может совместно обрабатывать биомассу ( ^{Higman and van der Burgt, 2008,} ). Valmet разработала систему CFB для сырья биомассы и построила ряд заводов мощностью до 300 МВт в Финляндии ( ^{Valmet, 2017} ). Ряд технологий с псевдоожиженным слоем, таких как система с циркулирующим псевдоожиженным слоем Ebara TwinRec и газификаторы с барботажным слоем Kobelco Eco и Outotec, были разработаны для сжигания синтез-газа для выработки электроэнергии и потребуют значительной адаптации для производства авиационного топлива ( ^{Tanigaki et al. ., 2013 , Tanigaki et al., 2012 , Yoshikawa, 2013} ). Хотя газификаторы с двойным псевдоожиженным слоем были реализованы в полукоммерческих масштабах, как установка газификации биомассы в Гюссинге, Австрия, они не получили широкого распространения или значительного увеличения ( ^{Corella et al., 2007,} ).

Для отработанного сырья компании Enerkem и ThermoChem Recovery International (TRI) разработали технологии барботажного псевдоожиженного слоя для переработки RDF.В конструкции Enerkem слой нагревается путем прямого впрыска кислорода и пара ( ^{Enerkem, 2019} ), в то время как в конструкции TRI тепло передается за счет высокотемпературного дымового газа, проходящего через трубы, вставленные в газификатор ( ^{ThermoChem Recovery International Inc., 2020} ). схематически изображена технология газификатора TRI. Биомасса и / или RDF подаются из нижней боковой стенки, которая вступает в реакцию с перегретым паром, подаваемым из нижней части газогенератора. В верхней части газогенератора установлен циклонный сепаратор, который отделяет частицы от синтез-газа.К основным преимуществам этого газификатора относится высокое качество синтез-газа за счет косвенного нагрева и простота управления соотношением H ₂ / CO путем настройки рабочих параметров. Кроме того, удаление твердых частиц из синтез-газа интегрировано в газификатор, что делает систему компактной и более дешевой. Технология была протестирована на пилотной установке мощностью 4 тонны в день (мощность: 1 МВт тепл.) В рамках полностью интегрированного процесса биопереработки и продемонстрировала более 10000 часов бесперебойной работы ( ^{ThermoChem Recovery International Inc., 2020} ). Технология была выбрана для нескольких проектов, включая строящийся завод по производству биотоплива Sierra в Неваде, США, который будет ежегодно перерабатывать до 175000 ТБО для производства 42 миллионов литров транспортного топлива ( ^{Fulcrum Bioenergy, 2019} ).

Принципиальная схема газогенератора Thermo-Chem Recovery International (TRI).

2.3.4. Сверхкритическая водная газификация

Сверхкритическая водная газификация — это форма гидротермальной газификации, обычно проводимая в присутствии большого количества воды для производства H ₂ и CH ₄ ( ^{Rodriguez Correa and Kruse, 2018} ).Как правило, выход этого процесса очень высок. Однако факторы, влияющие на выход продукта, зависят от выбора температуры, соотношения биомассы и воды и катализатора. Наиболее выгодным аспектом гидротермальной газификации является ее способность обрабатывать сырье влажной биомассы с влажностью до 70 мас.%, Что существенно снижает затраты на сушку, которая является предпосылкой для традиционной термической газификации ( ^{Dahmen et al., 2010 , Kruse et al., 2013} ).

Сверхкритическая газификация обычно выполняется либо при низкой температуре 374–550 ° C, либо при высокой температуре 550–700 ° C с катализатором или без него ( ^{Azadi and Farnood, 2011} ). ^{Kruse and Dahmen (2015)} изучали гидротермальную газификацию биомассы с высоким содержанием влаги в некаталитических условиях. Результаты показали, что при более низкой температуре образование CH ₄ более благоприятно по сравнению с образованием H ₂ . Однако повышение температуры увеличивает выход (мол.%) H ₂ , но снижает CH ₄ .Выход H ₂ и CH ₄ достигает равновесия при температуре около 600 ° C. При низкотемпературной сверхкритической газификации скорость реакции настолько мала, что необходимо использовать катализаторы на основе переходных металлов ( ^{Elliott et al., 2006 , Osada et al., 2006} ). Напротив, скорость реакции при высокотемпературной сверхкритической газификации очень высока, и полная газификация может быть достигнута при 700 ° C без присутствия какого-либо катализатора ( ^{Osada et al., 2006 , Schmieder et al., 2000} ).

Сверхкритическая водная газификация находится на ранней стадии зрелости, и CH ₄ в синтез-газе потребует дальнейшего риформинга для использования в процессе FT для получения SAF.

2.3.5. Микроволновая газификация

Пиролиз и газификация с помощью микроволнового излучения — эффективный метод преобразования биомассы. В научной литературе сообщается о значительном количестве исследований, посвященных преимущественно пиролизу биомассы ( ^{Chen et al., 2015} ). Преимущества микроволнового пиролиза / газификации по сравнению с традиционной газификацией включают однородный температурный профиль, способность обрабатывать крупные частицы биомассы, выход более чистого продукта с высокой теплотворной способностью и экономическую эффективность ( ^{Chen et al., 2015} ). Однако роль микроволнового излучения в химических реакциях, особенно в нетепловых эффектах, не совсем понятна ( ^{Chen et al., 2015,} , ^, , ^{, Kuhnert, 2002,} ). Xie et al. изучили микроволновую газификацию биомассы в присутствии катализаторов на основе Fe, Co и Ni в лабораторных условиях ( ^{Xie et al., 2014} ). Результаты показали, что Ni является наиболее эффективным катализатором с точки зрения выхода синтез-газа и снижения содержания смол. Оптимальное соотношение катализатора к биомассе составляет 1: 5–1: 3 с выходом синтез-газа более 80%. Было обнаружено, что добавление пара в реакцию является обязательным. Концепция газогенератора с двойным псевдоожиженным слоем с использованием микроволнового излучения была предложена ^{Xie et al. (2014)} .

Хотя применение микроволн может быть перспективным для газификации биомассы и отходов в долгосрочной перспективе, на сегодняшний день эта технология внедрена только в лабораторных масштабах.

3. Кондиционирование и очистка синтез-газа

Основными загрязнителями, обнаруженными в синтез-газе, являются: твердые частицы, смолы, соединения серы, соединения азота, щелочные металлы, хлор и диоксид углерода. Однако уровень загрязнения во многом зависит от исходного сырья и процесса газификации. показаны общие области применения синтез-газа и соответствующие требования к очистке синтез-газа ( ^{Ephraim et al., 2020 , Prabhansu et al., 2015 , Richardson et al., 2015 , Woolcock and Brown, 2013} ). Для производства авиационного топлива из синтез-газа качество синтез-газа должно соответствовать строгим требованиям процесса синтеза FT. Недавняя работа по производству авиационного топлива из биомассы была проведена ^{Larson et al. (2020)} , который оценил совместную газификацию сосновой древесины и бурого угля для производства низкоуглеродистого реактивного топлива. Предлагаемая конструкция, которая типична для тех, которые применяются в процессе FT, состояла из следующих этапов: охлаждение синтез-газа, фильтрация и очистка перед частичной регулировкой конверсии кислого водяного газа для изменения отношения H ₂ / CO в синтез-газе. .Кислые газы, CO ₂ , H ₂ S и следы примесей удаляли с использованием охлажденного метанольного растворителя (Rectisol®), а уловленный H ₂ S превращали в влажную серную кислоту и продавали. CO ₂ также будет улавливаться и продаваться для использования в целях увеличения нефтеотдачи. Секция очистки синтез-газа в этом проекте была спроектирована для снижения технологического риска за счет использования проверенных технологий и снижения стоимости улавливаемого CO ₂ , при этом производя продукты с добавленной стоимостью из загрязняющих веществ.

Таблица 2

ppm

Загрязнение	Применение синтез-газа
	Электростанция парового цикла	Газовый двигатель	Газовая турбина	Твердооксидный топливный элемент	Топливный элемент с расплавленным карбонатом	Топливный элемент с расплавленным карбонатом 9039	Синтез метанола	Синтез Фишера-Тропша
Частицы	Минимальные требования	<50 мг / Нм 3	<30 мг / Нм 3 12	<1 .01 нм	н.о.	<0,02 мг / Нм 3	<0,5 мг / Нм 3
Смола	Не имеет значения, но следует избегать конденсации	<100 мг / Нм 3	<50 мг / Нм 3	От нескольких десятков до нескольких сотен ppmv	<2000 ppmw	<100 ppmv	<0,1 мг / Нм 3	<1 ppmv
Сера (H 2 , COS)	Конечные выбросы SOx ограничены постановлением	Конечные выбросы SOx ограничены постановлением	<20 ppmv	Немного ppmv	<0.1 ppmv (h3S)	<1 ppm	<1 мг / Нм 3	<0,01 ppmv
Азот (HCN, NH 3 )	Конечные выбросы NOx ограничены постановлением	выбросы ограничены постановлением	<50 ppmv	nd	<0,1 ppmw (HCN) <1% vol (Nh4)	н.о.	<0,1 мг	<0,02 ppmv
Щелочь (первичный K и Na)	n.d.	н.о.	<0,02 ppmv	1 ppmv	н.о.	н.о.	н.о.	<0,01 ppmv
Галогениды (первичный HCl)	н.о.	н.о.	<1 ppmv	Немного ppmv	<0,1 ppmw	н.о.	<0,1 мг / Нм 3	<0,01 ppmv
Тяжелые металлы	н.о.	н.о.	н.о.	п.d.	н.о.	н.о.	н.о.	<0,001 ppmv

В следующих разделах дается краткое описание доступных в настоящее время технологий очистки синтез-газа, их характеристик, преимуществ и недостатков в контексте производства авиационного топлива методом FT.

3.1. Твердые частицы

В зависимости от характеристик сырья и процесса газификации размер и состав твердых частиц могут сильно различаться.Основными составляющими твердых частиц являются остаточный твердый углерод и неорганические соединения, такие как щелочные и щелочноземельные металлы, диоксид кремния и железо, тогда как второстепенными составляющими являются мышьяк, селен, сурьма, цинк и свинец ( ^{Courson and Gallucci, 2019} ) . Твердые частицы могут вызвать сильную коррозию, эрозию и засорение, если их не удалить должным образом. Твердые частицы можно удалить с помощью различных методов, включая удаление теплого и горячего газа, инерционное разделение, фильтры, очистку жидкостью и электрофильтр.обобщает технологии удаления частиц горячего газа, их эффективность и условия эксплуатации ( ^{Courson and Gallucci, 2019 , Dayton et al., 2019 , Prabhansu et al., 2015 , Woolcock and Браун, 2013} ).

Таблица 3

%

Пылеотделитель	Диапазон температур (℃)	Эффективность удаления	Падение давления (кПа)
Циклон	100–900	<10
Тканевые карманные фильтры	60–250	Пыль> 0.3 мкм, 99–99,8%	1–2,5
Мокрые скрубберы (Вентури)	20–100	Пыль> 0,1–1 мкм, 85–95, в противном случае 90–99%	5–20
Фильтры из волокнистой керамики	200–800	Пыль> 0,1 мкм, 99,5–99,99%	1–5
Фильтры из вспененного металла	200–800	Пыль> 1 мкм, 99–99,5%	<1
Фильтры с зернистым слоем	200–800	Сильно зависит от режима и фильтрации поверхностной корки	<10

Технология инерционного разделения основана на принципе разделения по массе и ускорению.Циклон — самое распространенное устройство в этой категории. Однако доступны и другие варианты, такие как агломераты пыли и ударный сепаратор. Одной из самых передовых технологий инерционного разделения является газовый циклон с обратным потоком, который работает с частичной рециркуляцией и имеет эффективность удаления 99,6%, что имеет даже более высокую эффективность, чем давно зарекомендовавшие себя высокоэффективные конструкции Stairmand ( ^{Sakin et al. , 2019} ).

Фильтр известен как барьерный фильтр, когда поток газа проходит через гранулы или пористые монолитные твердые тела.Во время фильтрации твердые частицы могут быть извлечены в четыре этапа: диффузия, инерционное воздействие, гравитационное осаждение и агрегация частиц. Керамические или металлические материалы — самые популярные ингредиенты для изготовления жестких фильтров. Они способны удалять 99,99% твердых частиц (<100 мм) при рабочих температурах выше 400 ° C ( ^{Prabhansu et al., 2015} ). Однако керамические фильтры по своей природе хрупкие, что приводит к производству барьерных фильтров из спеченного металла, в которых рабочие температуры могут быть увеличены до 1000 ° C, а эффективность удаления может достигать почти 100%.Другой жизнеспособный вариант барьерной фильтрации — это гранулированные фильтры с подвижным или неподвижным слоем, которые достигают эффективности более 99,9% даже при высоких температурах ( ^{Prabhansu et al., 2015} ).

При электростатическом разделении частицы заряжаются из-за сильного электрического поля и извлекаются из-за разницы в диэлектрических свойствах. Электростатические силы, действующие на частицы (<30 мкм), в 100 раз сильнее силы тяжести. Следовательно, электростатические осадители очень эффективны при удалении твердых частиц и традиционно использовались на электростанциях, работающих на угле / биомассе, для удаления летучей золы при температуре до 200 ℃ ( ^{Prabhansu et al., 2015} ). Они также популярны для удаления твердых частиц и смол из синтез-газа, получаемого при газификации биомассы.

Мокрая очистка используется для очистки холодного газа от твердых частиц. В зависимости от принципа действия и эффективности удаления влажную очистку холодного газа можно классифицировать в следующем порядке: распылительный скруббер> мокрый динамический скруббер> циклонный распылительный скруббер> ударный скруббер> скруббер Вентури> электростатический скруббер. обобщает технологии удаления твердых частиц холодного газа, их эффективность удаления и принцип работы ( ^{Courson and Gallucci, 2019 , Dayton et al., 2019 , Prabhansu et al., 2015 , Woolcock and Brown, 2013} ).

Таблица 4

Устройство	Эффективность удаления	Принцип работы
Спрей-скруббер	Частицы> 5 мм; 90% Субмикронная частица; 40%. до 95%	Используйте механическое движение лопастей вентилятора для турбулентного перемешивания капель воды с потоком газа и увеличения вероятности инерционного столкновения частиц с водой
Вихревой скруббер	Субмикронные частицы; 60–75%
Импакторный скруббер	Крупные частицы; > 98%	Грязный газ проходит через перфорированные пластины или тарелки на тарелке меньшего размера, которую регулярно промывают водой для удара
Скруббер Вентури	Субмикронные частицы; > 50%	Скрубберы работают за счет уменьшения площади проходного сечения на основе принципа увеличения потока газа, в результате чего вода распадается на мелкие капли
Электростатический скруббер	Субмикронные частицы; около 99%., 2019 ). В тканевых фильтрах используются ткани, изготовленные из термостойких волокон. Тканевый фильтр собирает частицы в фильтрующий материал за счет инерционного удара, захвата и диффузии. Наиболее распространенными типами тканей, которые используются в тканевых фильтрах, являются полиэстер, шерсть, полипропилен. 3.2. Смолы Смолы — это органические соединения, состоящие из углеводородов и свободного углерода ( Park et al., 2018 ). В зависимости от параметров процесса и характеристик сырья в процессе термохимической конверсии образуются различные типы смол, которые могут быть классифицированы как: (i) первичная смола, (ii) вторичная смола, (iii) третичная смола ( Liu, 2019 ) .Органические соединения (такие как фурфурол и левоглюкозан), выделяемые на стадиях удаления летучих веществ, известны как первичные смолы; фенольные смолы и олефины являются примерами вторичных смол, а полициклические ароматические углеводороды (ПАУ) являются примерами третичных смол ( Benedikt et al., 2019 ). Существует четыре основных метода удаления гудрона из горячего газа, а именно термический крекинг, каталитический крекинг, нетепловая плазма и физическое разделение ( Saleem et al., 2020 ). Основываясь на перспективном применении типов синтез-газа и газификатора, эти методики применимы как для первичного (на месте), так и для вторичного удаления смол (пост-газификатор).приведены в таблице принцип работы, преимущества и недостатки этих процессов ( Chen et al., 2019 , Courson and Gallucci, 2019 , Islam, 2020 , Prabhansu et al., 2015 , Saleem et al., 2020 ). Таблица 5 Метод Принцип работы Примечания Термическое растрескивание • Высокие температуры (1000–1300 ℃) используются для разрушения крупных органических соединений меньшего размера. -конденсируемые газы • Могут применяться также более низкие температуры; тем не менее, для эффективного крекинга требуется длительное время пребывания. • Уменьшить уровни смол в> 80 раз (в зависимости от первичных концентраций) • Увеличить скорость образования сажи, что увеличивает нагрузку на частицы в процессе очистки • Смолу можно удалить как сажу, но содержание энергии в синтез-газе будет снижено Каталитический крекинг • Происходит при относительно более низкой температуре по сравнению с термическим крекингом • Различные типы катализаторов, такие как железо на основе металлов, на основе минералов, на основе никеля и синтетических материалов используются для крекинга гудрона • Оливин, доломит и известь являются примерами катализаторов на минеральной основе • Цирконий, платина, родий, рубидий и их комбинации являются представителями катализаторов на основе металлов • Ni / Al 2 O 3 , Ni / MgO, Ni / CeO 2 , Ni / оливин, Ni / доломит, Ni / ze обычно используются катализаторы на основе никеля. • Уголь — пример синтетического катализатора • Снижение эксплуатационных расходов и потерь энергии, связанных с операциями при повышенных температурах • Катализаторы создают эксплуатационные проблемы, такие как отравление, фрагментация или отложение углерода • Катализаторы на минеральной основе являются экономичным и эффективным вариантом для удаления смол • Катализаторы на основе никеля улучшают выход синтез-газа и часто используются в промышленности для риформинга метана и нафты. • Катализаторы на основе металлов показывают очень высокая эффективность удаления гудрона, намного выше по сравнению с катализаторами на никелевой и минеральной основе. • Обугливание вместе с термическим крекингом может снизить концентрацию гудрона в 75–500 раз по сравнению с исходной концентрацией гудрона Нетермический плазма • Плазма образуется в результате столкновения молекулы электронов высокой энергии и может распадаться эффективная очистка гудрона • Микроволновая плазма, импульсная корона, высокочастотная плазма, диэлектрические барьерные разряды, коронный разряд постоянного тока являются примерами нетепловой плазмы • Эксплуатационные расходы и потребность в энергии очень высоки • Импульсная корона самая перспективная технология.Он может разлагать соединения смолы при температуре около 400 ℃. Физическое разделение • Скруббер и электрофильтр (ESP) являются примерами физического сепаратора • Более низкая температура, необходимая для эффективной работы • Высокотемпературная работа возможна путем регулирования их частичной конденсации • Ниже 450 ° C смолы начинают конденсироваться и образовывать аэрозоли. Эти аэрозоли могут быть отделены физическими силами с помощью таких методов, как ЭЦН и инерционные сепараторы. • Требование частичного охлаждения газового потока ограничивает использование механического сепаратора при повышенных температурах Мокрый скруббер очищает как твердые частицы, так и смолы. в процессе очистки холодного газа.При соответствующем понижении температуры газа мокрые скрубберы конденсируют смолистые пары, которые легко поглощаются водой. Вода, выходящая из мокрого скруббера, который сильно загрязнен соединениями гудрона, попадает в отстойник, где нерастворимые в воде соединения гудрона выделяются из воды, так что воду можно рециркулировать в скруббер ( Brown, 2019 ). Процесс, названный OLGA (аббревиатура от нефтесодержащего газоочистителя на голландском языке), был недавно разработан Центром энергетических исследований Нидерландов для очистки теплой газовой смолы ( Rueda and Helsen, 2019 ).Этот процесс направлен на объединение преимуществ системы очистки горячего газа (HGC) и системы очистки холодного газа (CGC) без учета их недостатков. По сравнению с типичными процессами HGC и CGC технология OLGA предлагает несколько дополнительных преимуществ, таких как низкие эксплуатационные расходы, стоимость катализа и требования к низким температурам. Процесс OLGA успешно применялся на нескольких объектах газификации и в настоящее время находится на грани коммерциализации ( Rueda and Helsen, 2019 ). 3.3. Соединения серы Примеси серы в основном присутствуют в форме сероводорода (H 2 S) или карбонилсульфида (COS) в синтез-газе и могут удаляться отдельно или вместе с другими кислыми газами, такими как CO 2 .Для удаления кислого газа доступно несколько процессов, которые используют физическую или химическую адсорбцию или их комбинацию. Для производства авиационного топлива для удаления серы в массе может использоваться физическая адсорбция (например, метанол) или химическая адсорбция (например, амины), при этом твердая адсорбция используется для предотвращения проскока серы в каталитическую установку Фишера-Тропша. Растворители, такие как метанол и диметиловый эфир, обычно используются в процессах физической абсорбции из-за их способности поглощать углеводороды ( Korens et al., 2002 ). Жидкий окислительно-восстановительный потенциал является многообещающим методом прямого удаления H 2 S и извлечения серы из потоков синтез-газа. В этом методе растворенный ванадиевый катализатор пропускают через фазу мокрой очистки в поток газа. Биологические и химио-биологические методы также могут использоваться для удаления серы. В этом отношении были исследованы различные типы микроорганизмов, такие как Chlorobiaciae и Thiobacillus ( Jensen and Webb, 1995, ).В коммерчески доступных процессах, таких как Thiopaq и Biopuric , используются стандартные химические или физические методы для извлечения H 2 S из газового потока, однако на сегодняшний день ни один из них не использовался вместе с процессом FT на крупномасштабном предприятии. ( Fortuny et al., 2008 ). Удаление серы из горячего газа в основном сосредоточено на удалении сероводорода и / или диоксида серы, при этом большинство методов удаления горячего газа используют адсорбцию. Оксиды металлов демонстрируют лучшие химические свойства для адсорбции серы при повышенных температурах, а наиболее подходящими оксидами металлов для десульфурации являются Fe, Cu, Zn, Co, Mo, V и Mn ( Vamvuka et al., 2004 ). Другим широко используемым адсорбционным материалом является смешанный оксид металлов (такой как CuO и ZnO), и он может обеспечить эффективность удаления серы> 99% ( Vamvuka et al., 2004, ). Conoco-Phillips произвела коммерческие смеси сорбентов с ZnO, которые могут успешно удалять> 99% соединений серы ( Sánchez-Hervás et al., 2005 ). 3.4. Двуокись углерода Удаление CO 2 из синтез-газа необходимо, прежде чем его можно будет использовать в процессе Фишера-Тропша.В коммерческих проектах удаление кислого газа с помощью физической и химической адсорбции будет наиболее вероятным выбором для массового удаления CO 2 из синтез-газа. Основными технологиями, которые используются для улавливания и разделения CO 2 , являются растворитель, сорбент и мембрана. В качестве сорбентов CO 2 обычно используются различные типы материалов, такие как активированный уголь, цеолиты, известь, оксиды щелочных металлов, оксиды серебра, силикагель, оксид алюминия и металлоорганический каркас ( Dayton et al., 2019 ). Некоторые преимущества этого процесса заключаются в том, что для обращения химической реакции не требуется тепла, и сорбенты могут одновременно восстанавливать H 2 S и CO 2 . Некоторые из минусов этого процесса: некоторое количество H 2 может быть потеряно с CO 2 и CO 2 может потерять некоторое давление во время мгновенного восстановления. Другим многообещающим методом в этом отношении является технология ионного насоса, которая не зависит ни от температуры, ни от давления ( Taheri et al., 2019 ). Более того, они резко увеличивают концентрацию карбонат-иона за счет растворения CO 2 в растворе.Удаление CO 2 с использованием мембраны является энергоэффективным процессом; однако существуют проблемы при выборе мембранных материалов и при разработке мембран для эффективного удаления CO 2 ( Hatab et al., 2019 ). Мембраны из полых волокон (HFM) являются одними из лучших в этом отношении. Hatab et al. (2019) сообщил, что эффективность удаления CO 2 может быть дополнительно увеличена на 21%, если корпус HFM заполнен стеклянными шариками. 3.5. Соединения азота Соединения азота в синтез-газе чаще всего встречаются в виде аммиака (NH 3 ) или цианистого водорода (HCN). Обычно NH 3 является основной формой азотных загрязнителей. Для процесса очистки горячего газа от азота необходимо селективное каталитическое окисление или термокаталитическое разложение ( Nelson et al., 2018 ). Окислитель, такой как NO, является многообещающим вариантом для селективного каталитического окисления. Термическое каталитическое разложение NH 3 происходит в основном за счет противоположного механизма образования NH 3 .Недорогие катализаторы на основе доломита и железа могут успешно удалить до 70–80% NH 3 из синтез-газа ( Palma et al., 2017 ). Недорогой катализатор на основе никеля также показал многообещающие результаты и способен удалять до 75% NH 3 ( Palma et al., 2017 ). Однако дезактивация серы — большая проблема, связанная с этими катализаторами. Катализатор на основе вольфрама, такой как вольфрамат диоксида циркония и карбид вольфрама, может быть возможным вариантом избежать этой ситуации ( Palma et al., 2017 ). Во время очистки холодного газа азотные загрязнители в основном удаляются из синтез-газа за счет водопоглощения. Даже конденсация водяного пара, содержащегося в синтез-газе, может значительно удалить соединения азота. Более 90% удаления аммиака было достигнуто за счет использования охлажденного конденсатора для синтез-газа, полученного из осадка сточных вод ( Pinto et al., 2007, ). Скорость удаления можно дополнительно повысить за счет использования дополнительной воды в мокром скруббере. 3.6. Щелочные металлы Щелочные соединения вызывают сильное загрязнение и коррозию в последующем технологическом процессе.Таким образом, удаление щелочных соединений из синтез-газа очень важно для процесса сжигания / газификации. Есть два способа удалить щелочные металлы из синтез-газа при высоких температурах. Первый вариант — конденсация, второй — горячая адсорбция на твердом сорбенте. Когда температура газового потока опускается ниже точек конденсации щелочного металла, пары щелочного металла будут образовывать зародыши и агломерировать в газовом потоке с образованием или добавлением к твердым частицам. Такие сорбенты, как каолинит и боксит, полезны для высокотемпературного процесса удаления щелочей ( Adhikari et al., 2017 ). Для низкотемпературного процесса удаления щелочи пригоден эматлит ( Punjak et al., 1989, ). Другими сорбентами, которые могут удалять щелочь из синтез-газа при высоких температурах, являются оксид алюминия и кремнезем ( Adhikari et al., 2017 ). В системах очистки холодного газа большая часть щелочных соединений удаляется дегтем с использованием мокрого скруббера из-за низкой температуры конденсации (<300 ℃) щелочных соединений. Другой вариант удаления щелочи - предварительная обработка биомассы ( Каммер и Браун, 2002, ).Промывка биомассы водой является жизнеспособным вариантом для удаления щелочей, поскольку большинство щелочных соединений растворимы в воде или ионообменны. Промывка кислотой вместо воды может быть еще одним логичным вариантом, поскольку она может удалить 70% щелочных соединений из биомассы ( Каммер и Браун, 2002, ). 3,7. Хлор Хлор обычно содержится в синтез-газе в виде соляной кислоты (HCl). В газовой фазе HCl реагирует с образованием других загрязняющих веществ, таких как хлорид аммония (NH 4 Cl) ​​и хлорид натрия (NaCl).Эти загрязнители вызывают сильные отложения и обрастания последующих процессов ( Li et al., 2020 ). Кроме того, хлориды дезактивируют катализаторы, используемые для химического синтеза. Сорбенты, такие как оксид алюминия и активированный уголь, чаще всего используются для удаления HCl в среде горячего газа. Из-за химического баланса между участвующими газами и твердыми частицами высокотемпературное удаление HCl наиболее активно при температуре от 500 ° C до 550 ° C ( Dou et al., 2001, ). Другие эффективные методы включают мультиоксиды на основе щелочных металлов; однако они могут быть дорогими по сравнению с обычными сорбентами.Прямое введение сорбента в поток горячего газа при повышенной температуре (600 ℃ — 1000 ℃) может быть еще одним многообещающим вариантом очистки от HCl, поскольку экспериментальные результаты показывают эффективность удаления 80% для сорбентов на основе кальция ( Shemwell et al., 2001 ). Мокрая скрубберная очистка обычно используется для очистки от соединений хлора в процессе очистки холодного газа. Это осуществляется либо путем адсорбции паров HCl, либо путем осаждения солей хлорида аммония ( Woolcock and Brown, 2013, ).В результате газификации образуются HCl и NH 3 , которые, реагируя друг с другом, образуют хлорид аммония, осаждаются в процессе ниже по потоку и вызывают засорение. Таким образом, рекомендуется поддерживать температуру синтез-газа выше 300 ℃ до завершения процесса очистки ( Chan et al., 2019 ). В мокром скруббере обычно образуется меньшее количество хлорида аммония из-за быстрого процесса охлаждения. Однако мокрый скруббер может успешно абсорбировать все формы хлоридов. Для удаления HCl из потока теплого газа применяется полувлажный процесс удаления выше температуры конденсации воды.В этом процессе используется известковая суспензия, которая в результате реакции с HCl образует CaCl 2 и H 2 O. Используя этот метод, можно удалить более 99,5% HCl из процесса. Другим вариантом может быть процесс очистки на основе оксида Mg-Al, поскольку он является регенерируемым и может удалять до 97% соединений хлора ( Kameda et al., 2008 ). 3.8. Другие загрязнители Помимо вышеупомянутых загрязнителей в синтез-газе может быть обнаружен ряд других загрязнителей, таких как минеральные и металлические микроэлементы.Однако концентрация этих микропримесей невысока. Для процесса Фишера-Тропша следы примесей, таких как Hg, As, Se и Zn, должны быть снижены до очень низких уровней, предпочтительно в диапазоне частей на миллиард. Известь, активированный уголь, цеолит, кремнезем, боксит и каолинит в настоящее время используются в качестве твердого сорбента для удаления следов металлов. Ранее для удаления ртути использовался активированный уголь, эффективность которого составляла от 90 до 95%. В настоящее время в некоторых проектах используется новая разновидность активированного угля, разработанная Calgon Carbon Corporation, а их 99.Эффективность удаления ртути 99% ( Mimna and Tramposch, 2016 ). Другой типичный адсорбент, используемый для удаления ртути, — цеолит. Благодаря высокой скорости удаления ртути и способности к регенерации они являются предпочтительным вариантом в промышленных процессах газификации. Компания TDA Research Inc. разработала современный регенерируемый сорбент, который может работать даже при высокой температуре и давлении ( Alptekin et al., 2016 ). Сорбент не только показал более высокое удаление ртути (95%) из синтез-газа, но также удалил другие следы металлов из синтез-газа.Кроме того, сорбент успешно удалил остаточную серу, по крайней мере, в три раза, работая в качестве защитного слоя. 4. Синтез и очистка продуктов 4.1. Пути производства возобновляемого авиационного топлива Как упоминалось ранее, FAA утвердило пять различных маршрутов производства авиационного топлива из возобновляемых углеродных ресурсов, то есть биомассы ( Morgan et al., 2019 , Pearlson et al., 2013 ), и два из этих методов имеют отношение к данному обзору, а именно пути FT-SPK (синтетический парафиновый керосин) и FT-SKA (синтетический керосин с ароматическими соединениями).ФТ-СПК получают путем газификации биомассы с последующим синтезом ФТ. С другой стороны, в FT-SKA некоторые алкилированные бензолы ненефтяного происхождения добавляются в FT-SPK ( European Technology and Innovation Platform, 2017 ). SPK можно смешивать в различных количествах до 50%, в зависимости от типа топлива, с обычным коммерческим и военным реактивным (или авиационным турбинным) топливом. С топливом СПК требуется смешивание, поскольку в нем отсутствует достаточное количество ароматических углеводородов, которые присутствуют в обычном топливе для реактивных двигателей.Содержание ароматических углеводородов в реактивном топливе ограничено, чтобы предотвратить образование дыма во время горения, однако необходимо минимальное содержание ароматических веществ, чтобы вызвать разбухание эластомера в топливных системах самолета и повысить плотность топлива. С другой стороны, синтетический керосин с ароматическим топливом (SKA) может использоваться взаимозаменяемо с ископаемым топливом ( Министерство энергетики США, 2020 ). Компании, разрабатывающие проекты, использующие маршрут FT-SPK, включают Fulcrum Bioenergy и Red Rock Biofuels, тогда как Sasol и Rentech сосредоточены на маршруте FT-SKA. 4.2. Синтез Фишера-Тропша для производства реактивного топлива Длинноцепочечные парафиновые углеводороды могут быть получены на установке Фишера-Тропша (FT) с использованием синтез-газа с отношением H 2 / CO ~ 2, согласно: CO + 2h3 → — [Ch3] — + h3O-159MJ / kmol (1) Обычно синтез происходит при давлении 40-80 бар с катализатором на основе кобальта или железа. Продукты, полученные в процессе синтеза Фишера-Тропша, регулируются распределением Андерсона-Шульца-Флори (ASF).Крайне важно иметь в процессе подходящий катализатор, обладающий высокой селективностью в отношении углеводородов реактивного диапазона. Кобальт оказался подходящим кандидатом при использовании с некоторыми промоторами, как и железо, хотя в целом с более низкой селективностью. Низкотемпературный синтез FT проводят в интервале температур от 200 до 240 ° C с использованием катализаторов на основе Fe или Co. Алкены предпочтительны, когда катализаторы на основе Fe используются при более высоких температурах, чем катализаторы на основе Со. С другой стороны, высокотемпературный синтез FT проводят в диапазоне от 300 до 350 ° C с использованием катализаторов на основе Fe.Ароматические углеводороды образуются в значительных количествах только при высокотемпературном синтезе FT ( de Klerk, 2016 ). Цеолитные катализаторы на основе кобальта показали лучшие характеристики, чем другие, при этом Co / ZSM-34 показывает до 30% селективности по отношению к углеводородам реактивного диапазона. Доступность активных центров и пористая структура играет большую роль, чем кислотность катализатора ( Bessell, 1995, ). Было показано, что цеолит USY с 10% металлической фазы кобальта способствует производству углеводородов из ряда реактивного топлива из-за его трехмерной системы каналов и больших микропор, способствующих доступности каталитических центров ( Zola, 2007 ).Видно, что цеолитная структура наряду с кислотностью материала сужает распределение числа атомов углерода. Co на USY и Co на ZSM-5 была признана благоприятной и другой группой исследователей ( Ngamcharussrivichai et al., 2007, ). Несколько таких исследований подчеркнули важность пористой структуры и кислотности катализатора для получения узкого диапазона углеводородов реактивного топлива. Кроме того, промоторы также положительно влияют на выход продукта за счет увеличения скорости реакции, улучшения стабильности и более высокой селективности по C 5+ .Mn, K, Mb и т. Д. Чаще всего используются в качестве промоторов. Гибридные катализаторы также показали значительное улучшение качества продукта и выхода ( da Silva et al., 2016 ). Исследователи НАСА получили около 28 мас.% Углеводородов C 5 — C 11 с использованием катализатора Co на оксиде алюминия ( De La Ree, 2011 ). В другом исследовании Li et al. (2016) , Co / ZrO 2 –SiO 2 Катализатор со специфической бимодальной структурой и различными 1-олефинами в качестве добавок использовали во время синтеза FT.Они обнаружили, что 1-децен и 1-тетрадецен, смешанные в объемном соотношении 1: 1, показали самую высокую селективность в отношении углеводородов, подобных реактивному топливу ( Li et al., 2016 ). FT реакции по своей природе сильно экзотермичны, и, следовательно, отвод тепла является одним из наиболее важных факторов, которые следует учитывать при разработке системы катализатор / реактор для процесса. Первоначально реакторы Arge (многотрубные реакторы с неподвижным слоем), совместно разработанные Lurgi и Ruhrchemie, использовались для низкотемпературного процесса FT.Shell использует многотрубные реакторы на своих коммерческих установках GTL в Малайзии и Катаре. BP и Johnson Matthey (JM) объединились для разработки новой технологии, которую они называют «технология банок», где реакторы напоминают банки с запеченными бобами, а они наполнены катализатором нового рецепта. Эта новая технология утверждает, что производительность в три раза ниже, чем у традиционных реакторов FT ( BP, 2018 ). Это было лицензировано для Fulcrum Bioenergy для их завода по производству биотоплива Sierra в Неваде, США. Emerging Fuels Technology разработала собственный процесс преобразования газа в жидкость с использованием технологии многотрубных реакторов с последующей гидроочисткой для производства топлива HEFA (гидрообработанные сложные эфиры и жирные кислоты). Они работали с Red Rock Biofuels и продали первую лицензию на их систему катализатор / реактор TL8a второго поколения, которая требует вдвое меньше объема катализатора для той же производительности, что и катализатор TL8 первого поколения ( EFT, 2018 , Lane , 2015 ). Шламовые реакторы с псевдоожиженным слоем обеспечивают лучший контроль температуры и более высокую конверсию, чем многотрубные реакторы с неподвижным слоем. Они также позволяют постоянно заменять и регенерировать катализатор в автономном режиме в отдельной системе. SASOL использовала реакторы с псевдоожиженным слоем для процесса высокотемпературного синтеза FT. Первоначально они работали в циркуляционном режиме, известном как реакторы синтола, а теперь были преобразованы в реакторы с неподвижным псевдоожиженным слоем, называемые усовершенствованными реакторами синтола, которые могут работать с высокой производительностью ( NETL, 2020 ).Однако суспензионные реакторы с псевдоожиженным слоем предназначены для очень больших производственных мощностей, которые, вероятно, достижимы только при использовании природного газа или угля в качестве сырья. Экономическая жизнеспособность суспензионных реакторов с псевдоожиженным слоем для небольших проектов, типичных для биомассы и отходов (<500 тыс. Тонн в год), сомнительна. Микроканальные реакторы — это компактные реакторы с множеством небольших каналов размером до миллиметра, и несколько поставщиков разработали конструкции для процесса FT ( Konarova et al., 2020 ). Преимущество микроканальных реакторов заключается в том, что их можно использовать для интенсификации химических реакций и улучшения характеристик тепломассопереноса. Наличие каналов водяного хладагента делает его очень эффективным для использования в реакциях FT, которые по своей природе являются сильно экзотермическими. Они также обеспечивают лучший поток в каналах, что приводит к уменьшению образования побочных продуктов и повышению селективности по отношению к требуемым продуктам, лучшей теплопередаче, повышая эффективность процесса и снижая потребность в коммунальных услугах.В случае каталитических реакций улучшенная теплопередача снижает вероятность возникновения горячих точек, тем самым снижая вероятность дезактивации катализатора ( Todić et al., 2015 ). Повышенная легкость рассеивания тепла способствует увеличению срока службы катализаторов, поскольку активные центры сохраняются в течение более длительного времени. Хотя микроканальная технология имеет несколько преимуществ, она столкнулась с препятствиями в области коммерциализации, поскольку не многие технологии доступны с использованием этого типа реактора. Моделирование, проведенное Геттелем и Туреком, показало, что микроканальный реактор имел самую высокую производительность на единицу объема катализатора.Тем не менее, производительность на единицу объема реактора была такой же, как и в реакторе с неподвижным слоем из-за низкого отношения катализатора к объему реактора ( Guettel and Turek, 2009, ). Конарова и др. недавно сообщили об использовании 3D-печати для производства катализаторов для процесса FT ( Konarova et al., 2020, ). Несмотря на некоторые потенциальные технические преимущества микроканальных реакторов, пока не ясно, будут ли они значительно дешевле, чем многотрубные реакторы с неподвижным слоем в коммерческих проектах, из-за относительно большого количества инфраструктуры, связанной с каждым реактором, такой как трубопроводы и системы управления. систем, подачи пара и требований к качеству и т. д. Микроканальная технология FT от компании Velocys является самой передовой и была реализована в относительно небольших проектах мощностью около 1400 баррелей в день (баррелей в сутки) (около 19 миллионов галлонов в год). В этих реакторах тысячи технологических каналов с размерами в миллиметровом диапазоне, заполненных катализатором, построены непосредственно рядом с заполненными водой каналами для хладагента. Каналы небольшого размера отводят тепло быстрее, чем в обычных реакторах FT, что упрощает использование более активных катализаторов ( Green Car Congress, 2018 ).Основные проблемы, связанные с микроканальными реакторами, заключаются в необходимости установки многих десятков реакторов на типичном предприятии и связанных с ними инженерных сетей и оборудования для обработки катализаторов, а также в очень и очень чистой питательной воде для котлов. Производители микроканалов утверждают, что их процесс FT намного дешевле и производительнее, чем традиционные конструкции, однако фактическая экономия обычно завышена. В контексте всего завода установка FT обычно составляет всего 10-20% от общей стоимости завода. Более важны характеристики установки с точки зрения конверсии синтез-газа и селективности по желаемым конечным продуктам. Новой тенденцией в установках FT является использование возобновляемых источников энергии для коммунальных служб. Это означало бы, что остаточный газ FT, который часто используется для выработки электроэнергии, можно было бы повторно использовать для производства большего количества продукции. Анализ жизненного цикла процесса производства реактивного топлива из биомассы посредством газификации с последующим синтезом FT был выполнен Li et al. (2019) . Они отметили, что сокращение потребления электроэнергии и производства необходимой электроэнергии из возобновляемых источников значительно снижает выбросы парниковых газов в процессе. 4.3. Очистка продукта После получения углеводородов после синтеза FT необходимо очистить поток продукта, чтобы проверить его пригодность в качестве топлива для авиационных турбин. Некоторые из проводимых реакций — это гидрокрекинг и изомеризация. Углеводороды диапазона струи получают путем перегонки жидкости в диапазоне температур кипения от 110 до 310 ° C ( da Silva et al., 2016 ). В исследовании, проведенном Hanaoka et al., 0,1 мас.% Pt, нанесенного на цеолит β-типа, дает выход реактивного топлива 21.5% при 250 ° C и 1,5 МПа во время гидрокрекинга продукта FT ( Hanaoka et al., 2015 ). Гибридные катализаторы в последнее время привлекают внимание для синтеза FT, когда цеолиты используются в сочетании с традиционными катализаторами на основе Co. Цеолитный катализатор помогает в реакциях олигомеризации, гидрокрекинга, изомеризации, ароматизации и гидрирования, что напрямую улучшает качество конечного продукта, тем самым устраняя / снижая степень сложности дальнейших стадий очистки.В некоторых случаях использование гибридных катализаторов (Ru и Co, в качестве активных металлов на цеолитах ZSM-12 и ZSM-5) на стадии синтеза FT устраняет необходимость в дальнейшей стадии гидрокрекинга ( Adeleke et al., 2018 , Kibby et al., 2013 ). Ли и др. в своем недавнем исследовании разработали катализаторы, исключающие стадию гидроочистки продуктов FT. Они сообщают о 72% селективности в отношении реактивного топлива только при использовании мезопористых цеолитов Y-типа в сочетании с наночастицами кобальта ( Li et al., 2018 ). 4.4. Топливные отходы Топливные отходы набирают обороты в последние несколько лет, и появляется несколько отчетов различных компаний, пытающихся коммерциализировать свои процессы. Эти процессы находятся на различных уровнях развертывания, таких как пилотный, демонстрационный или коммерческий масштаб в различных частях мира. ООО «Фронтлайн Биоэнергия» вместе с SGC Energia разрабатывает процесс, который будет использовать древесину и другие отходы сырья для производства военного топлива дизельного топлива F-76 и реактивного самолета JP-5 и JP-8 ( Smeenk, 2015 ).Southern Research разрабатывает подходы к интенсификации процессов для снижения стоимости CTL / CBTL для производства реактивного топлива JP-8 ( Lucero, 2017 ). Он включает автотермический риформинг (ATR) сырого синтез-газа из газификации с последующим усовершенствованным гибридным синтезом Фишера-Тропша, который не дает парафинов. В проектную группу входят Southern Research (руководитель, разработка катализатора ATR), Chevron (поставщик гибридного катализатора FT на основе цеолита), IntraMicron (технология теплообменного реактора FT), Национальный центр улавливания углерода (место проведения испытаний) и Southwest Research Institute (продукт квалификационная поддержка) ( Lucero, 2017 ). Экономическая жизнеспособность коммерческих проектов требует взимания платы за использование отходов сырья и различных субсидий или стимулов для производства возобновляемого топлива. Некоторые из объявленных коммерческих отходов в проекты авиационного топлива обсуждаются ниже. 4.4.1. Fulcrum Bioenergy Fulcrum Bioenergy разрабатывает проекты, в которых применяется газификация ТБО с последующим синтезом FT с использованием запатентованного катализатора для производства авиационного топлива и дизельного топлива ( Fulcrum Bioenergy, 2019 ).Технологическое тепло используется для выработки электроэнергии для завода, а процесс является масштабируемым и гибким. Процесс был рассмотрен несколькими третьими сторонами, такими как BP, United Airlines, Министерство обороны США и независимыми инженерами Leidos и Black & Veatch. Ожидается, что этот процесс снизит выбросы парниковых газов более чем на 80% по сравнению с добычей традиционной сырой нефти ( Fulcrum Bioenergy, 2019 ). Топливо с низким содержанием азота и без серы было протестировано, сертифицировано и одобрено для использования в коммерческой и военной авиации во всем мире, поскольку оно соответствует требованиям стандарта США на возобновляемые источники топлива, стандарта Калифорнийского низкоуглеродного топлива и Круглого стола по устойчивым биоматериалам.Первым заводом Fulcrum Bioenergy является завод Sierra BioFuels, расположенный недалеко от Рино, штат Невада, который может быть введен в эксплуатацию в 2020 году. Местом для его второго завода, Centerpoint BioFuels Plant, был выбран Гэри, штат Индиана. Он предназначен для обработки 700 000 тонн отходов из района Большого Чикаго, производящего около 33 миллионов галлонов топлива в год (Fulcrum Bioenergy, 2018 , Fulcrum Bioenergy [WWW Document], 2019 ). 4.4.2. Velocys Altalto Immingham Limited — совместное предприятие Velocys, British Airways и Shell, которое планирует построить завод по переработке коммерческих отходов в топливо.После получения разрешений на планирование они планируют начать строительство в 2021 году и производить коммерческие объемы с 2024 года. После производства British Airways закупит реактивное топливо для использования в своих самолетах. Это снизит выбросы углерода авиакомпанией до достижения отраслевых целей углеродно-нейтрального роста с 2020 года и на 50% к 2050 году по сравнению с уровнями 2005 года. Velocys является поставщиком микроканального реактора Фишера-Тропша с запатентованным катализатором Velocys Actocat. Завод рассчитан на переработку более полумиллиона тонн твердых бытовых и коммерческих отходов ежегодно и их переработку в экологически чистое авиационное топливо и топливо для автомобильного транспорта.Эти твердые бытовые отходы в настоящее время сжигаются или вывозятся на свалки, что вызывает ряд экологических проблем. Процесс утверждает, что снижает чистые парниковые газы на 70% по сравнению с его эквивалентом ископаемого топлива. Это эквивалентно снятию с дороги до 40 000 автомобилей в год. Он также утверждает, что улучшает качество воздуха за счет снижения до 90% твердых частиц (сажи) в выхлопных газах авиационных двигателей и почти 100% снижения содержания оксидов серы. Благодаря миллионам фунтов инвестиций в проект, местная занятость в Иммингеме, Северо-Восточный Линкольншир, недалеко от устья Хамбера, будет стремительно расти как на этапе строительства, так и на этапе эксплуатации завода (Business Business Traveler, 2019 , Green Car Congress, 2019 , Velocys, 2019 ). Несмотря на то, что есть несколько компаний, которые намерены коммерциализировать производство авиационного топлива путем газификации по маршруту FT, все еще существует ряд проблем, которые необходимо решить для повышения экономической отдачи и повышения энергоэффективности. Как упоминалось ранее, конструкция реакторов имеет первостепенное значение в этих процессах, поскольку рассеяние тепла необходимо с учетом экзотермичности протекающих реакций. Желательна разработка катализаторов с большей гидротермальной стабильностью и более низкими скоростями дезактивации.По-прежнему необходимо провести исследования для определения наиболее подходящих промоторов или добавок, которые будут использоваться вместе с катализаторами, которые могут исключить стадию очистки продукта и производить топливо для реактивных двигателей со значительно хорошей селективностью по отношению к углеводородам ряда реактивных топлив на самой стадии синтеза FT. Некоторые из преимуществ использования такого реактивного топлива FT, полученного из биомассы, заключаются в том, что оно не содержит серы, имеет очень низкое количество азота и выделяет меньше твердых частиц во время сгорания.На данный момент разрешено 50% смешивание FT-SPK с нефтяным топливом для реактивных двигателей в соответствии со спецификациями ASTM для реактивного топлива ( Bwapwa et al., 2019 , ElGalad et al., 2018 ). С другой стороны, количество ароматических соединений невелико, что приводит к проблемам с уплотнениями топливной системы самолета ( Ebbinghaus and Wiesen, 2001, ). Это также приводит к более высоким температурам замерзания и более низкой плотности, что является предметом озабоченности для авиационного топлива, которое используется в высокогорных низкотемпературных зонах. Роль водорода и топливных элементов в мировой энергетической системе Водородные технологии пережили циклы завышенных ожиданий, за которыми следовало разочарование. Тем не менее, все больше данных свидетельствует о том, что эти технологии представляют собой привлекательный вариант для глубокой декарбонизации глобальных энергетических систем и что недавние улучшения в их стоимости и производительности также указывают на экономическую жизнеспособность. Этот документ представляет собой всесторонний обзор потенциальной роли, которую водород может играть в обеспечении электроэнергией, теплом, промышленности, транспорта и хранения энергии в низкоуглеродной энергетической системе, а также оценку статуса водорода в том, что касается его способности выполнять эту задачу. потенциал.Возникающая картина является весьма многообещающей: водород хорошо зарекомендовал себя в определенных нишах, таких как вилочные погрузчики, в то время как в настоящее время появляются основные области применения. Транспортные средства, работающие на водороде, коммерчески доступны в нескольких странах, и было продано 225 000 систем домашнего отопления на топливных элементах. Это шаг вперед по сравнению с ситуацией пятилетней давности. Этот обзор показывает, что проблемы, связанные со стоимостью и производительностью, остаются, и все еще требуются значительные улучшения, чтобы водород стал действительно конкурентоспособным.Но такая конкурентоспособность в среднесрочной перспективе больше не кажется нереалистичной перспективой, что полностью оправдывает растущий интерес и политическую поддержку этих технологий во всем мире. Эта статья в открытом доступе Подождите, пока мы загрузим ваш контент… Что-то пошло не так. Попробуйте снова? Обзор технологий многоступенчатой ​​газификации древесной биомассы 1. Белкин А.П., Дубова А.В., «Энергоэффективность.Пример, заслуживающий внимания // Энергетик. 2016. № 4. С. 13–17. Google ученый 2. Стратегия развития электроэнергетики России на период до 2030 года . https://doi.org/minenergo.gov.ru/node/1026 3. Любимова Н.Г. Определение «распределенной энергии» // Вестн. 2014. № 5. С. 103–105. Google ученый 4. Гусаров В.А., Харченко В.В. Перспективы распределенной энергетики // Инновации сельского хозяйства. Хоз., № 1, 4–11 (2014). Google ученый 5. Щинников П.А., Синельников Д.С. Электроснабжение в малоэтажном строительстве при отсутствии инфраструктуры // Изв. Высш. Учебн. Завед. Строит., 2015, № 7. С. 58–63. Google ученый 6. Я. Тарлаков, Кандидатская диссертация (Московский госл. Ун-т., Москва, 2013). Google ученый 7. Новосельцев Д.А., Шумаков И.К., Жильцов В.В. Об использовании импортозамещающих газовых турбин малой мощности для модернизации малой энергетики северных регионов // Дин. Сист., Мех. Маш., 2014, № 1. С. 328–331. Google ученый 8. Кузьмин А.Н., Кузьмин Е.Ю. Михеева, Н.В.Павлов, А.Иванов Е. Перспективы развития малой теплоэнергетики в регионах Республики Саха (Якутия) до 2030 года // Энергосбережение и водоподготовка. 2012. № 2. С. 18–21. Google ученый 9. Лийн А.Т., Малинин Н.К., Шестопалова Т.А. Исследование эффективности использования солнечных фотоэнергетических установок в системах распределенной энергетики в регионах Мьянмы // Энергетик. 2014. № 5. С. 36–40. . Google ученый 10. А.С. Сельницын, Ю. Лясникова В. Экономические проблемы развития солнечной энергетики // Экономические аспекты технологического развития современной промышленности: Учеб. Int. Научно-практ. Конф., Москва, 2016 , с. 201–206. 11. Бастрон А.В., Тремясов В.А., Цугленок Н.В., Чебодаев А.В., Ветроэнергетика Красноярского края (Красноярск: Красноярский госагроуниверситет, 2015). Google ученый 12. Алехина Е. В. Перспективы ветроэнергетики // Изв. Тульск. Гос. Univ. Тех. Науки, 2013, № 12–2, 13–17. Google ученый 13. Ю. Венгеров Л., Бутылин В. В., Родионов Д. Н. Возможность использования твэлов в энергетических системах // Интеграл. 2014. № 1. С. 38–41. Google ученый 14. Дли М.И., Балябина А.А., Дроздова Н.В. Водородная энергетика и перспективы ее развития // Альтер.Energ. Экология. 2015. № 22. С. 37–41. Google ученый 15. А.В. Казаков, А.С. Заворин, П.Ю. Новосельцев А.В., Табакаев Р.Б. Когенерационная электростанция с тепловыделяющим элементом на основе внутрицикловой конверсии органического топлива для автономного энергоснабжения // Изв. Томск. политехн. Univ. Инж. Георесур. 324 (4), 54–61 (2014). Google ученый 16. Зайченко В. М. Автономные энергетические комплексы, использующие местные топливно-энергетические ресурсы // Энергосбережение. 2014. № 2. С. 67–71. Google ученый 17. И.А. Султангузин, А.В. Федюхин, С.Ю. Курзанов, А. Гюльмалиев В.А., Степанова Т.А., Тумановский В.А., Титов Д.П. Перспективы развития систем автономного электроснабжения на основе технологии термопреобразования твердого топлива // Теплоэнергетика. Англ. 62 , 359–364 (2015).doi 10.1134 / S0040601515050110 Статья Google ученый 18. Жилищные услуги в России. 2016. Статистика (Росстат, Москва, 2016). 19. Тунцев Д.В., Хисматов Р.Г., Хайруллина М.Р., Савельев А.С., Романчева И.С. Переработка низкокачественной древесины в уголь на установке ПУ-10 // Актуал. Направления Научн. Исслед. XXI века: Теория вероятн. Prakt. 3 , 459–463 (2015). Google ученый 20. Процессы преобразования биомассы для получения энергии и топлива , Ed. Софер С.С., Заборский О.Р. (М .: Мир, 1985). 21. П. МакКендри, «Производство энергии из биомассы. Часть 3. Технологии газификации // Биоресурсы. Technol. 83 , 55–63 (2002). Артикул Google ученый 22. С. Хайденрайх и П. У. Фосколо, «Новые концепции газификации биомассы», Prog. Энергия сгорания. Sci. 46 , 72–95 (2015). Артикул Google ученый 23. Я. Ричардсон, М. Дробек, А. Джульбе, Дж. Блин и Ф. Пинта, «Газификация биомассы для производства синтез-газа», в Последние достижения в термохимической конверсии биомассы (Elsevier, Амстердам, 2015), гл. 8. С. 213–250. Глава Google ученый 24. М. Гадек, Р. Кубица и Э. Едрисик, «Производство метанола и диметилового эфира из синтез-газа, полученного из биомассы — Сравнение различных путей синтеза с помощью моделирования технологической схемы», Comput. Aided Chem. Англ. 32 , 55–60 (2013). Артикул Google ученый 25. Б. Бурагохайн, П. Маханта и В. С. Мохолкар, «Газификация биомассы для децентрализованного производства электроэнергии: индийская перспектива», Возобновляемая устойчивая энергия Rev. 14 , 73–92 (2010). Артикул Google ученый 26. А. Перна, М. Минутилло, С. П. Чикконарди, Э. Джаннелли и С. Скарфольеро, «Обычные и усовершенствованные электростанции с газификацией биомассы, разработанные для когенерационных целей», Energy Procedure 82 , 687–694 ( 2015). Артикул Google ученый 27. А. В. Бриджуотер, «Техническая и экономическая осуществимость газификации биомассы для производства электроэнергии», Топливо 74 , 631–653 (1995). Артикул Google ученый 28. Г. Шустер, Г. Леффлер, К. Вайгл и Х. Хофбауэр, «Паровая газификация биомассы — обширное параметрическое моделирование», Bioresour. Technol. 77 , 71–79 (2001). Артикул Google ученый 29. Д. А. Свищев, А. Н. Козлов, И. Г. Донской, А. Ф. Рыжков, «Полуэмпирический подход к термодинамическому анализу нисходящей газификации», Топливо 168 (2016). Артикул Google ученый 30. Т. К. Патра и П. Н. Шет, «Модели газификации биомассы для газификатора с нисходящим потоком: современный обзор», Renewable Sustainable Energy Rev. 50 , 583–593 (2015). Артикул Google ученый 31. А. Анукама, С. Мамфвелия, П. Реддик, Э. Мейера и О. Окохб, «Предварительная обработка жмыха сахарного тростника для газификации в системе газификатора биомассы с нисходящим потоком: всесторонний обзор», возобновляемые источники энергии. Энергия Rev. 66 , 775–801 (2016). Артикул Google ученый 32. Копытов В.В. Газификация твердого топлива: ретроспектива, современное состояние и перспективы развития // Альт. Energ. Экология. 2011. № 6. С. 29–78. Google ученый 33. Р. Тунссен, Н. Вудстра и А. Х. М. Веркоойен, «Децентрализованное производство электроэнергии с помощью твердооксидных топливных элементов из централизованно преобразованной биомассы», Int.J. Hydrogen Energy 35 , 7594–7607 (2010). Артикул Google ученый 34. Клер А., Тюрина Э., Медников А. Энергетические установки для комбинированного производства водорода и электроэнергии с системами удаления СО2 // Прикл. J. Hydrogen Energy 36 , 1230–1235 (2011). Артикул Google ученый 35. Т. Буй, Р. Лооф и С.К. Бхаттачарья, «Многоступенчатый реактор для термической газификации древесины», Energy 19 , 397–404 (1994). Артикул Google ученый 36. П. Басу, Газификация биомассы, пиролиз и торрефикация. Практический дизайн и теория , 2-е изд. (Эльзевир, Амстердам, 2013 г.). Google ученый 37. Р. Дженкинс, «Термическая газификация биомассы — грунтовка», в Биоэнергетика: биомасса для биотоплива , изд.А. Дахия (Elsevier, Амстердам, 2015), гл. 16. С. 281–286. DOI 10.1016 / B978-0-12-407909-0.00016-X Google ученый 38. Д. Л. Рахманкулов, Ф. Ш. Вильданов А.А., Латыпова Ф.Н., Чанышев Р.Р., Ишбулатов Р.Ф. Современные методы газификации биомассы // Башкир. Хим. Ж. 17 (2), 36–42 (2010). Google ученый 39. Федюхин А.В., Кандидатская диссертация (МЭИ., Москва, 2014). Google ученый 40. D. S. Gunarathne, Докторская диссертация (Королевский технологический институт KTH, Стокгольм, Швеция, 2016). https://doi.org/kth.diva-portal.org/smash/get/diva2:953814/FULLTEXT01.pdf Google ученый 41. P.-C. Куо, В. Ву и В.-Х. Чен, «Характеристики газификации сырой и торрефицированной биомассы в газификаторе с неподвижным слоем нисходящего потока с использованием термодинамического анализа», Топливо B 117 , 1231–1241 (2014). Артикул Google ученый 42. А. З. Мендибуру, Дж. А. Карвалью и К. Дж. Р. Коронадо, «Моделирование термохимического равновесия газогенератора с нисходящим потоком биомассы: стехиометрические модели», Энергия 66 , 189–201 (2014). Артикул Google ученый 43. Н. П. Перес, Э. Б. Мачин, Д. Т. Педросо, Дж. С. Антунес и Дж. Л. Силвейра, «Гидродинамическая оценка жмыха сахарного тростника для использования в качестве сырья в газификаторах с барботажным псевдоожиженным слоем», Прил.Therm. Англ. 73 , 238–244 (2014). Артикул Google ученый 44. X. Сяо, Д.Д. Ле, К. Моришита, С. Чжан, Л. Ли и Т. Такарада, «Многоступенчатая газификация биомассы в газификаторе с псевдоожиженным слоем с внутренней циркуляцией (ICFG): Тестовая эксплуатация биомасса из отходов животноводства и параметрическое исследование при низкой температуре », Топливный процесс. Technol. 91 , 895–902 (2010). Артикул Google ученый 45. J. S. Schneider, C. Grube, A. Herrmann и S. Rönsch, «Атмосферная газификация биомассы и бурого угля с унесенным потоком для децентрализованных приложений», Топливный процесс. Technol. 152 , 72–82 (2016). Артикул Google ученый 46. X. Gao, Y. Zhang, B. Li, и X. Yu, «Разработка модели для газификации биомассы в газификаторе с увлеченным потоком с использованием подмодели собственной скорости реакции», Energy Convers. Управлять. 108 , 120–131 (2016). Артикул Google ученый 47. К. Цинь, В. Линь, П. А. Дженсен и А. Д. Дженсен, «Высокотемпературная газификация биомассы с увлеченным потоком», Топливо 93 , 589–600 (2012). Артикул Google ученый 48. Дж. Аренфельдт, Т. П. Томсен, У. Хенриксен и Л. Р. Клаузен, «Когенерация с газификацией биомассы — обзор современных технологий и ближайших перспектив», Прил.Therm. Англ. 50 , 1407–1417 (2013). Артикул Google ученый 49. Ф. Леттнер, Х. Тиммерер и П. Хазельбахер, «Газификация биомассы — современное описание», в Руководстве по газификации (Грац, Австрия, 2007). Google ученый 50. М. Асадулла, «Барьеры коммерческого производства электроэнергии с использованием газа газификации биомассы: обзор», Возобновляемая устойчивая энергия Rev. 29 , 201–215 (2014). Артикул Google ученый 51. М. Асадулла, «Очистка газа газификации биомассы для последующих применений: сравнительный критический обзор», Renewable Sustainable Energy Rev. 40 , 118–132 (2014). Артикул Google ученый 52. Д. Дж. Суини, Докторская диссертация (Университет штата Юта, Солт-Лейк-Сити, Юта, 2012). Google ученый 53. Q. Ke, JP Arendt, W. Lin и AD Jensen, «Поведение газификации биомассы в реакторе с увлеченным потоком: распределение газовых продуктов и образование сажи», Energy Fuels 26 , 5992–6002 (2012 ). Артикул Google ученый 54. Р. Н. Сингх, С. П. Сингх и Дж. Б. Балванши, «Удаление смол из добывающего газа: обзор», Res.J. Eng. Sci. 3 (10), 16–22 (2014). Google ученый 55. Д. Дж. Ф. Кано, Ph.D. Диссертация (Севильский университет, Севилья, 2013). https://doi.org/grupo.us.es/bioenergia/pdf/tesis/Thesis%20Diego%20Fuentes_1.pdf 56. В. Нараян, П.А. Йенсен, У. Б. Хенриксен, Х. Эгсгаард, Р. Г. Нильсен и П. Гларборг, «Поведение щелочных металлов и золы в низкотемпературном газификаторе с циркулирующим псевдоожиженным слоем (LTCFB)», Энергия Топливо 30 , 1050–1061 (2016). Артикул Google ученый 57. П. Донай, М. Амович, Б. Монер и К. Энгвалл, «Гибкость и надежность системы WoodRoll — результаты испытаний на установке мощностью 500 кВт», в Proc. 1-й Int. Конф. по возобновляемым источникам энергии в газовых технологиях (REGATEC 2014), Мальмё, Швеция, 10–11 мая 2016 г. . https://doi.org/www.researchgate.net/publication/264740467_Flexibility_and_Robustness_of_WoodRoll_System_-_Tests_results_-from_a_500kW_plant 58. LiPRO Energy GmbH & Co. KG. https://doi.org/www.liproenergy.de 59. А. Сурджосатьо, Ф. Видиан, Ю. С. Нугрохо, «Обзор модификации газогенератора для снижения содержания смол при газификации биомассы», J. Mek., № 31, 62–77 (2011). Google ученый 60. Демонстрационный завод «Пиронир». https://doi.org/www.pyroneer.com 61. SynCraft Engineering GmbH.https://doi.org/www.syncraft.at 62. Stadtwerke Rosenheim GmbH & Co. https://doi.org/www.swro.de 63. BTG Biomass Technology Group. https://doi.org/www.btgworld.com 64. Донской И. Г. Математическое моделирование газификации твердого топлива с неподвижным слоем с подачей вторичного воздуха // Горение плазмохим. 12 , 376–382 (2013). Google ученый 65. В. В. Костюнин, В. Н. Потапов, С. И. Чуваев, А. Н. Бороздин, И. В. Гордеев, В. Е. Овцын, Патент РФ № 2469073C1, МПК, C10J 3/72, F23G 5/027 (2012). 66. В. В. Костюнин, В. Н. Потапов, С. И. Чуваев, А. В. Попов, А. Н. Бороздин, И. В. Гордеев, В. Е. Овцын, О. В. Шабанов, Патент РФ 2293108, МПК, C10J 3/68 (2007). 67. В. В. Костюнин, В. Н. Потапов, «Опыт создания вихревых газогенераторов нового типа для переработки сложных топлив и биомассы», Соврем.Наука: Исслед., Идеи, Результат., Техн., № 1, 82–88 (2014). Google ученый 68. Тимербаев Н. РубрикаДом