В Томске начали сборку первой в России пилотной линии для отопления отдаленных поселков на основе "горючего льда"
Изготовление не имеющей аналогов в мире испытательной линии использования газовых гидратов — «горючего льда» — запустили в Томске, на площадке Томского политехнического университета, 24 июня. Это совместный проект вуза и индустриальных партнеров технохаба Кронштадт, он реализован при поддержке федеральной программы Минобрнауки России «Приоритет-2030» национального проекта «Молодежь и дети». В работу запустили первый блок линии. На нем ученые и производственники будут отрабатывать полный цикл использования газовых гидратов — от получения до применения в системе отопления. За один цикл работы такая линия сможет вырабатывать до 200 литров гидрата. Этого объема хватит, чтобы в течение месяца отапливать небольшой поселок.
Запуск первого контура состоялся в рамках первого Томского международного энергетического форума.
Газовые гидраты — это соединения из газа в ледяной и водной оболочке. Их называют замерзшим топливом будущего или «горючим льдом». В природе гидраты добывают со дна морей и океанов. Они интересны тем, что это самый богатый на нашей планете источник углеводородного газа. Но главное их преимущество — экологичность. При сжигании они дают минимальные антропогенные выбросы в атмосферу по сравнению с углем, мазутом, нефтепродуктами. Однако сегодня нет четко налаженной технологии применения газовых гидратов в быту и промышленности из-за отсутствия эффективной технологии зажигания и транспортировки такого сырья.
«Перед нами стоит масштабная задача. По сути, это новая отрасль — в промышленном объеме, в промышленном масштабе в стране это пока не реализовано. Необходимо было сформировать реализуемую стратегию, технологию, найти производителей оборудования, которые смогли бы это сделать. За полтора года вместе с индустриальными партнерами удалось пройти всю эту цепочку. Сейчас мы договорились о производстве блоков на реальных заводах и запускаем испытательную пилотную линию. Надеемся, что к концу года она заработает на площадке Политеха, чтобы по прототипу, по этому проекту отладить все этапы и дальше создавать подобные блоки уже для месторождений»,— сказал сопредседатель международного научного комитета форума, заведующий лабораторией тепломассопереноса ТПУ Павел Стрижак.
Пилотная линия ТПУ будет состоять из нескольких блоков. Первый — блок подготовки газа. Здесь исходное сырье будет проходить этап первичной подготовки и смешения. Исходным сырьем могут быть природный, попутно-нефтяной, свалочный и шахтный газы.
Второй блок — синтезирования газовых гидратов. В нем будет располагаться реактор полупромышленного типа объемом 200 литров, насосы высокого давления, а также баки водоподготовки и смешения. В этом блоке будет происходить непосредственно синтез самого гидрата и его перевалка в специальную емкость, так называемую гидратную «батарейку». Этот резервуар моделирует условия транспортировки.
Заключительный блок линии — блок симуляции транспортировки до потребителя. В нем будут стоять установки по регазификации гидрата различными методами — как при бытовом потреблении газа, так и при промышленном. Установка позволит моделировать три различных вида потребителей: частный дом с котлом, промышленное предприятие с сжимной компрессорной станцией и предприятие с газопоршневой электростанцией для выработки электрической энергии.
Таким образом, гидратная линия, запущенная в Томском политехе, позволит пройти всю технологическую цепочку от получения продукта до потребления: водо- и газоподготовку, синтез гидрата, транспортировку, регазификацию и сдачу готового продукта потребителю.
«На базе Томского политехнического университета мы разработали не имеющую аналогов установку для генерации „горючего льда“ — современного вида топлива на основе газогидратов. За одну рабочую смену такая установка способна генерировать примерно 200 литров газогидрата. Такими объемами можно отапливать небольшой коттеджный поселок. Топливо планируем доставлять до потребителей в твердом виде в специальных цистернах. При нагреве газогидрата высвобождается газ, который сразу можно использовать для отопления жилых помещений и бытовых нужд. Это решение особенно актуально для отдаленных населенных пунктов, оно позволяет обойтись без прокладки газопроводов и возведения дополнительной инфраструктуры»,— пояснил и.о. руководителя молодежной лаборатории газовых гидратов ТПУ Никита Шлегель.
За 6-8 часов работы газогидратная линия сможет вырабатывать около 200 литров гидрата. Это примерно 32 тыс. кубометров газа. Такого объема достаточно, чтобы отапливать в зимний период небольшой поселок из 50 домов в течение месяца.
Помимо получения собственно горючего льда на линии можно будет проводить гидратную сепарацию исходного сырья. Это процедура, которая позволит, например, из попутно-нефтяного газа дополнительно получать полезные продукты — готовый для использования потребителей газ и нестабильный газовый конденсат. Последний применяется в сайклинге — методе разработки месторождений, который позволяет поддерживать необходимое давление в скважине и таким образом добывать тяжелые углеводороды.
Управлять всей линией и следить за параметрами на каждом этапе ученые смогут дистанционно. Для этого оборудована удаленная операторная зона с конференц-залом для проведения совещаний и офисными пространствами.
В будущем оборудованная газогидратная линия будет пополняться дополнительными комплексами по пожаротушению. Так, здесь появится второй реактор, который будет синтезировать гидраты из углекислого газа. Их ученые будут использовать в исследованиях гидратных огнетушителей и гидратных бомбах для тушения и ликвидации возгораний.
После тестирования и проведения исследований на определение масштабируемости всех эффектов работы линии ученые совместно с индустриальным партнером планируют разработать и сертифицировать мобильную технологическую линию газовых гидратов. Планируется, что в 2027 году она отправится на месторождение потенциального заказчика в Республику Саха (Якутию) для отопления поселка. Конечная цель ученых — разработать и апробировать технологии газовых гидратов для масштабируемого внедрения в системы отопления и реальное использование.
Узнавайте первыми главные энергетические новости и актуальную информацию о важных событиях дня в России и мире.
Подписывайтесь на наш канал в МАX
"ГИС-Профи. Информационное сопровождение предприятий энергетической отрасли"