Исключительно интересная технология, Никита Сергеевич тут же навострил уши. Но не может быть, чтобы не было недостатков.
Не без этого, согласился Семёнов. В качестве окислителя используется атмосферный воздух, из-за этого получается "бедный" синтез-газ с содержанием азота 50-60 процентов. Такой газ надо ещё очищать от азота. Но зато можно использовать как основу конструкции серийно выпускающиеся двигатели.
Есть и другой, весьма производительный способ получения с помощью модифицированного ракетного двигателя. Для окисления природного газа используется кислород. Семён Ариевич Косберг по моему заданию построил опытную установку. Её производительность с единицы объёма в десятки раз превышает любые другие промышленные аналоги.
Ого! Неплохо! одобрил Хрущёв.
К сожалению, тоже не всё так шоколадно, как хотелось бы, развёл руками академик. Ракетный двигатель создаёт скоростную струю высокотемпературного газа. Для дальнейшего использования в процессе каталитического синтеза её необходимо затормозить и охладить. Приходится устанавливать котел-утилизатор, паровую турбину и другие дополнительные устройства. Они сами по себе достаточно дороги.
Чтобы обеспечить высокие параметры в зоне реакции для реализации безсажевого режима и качественного состава синтез-газа с приемлемым соотношением водорода к СО, необходимо иметь давление в реакторе под 100 атмосфер. То есть, нужно установить дожимной газовый компрессор и воздушный компрессор на эти же параметры. Оба эти агрегата очень дороги и потребляют много электроэнергии. Полученный синтез-газ необходимо охладить для удаления воды и сажи практически до 0 градусов, это условие, при котором работает используемый катализатор. При этом теряется столь дорого полученное давление. Да ещё приходится решать проблему очистки поверхностей охлаждения от сажи.
Что-то куда не сунься одни проблемы, посетовал Хрущёв.
Я так подробно рассказываю, чтобы было понятно, насколько разноплановые технологии в этой области используются, и какие комплексы проблем приходится решать, пояснил Семёнов. Меня больше всего заинтересовал третий способ. Вместо процесса Фишера-Тропша для получения синтетического бензина можно использовать одноступенчатый синтез диметилэфира. Если синтез по процессу Фишера-Тропша требует подвода тепла, так как реакция идёт с поглощением тепловой энергии, то при одновременном протекании реакций синтеза метанола, и его дегидратации тепло, наоборот,
выделяется. В результате, в одном реакторе без дополнительного подогрева одновременно получаются метанол, диметилэфир и чистый водород. (там же) При этом реакция нечувствительна к соотношению СО и водорода в составе синтез-газа. А уже из диметилэфира можно получать высокооктановый синтетический бензин. Октановое число получается около 92.
Я такую установку построил и опытный синтез провёл, признался академик. Безусловно, есть свои нюансы, сами понимаете, лаборатория это одно, а промышленное производство требует несколько иного подхода, там на первое место выходят экономические показатели. Так вот, по экономике такой одноступенчатый синтез получается наиболее выгодным. При том, что диметилэфир можно и сам по себе использовать в качестве моторного топлива, при некоторой модификации топливной системы. Двигатель на нём работает бесшумно, выхлоп практически не требует дополнительной очистки, хорошо заводится на морозе.
А как его в машину заправлять? заинтересовался Хрущёв.
Примерно так же, как пропан-бутан, устанавливается газовой баллон, газ заправляется в сжиженном виде. Нужна перерегулировка топливного насоса на более высокое давление. Есть и другие особенности, но можно вполне обеспечить работу двигателя с переключением с дизельного топлива на диметилэфир и обратно (http://www.os1.ru/article/ecologist/2007_01_A_2007_04_20-17_31_18/)
А на реальной машине уже пробовали? спросил Никита Сергеевич.
Конечно, ответил академик. Все эти подробности выявились в ходе опытной эксплуатации пяти грузовиков и тракторов
Но я хочу обратить ваше внимание ещё вот на что, продолжал Семёнов. У нас сейчас проводится программа газификации. Природный газ на 92-98 процентов состоит из метана. Но ведь в результате брожения биологических остатков в биореакторе образуется тот же самый метан! Вы правильно заметили, одна свиноматка с 20-24 поросятами в год производит около 25 кубометров навоза. Знаете, сколько это в газовом выражении? 1000 кубометров. А на свинокомплексе обычно около 1200 свиней, это в среднем 650 свиноматок.
Одна корова в год производит около 20 кубометров навоза, это около 800 кубометров биогаза. (http://uchebnikionline.com/ekologia/osnovi_ekologiyi_-_oliynik_yab/bioenergetika.htm) Да ещё и сама корова выбрасывает в атмосферу от 300 до тысячи литров газа в день, в зависимости от диеты. А мы жжём топливо, чтобы на грузовике привезти в деревню газ в баллонах. Прямо-таки образец неэффективного ведения хозяйства.
Биореактор, говорите... припомнил Хрущёв. Беседовали, мы с Мстиславом Всеволодовичем на эту тему. Он хоть, конечно, не специалист по сельскому хозяйству, но по научным вопросам посоветоваться мне, кроме него, было на тот момент особо не с кем.