Цвет сверхдержавы - красный 4 Восхождение. часть 2(СИ)

— 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.

— Устройство простое, ничего космически сложного в нём нет, — заверил Семёнов. — Гораздо проще, чем установка пиролиза по процессу Фишера-Тропша. В Индии первые биореакторы появились ещё в 1900 году. У нас первый биореактор был построен в 1949 году в Латвии.

— В Индии? — удивился Хрущёв. — Интересно.

— Но пока эта технология широкого распространения у них не получила. А ведь с её помощью можно перерабатывать любые органические остатки. В результате получается метан и твёрдый осадок, который можно использовать как удобрение на полях.

— Это всё так, — согласился Никита Сергеевич. — Но ведь брожение — процесс медленный. Вряд ли с его помощью можно обеспечить газом, к примеру, центральную усадьбу крупного колхоза.

— Это зависит от сбраживаемого объёма, — пояснил Семёнов. — В стандартный 50-литровый баллон для пропана входит 21 килограмм газа, это чуть менее 10 кубометров. (http://teplo-vk.ru/stati/doska-chastnykh-besplatnykh-obyavleniy/skolko-gaza-v-gazovom-ballone) То есть от одной свиноматки с поросятами можно получить 100 баллонов газа в год! А на сколько такого баллона хватает? Месяц, два. Для метана, конечно, нужно будет жиклёры в газовой плите поменять, и подавать его придётся по трубам, а не в баллонах. Если подходить к решению вопроса комплексно, свиноферма и коровник обеспечат тот же колхоз и газом, и удобрением, и топливом для техники, ведь из получаемого метана можно затем получить синтез-газ, диметилэфир и даже синтетический бензин.

— Здорово! — одобрил Никита Сергеевич. — Сырьё-то даровое. Возить не надо.

— Именно. В биореакторе можно перерабатывать любые биологические отходы. В том числе и подгнившие опилки, щепу, прошлогоднюю хвою, и прочие отходы лесной промышленности, — добавил академик.

— Это хорошо. А бытовой мусор перерабатывать можно? — спросил Хрущёв.

— Пищевые отходы — конечно. Но их и так на корм скоту вывозят. Твёрдые бытовые отходы лучше перерабатывать иначе, — пояснил Семёнов. — В Физико-Техническом институте по информации из ВИМИ разрабатывается технология плазменного сжигания бытового мусора при температуре 1300 градусов (http://www.nanonewsnet.ru/articles/2011/plazmennoe-reshenie). В результате образуется твёрдый шлак, похожий по свойствам на обсидиан, его можно использовать в строительстве.

— Отлично! — одобрил Первый секретарь.

— Но что ещё более хорошо, вторым продуктом реакции является всё тот же синтез-газ, причём с наиболее выгодным соотношением водорода и СО — один к одному. Такое соотношение сложно получать другими способами. Технология пока делает только первые шаги, но если её не забрасывать...

— Забрасывать не будем, — твёрдо пообещал Никита Сергеевич. — А насколько эффективна эта технология? И насколько энергоёмка?

— По предварительным оценкам, она раза в три эффективнее всех остальных, к тому же не даёт вредных выбросов. На одну затраченную единицу энергии получается выход синтез-газа, содержащего 6 единиц энергии (там же)

#Обновление 18.10.2015

— Эту технологию из вида не упускайте, — распорядился Хрущёв. — Вот относительно дороговизны синтетического бензина — сильно меня этот момент смущает. Всё же нефть сейчас дешёвая, поэтому, хоть и вы и я оба понимаем, что заниматься этой тематикой необходимо, протолкнуть её через Госплан и Минфин будет непросто.

— Тут, Никита Сергеич, надо учитывать несколько моментов, — ответил академик. — Процессы Фишера-Тропша и Бергиуса-Пира — это технологии первого поколения, рассчитанные на переработку каменного и бурого угля. Этот уголь сам по себе надо ещё добыть и привезти на завод. Именно на завод, так как установки пиролиза выполняются в виде печи и имеют немалый размер. Кстати, в себестоимости синтетического топлива более половины составляют затраты на капитальное строительство.

— Опять же, многоступенчатый синтез, сложная очистка, много побочных продуктов и отходов, которые тоже необходимо очищать, хранить, перерабатывать и вывозить. В сумме получается дорого.