Тепловые электростанции по всему миру ежегодно выбрасывают в атмосферу миллиарды тонн CO₂ — главный драйвер парникового эффекта. Для энергетики это давно стало двойной проблемой: экологической и экономической. Ученые Пермского Политеха предложили подход, позволяющий не просто задерживать углекислый газ, но превращать его в полезный химический продукт — диметиловый эфир. Об этом «Газете.Ru» сообщили в пресс-службе образовательного учреждения.
Задача, которую решает разработка, стоит остро: Россия, по данным международных агентств, входит в пятерку крупнейших источников парниковых выбросов, а тепловая энергетика остается доминирующей. Для большинства предприятий выбор сегодня выглядит так: либо платить все более высокие экологические штрафы, либо тратить миллионы на очистку газов, которые не приносят никакой выгоды.
Новая установка обращает эту логику вспять. В основе процесса — цепь реакций, позволяющая напрямую синтезировать диметиловый эфир из дымовых газов, минуя традиционную, сложную и затратную стадию производства метанола. Таким образом, вредные выбросы превращаются в коммерчески востребованное сырье.
Диметиловый эфир сегодня рассматривается как экологичное альтернативное топливо: при его сгорании образуется минимальное количество вредных веществ. В химической промышленности он используется для синтеза бензина и других углеводородов, что делает продукт особенно ценным для предприятий, работающих с углеводородным сырьем.
Процесс начинается с того, что дымовые газы поступают в блок подготовки, где смешиваются с метаном или природным газом. Полученную смесь нагревают до 400–700°C в теплообменнике, причём энергия поступает от уже готового синтез-газа — дополнительных затрат не требуется. Затем в основном реакторе при температуре около 900°C углекислый газ и водяной пар вступают в реакцию с метаном на никелевом катализаторе, формируя синтез-газ нужного состава.
«Для точной настройки пропорций мы добавляем в реактор небольшое количество метана и воздуха — это позволяет получить идеальное соотношение компонентов 1:1», — пояснил доцент кафедры «Оборудование и автоматизация химических производств» Илья Вялых.
Далее смесь охлаждается, очищается от влаги, сжимается до 20–30 бар и направляется в трубчатый реактор, где при 200–300°C превращается в диметиловый эфир. Часть тепла используется для поддержания процесса, а излишки отводятся. Итоговый продукт конденсируется в сепараторе, после чего его можно собирать в виде готового сырья.
«Получается замкнутый технологический цикл. Мы существенно сокращаем объем выбросов и одновременно производим коммерчески значимый продукт», — заключил ассистент кафедры «Химические технологии» Никита Кифель.
Экономический эффект очевиден: предприятия избавляются от необходимости дорого очищать газы и получают дополнительный источник дохода. Внедрение такой технологии позволит теплоэнергетике адаптироваться к ужесточающимся экологическим нормам без ущерба для рентабельности.
Ранее в России разработали невидимые для бактерий антибиотики.