Site icon Industrial oils

Установка для добычи углеводородного топлива из воздуха

Разработана установка для добычи топлива из воздуха с использованием реакции Фишера — Тропша.

На базе немецкого Технологического института Карлсруэ (KIT) к опытной эксплуатации готовится мобильная установка по добыче синтетического топлива из воздуха.

Установка начнёт работать в следующем году с производительностью до 300 литров топлива в сутки. Это последний этап испытаний перед началом коммерческого выпуска установок с производительностью не менее 2000 литров в сутки.

Даром это топливо сделать не получится.

Новая установка по-прежнему контейнерного типа, что подразумевает мобильность платформы. Её можно привезти и запустить в местах добычи электричества в требуемом масштабе.

Основная идея проекта заключается в том, чтобы с пользой использовать пики в возобновляемой энергетике.

Если солнечные и ветряные электростанции начинают выдавать в нагрузку больше требуемого, то эти излишки можно превратить в синтетическое топливо, которое удобно хранить, транспортировать и использовать.

До этого момента опытная установка инженеров KIT вырабатывала в сутки 10 литров синтетического топлива. Новая установка увеличит производительность в 20–30 раз и впервые совместит все этапы производства, от фильтрации из воздуха CO2 до слива в баки готового для использования синтетического горючего.

Произойдёт это в 2022 году, в течение которого выделенная из KIT компания INERATEC будет заниматься вопросами сертификации, получения разрешения на серийное производство установок и созданием пред-серийного образца.

Химические процессы в установке по добыче топлива из воздуха проходят несколько этапов.

За счёт ВИЭ в ходе электролиза производится водород (H2).

Углерод в форме углекислого газа (CO2) добывают с помощью прямой прокачки воздуха через специальные фильтры и на следующем этапе с использованием реакции обратной конверсии водяного пара (RWGS) в сочетании с H2 преобразуют его в синтез-газ (H2/CO).

За счёт точной регулировки соотношения водорода и угарного газа (а новая установка обладает повышенной точностью регулирования процессов), в ходе реакции Фишера — Тропша синтез-газ преобразуется в синтетические углеводороды.

Подбором катализатора можно добиться получения дизельного топлива, бензина, керосина и восков, а также сырья для химической промышленности.

«С оптимизированным реактором RWGS можно более точно контролировать реакции и значительно улучшить процесс, — заявил д-р Тим Бёлткен (Tim Böltken), один из управляющих директоров INERATEC.

Каждый час можно перерабатывать до 3 кг водорода из электролизеров». «Это соответствует потребляемой мощности в 125 кВт и устанавливает новые стандарты во всём мире», — добавил он.

Источник: www.kit.edu

Установка для добычи углеводородного топлива из воздуха

 
 

 

Немцы представили мобильную установку для добычи топлива из воздуха.

Немецкий Технологический институт Карлсруэ (Karlsruhe Institute of Technology, KIT) вместе с партнёрами развернул первую в мире опытную контейнерную установку для добычи топлива из окружающего воздуха.

Такая установка будет решать две главные задачи. Во-первых, очищать атмосферу от насыщения углекислым газом.

Во-вторых, являться аккумулятором для возобновляемой энергетики. Добыча электричества с помощью света, ветра и воды отмечена пиками по своему усмотрению, что заставляет искать средства для аккумуляции электричества во время отсутствия потребителей.

Предложенная установка решает вопрос с аккумуляцией банальным образом ― превращая «зелёное» электричество в жидкое углеводородное топливо.

По словам разработчиков, эффективность установки будет доведена до 60 %.

В настоящий момент опытное решение добывает всего 10 литров топлива в сутки.

На втором этапе будет создана установка с производительностью 200 литров топлива в сутки.

На третьем этапе появится близкая к серийному производству установка мегаватного класса с производительностью от 1500 до 2000 литров топлива в сутки.

Появлению мощных установок будет способствовать то, что все узлы установки модульные и могут наращиваться параллельно.

Опытная установка по производству синтез-углеводородов полностью автономная.

Множество таких контейнеров — установок можно привезти и расположить рядом с добывающей электричество электростанцией.

Топливо получается после четырёх последовательных этапов обработки.

Сначала через сверхчистые специальные пористые фильтры компании Climeworks циклически прогоняется окружающий воздух. Фильтры вбирают углекислый газ и в вакууме под нагревом до 95 °C освобождаются от него, после чего газ откачивается. 

На втором этапе с помощью электролитического расщепления углекислого газа по технологии компании Sunfire с одновременным испарением воды создаётся водород и угарный газ.

Смесь газов используется для получения синтетического топлива. В этом виде смесь уже можно использовать для нужд химической промышленности. Эффективность преобразования энергии в сырьё составляет 80 %.

На третьем этапе по технологии с использованием процесса Фишера-Тропша синтетическое топливо преобразуется в молекулы с длинными цепочками углеводорода. Это уже ближе к жидкому топливу, которое используется в современных двигателях внутреннего сгорания.

Преобразование происходит в микроструктурном реакторе на большой площади в малом объёме. Полученное в ходе преобразования тепло используется в первом цикле преобразования и на других этапах получения топлива установкой.

Наконец, на четвёртом этапе топливо подвергается операции гидрокрекинга, которая разрушает часть молекулярных цепочек и приближает характеристики синтетического топлива к таким видам горючего, как дизель, бензин и керосин.

В этом процессе топливо прогоняется через платиново-цеолитовый катализатор, и «зелёная» энергия становится источником мощности для привычных двигателей самолётов, тяжёлого грузового транспорта и судов.

Источник: www.kit.edu

Синтетическое топливо — новая совместная работа системы контейнерных заводов по производству синтетических углеводородов из воздуха.

Установка преобразования энергии в жидкость с оптимизированной конструкцией реактора в Energy Lab 2.0 — производство синтез-газа из CO2 в сочетании с производством топлива.

Использование синтетического топлива может в будущем свести к минимуму выбросы парниковых газов от самолетов и большегрузного транспорта. 

Благодаря построенной установке по превращению энергии в жидкость? настраивать? INERATEC, который Карлсруэский технологический институт (KIT) и его дочерняя компания работают вместе в Energy Lab 2.0, это кажется вполне достижимым. Модульная установка размещена в контейнере и планируется к серийному производству компанией INERATEC.

«Это последний шаг на пути к его промышленному использованию», — говорит профессор Роланд Диттмайер из Института микропроцессов KIT. 

«Установки такой конструкции внесут свой вклад в повышение устойчивости глобального транспортного сектора и химической промышленности за счет электронного топлива и электронной химии». 

Завод расположен в Energy Lab 2.0 на северном кампусе KIT. Он производит синтетическую топливную смесь, называемую синкрудой, из углекислого газа (CO2) и возобновляемого водорода (H2). Затем этот синкруд можно переработать в синтетический керосин, дизельное топливо и бензин. 

«Требуются две ступени реактора. Мы впервые соединили их и эксплуатируем с улучшенной конструкцией в масштабе, соответствующем развитию технологий », — говорит Диттмайер. «Мы можем производить до 200 л топлива в день».

Инновационные технологии INERATEC

На одной из ступеней реактора длинноцепочечные углеводороды синкруды производятся из синтез-газа, который в основном состоит из монооксида углерода (CO) и H2, посредством синтеза Фишера-Тропша (синтез FT). 

Синтез-газ производят с помощью обратной реакции конверсии водяного газа (RWGS) в другом предшествующем реакторе. Реактор RWGS состоит из микроструктурированных пластин, которые обеспечивают гибкую работу установки и повышают эффективность. Новая конструкция пластины теперь успешно продемонстрирована в совместной работе. 

«С оптимизированным реактором RWGS можно более точно контролировать реакции и значительно улучшить процесс», — говорит д-р Тим Бёлткен, один из управляющих директоров INERATEC. Каждый час можно перерабатывать до 3 кг водорода из электролизеров. «Это соответствует потребляемой мощности в 125 киловатт и устанавливает новые стандарты во всем мире.

Серийное производство синтетических углеводородов из воздухана следующем этапе.

Демонстрация реакторной технологии INERATEC RWGS в таком масштабе представляет собой последний важный шаг в университетских исследованиях. Компания планирует в ближайшее время начать серийное производство и быстро поставить недорогую технологию power-to-X за счет дальнейшего масштабирования, стандартизации и воспроизведения. Соответствующий проект IMPOWER2X дочерней компании KIT финансируется Европейским Союзом на 2,5 миллиона евро.

Уже в 2019 году, во время первого этапа финансирования проекта P2X Коперникуса, на KIT был введен в эксплуатацию первый в мире полностью интегрированный завод по производству «топлива из воздуха и зеленой энергии». 

Завод производил около 10 л синтетического топлива в день и комбинировал отделение CO2 из воздуха с высокотемпературным электролизом для производства синтез-газа, синтеза FT и переработки продукта в топливо. Теперь, на втором этапе финансирования P2X, эта альтернативная технологическая цепочка будет увеличена до 250 киловатт в Energy Lab 2.0. С 2022 года он будет производить от 200 до 300 литров топлива в день непосредственно из CO2 в воздухе.

Источник: www.kit.edu

Exit mobile version