О перспективах и преимуществах интеграционных экоэнергетических проектов межгосударственного уровня

· В области нефтепереработки тяжелых углеводородов, накопления которых в виде нефтешламов достигает 2 миллиардов тонн, предложена новая схема. В специальном газогенераторе формируется высокоскоростная (~1000 м/с) высокотемпературная (<1000оC) струя, с избыточным содержанием кислорода, в которую вводятся обрабатываемые тяжелые углеводородные соединения в соотношении 1:3-1:4, по отношению к расходу генераторного газа. В результате механического, термического и химического воздействия осуществляется деструкция тяжелых углеводородных соединений с образованием легких фракций. В отличие от традиционного решения (крекинга) осуществляющему постепенный прогрев всего объема обрабатываемого сырья, в данном случае механическому, тепловому и химическому воздействию подвергаются диспергированные микрочастицы с управляемым соотношением базовых элементов С-Н. Расчетно-теоретические оценки и предварительные установочные испытания предполагают кратное увеличение извлечения легких углеводородных композиций по сравнению с традиционными решениями.

· Для интенсификации нефтедобычи тяжелой глубинной нефти предложена замена традиционного рекуперативного парогенератора (рис. 8) на струйный парогазогенератор (рис. 9). В качестве источника тепла используется не более 10% кондиционного топлива и 90% добываемой сырой нефти, которые сжигаются в несортовом техническом кислороде. В образовавшиеся продукты сгорания вводится расход воды, приблизительно трехкратно превышающий расход генераторного газа. Впрыскиваемая вода может быть природной, неочищенной. Габаритные размеры традиционного теплообменника 3Ч9 м (рис. 8). Рекомендуемый парогазогенератор имеет размеры 50Ч800 мм (рис. 9), что позволяет осуществлять его размещение непосредственно на глубине, в продуктивном пласте.

Размещено на http://www.allbest.ru/

2

Рис. 8. Схема традиционного парогенератора 1 - паровой котел; 2 - дымовая труба; 3 - подогреватель воздуха; 4 - воздухозаборник; 5 - газовая горелка; 6 - укрытие горелки; 7 - лестница; 8 - укрытие насоса; 9 - питательный насос; 10 - устройство для подогрева сырой воды; 11 - рама-основание парогенератора; 12 - щит автоматики и сигнализации; 13 - передвижная платформа-прицеп

Размещено на http://www.allbest.ru/

2

Рис. 9. Фото исполнительного участка струйного парогенератора

· В решении проблемы утилизации попутных нефтяных газов (ПНГ) рассмотрен объект Карсовайского месторождения с запасом сырья до 2035 года. Специфично то, что этот ПНГ содержит лишь 9% горючей фракции и 91% инертного азота. Традиционные отечественные и зарубежные решения не в состоянии решать долговременную задачу. Предлагаемое техническое решение позволяет обеспечить высокоэффективное стабильное сжигание ПНГ с получением электроэнергии и тепла.

Размещено на http://www.allbest.ru/

2

· Из биомассы растительного и микробного происхождения путем предлагаемого термохимического воздействия можно получать твердые, газообразные и жидкие топлива. Все больший интерес приобретает пиролиз биомассы и полимеров в связи с тем, что он представляет собой простой способ получения биотоплива. Нагревая биомассу, можно получать газообразные (синтез-газ), жидкие (бионефть) и твердые (биоуголь) фракции, соотношение между которыми зависит от условий проведения термохимической обработки. В настоящее время большое внимание уделяется жидкому продукту - бионефти, т.к. оно может храниться, транспортироваться и очищаться для получения топлив высокого качества. Получение продукта в виде жидкой фракции может быть использовано в качестве моторного топлива, котельного топлива, производстве электроэнергии. Показано, что практически любые органические соединения, в том числе ксенобиотики, могут быть подвержены биодеградации. Высокая степень пластичности процесса горения и возможности его регулирования обеспечивает новый способ получения синтез-газа (смесь СО, Н2) с высоким содержанием водорода.

Особый интерес представляет освоение-сжигание сырьевого биотоплива измельченного до тонкодисперсной консистенции (порядка 10 микрон). Основным препятствием при этом является уровень обводненности - около 80%.

В вышеуказанном экспериментальном цикле работ был проведен прямой опыт утилизации сахарного водного раствора с содержанием только 20% сахарозы. Комбинация газогенератор с реакционной камерой с соотношением расходов 1 к 5, где основным утилизируемым компонентом являлся сахарный раствор было достигнуто стабильное устойчивое горение.

Этот опыт свидетельствует о серьезных перспективах утилизации сырьевых биотоплив, избегая дорогостоящей технологической операции экстрагирования горючей фракции (сахарозы и клетчатки).

· К разряду новых результатов можно отнести проведенные испытания по обработке реальных хлорорганических отходов химического производства винилхлорида:

Таблица

В результате настройки и отработки режимов был достигнут необходимый уровень экологической безопасности, полученный ранее на промышленных объектах г. Череповца и г. Шиханы. Список перспективных проектов может быть существенно дополнен и расширен.

Выводы и предложения

Целью комплексного проекта является эффективное, экономичное и ускоренное решение наиболее острых и сложных проблем в области энергетики, ресурсосбережения и охраны окружающей среды. Основой взаимосвязанных в комплексе проектов рекомендуется принять отечественную конверсионную разработку высокоскоростного высокотемпературного горения. В настоящее время новый тип нетрадиционного горения в значительной мере освоен и фрагментарно доведен до практического использования. Уже достигнутые результаты соответствуют или превосходят уровни высших мировых достижений по технологическим, экономическим и эксплуатационным показателям.

Потенциальные возможности предлагаемого комплексного проекта существенно расширяют сферу промышленного внедрения по номенклатуре обрабатываемых веществ и географии в наиболее важных стратегических направлениях:

· В области энергетики: освоение широкого пласта ранее невостребованных топлив (низкосортных, некондиционных, сильнообводненных и т.п.) в виде накоплений нефтешламов, нефтяных попутных газов, древесных отходов, лигнина, низкокалорийного торфа, отходов сельхоз продукции и др.; освоение возобновляемых источников энергии; развитие малой энергетики на новой инструментальной основе; интенсификация добычи тяжелой глубинной нефти, существенное повышение эффективности нефтепереработки.

· В области экологии: обезвреживание особо опасных веществ и отходов, декларированных международными директивами: Стокгольмской конвенцией, Монреальским и Киотским протоколами.

· В специальных проектах. Качественно новые перспективы открываются в мегапроектах по освоению гигантских запасов гидрометана и горючих сланцев.

Наиболее эффективным путем реализации предлагаемого инновационного проекта представляется интеграционный подход объединяющий специфические интересы и возможности участников. Реанимировав и усилив ранее существовавшие связи, первый этап совместных работ можно ускорить в рамках расширенного таможенного союза (Россия, Белоруссия, Казахстан, Украина).

Россия обладает отработанной, доведенной до промышленного внедрения технологией, действующим базовым объектом для научно-технического сопровождения, соответствующей производственной базой, системой диагностики современного уровня и квалифицированным кадровым потенциалом. Имеется определенный задел базовых элементов, возможных к незамедлительной поставке каждому участнику проекта.

Казахстан, помимо производственных и кадровых возможностей, обладает фактически готовым арсеналом комплектующих систем и изделий (На полигоне Байконур кислородное оборудование загружено менее 10%).

Украина, обладая высоким научно-производственным потенциалом, может поставлять в интересах всего сообщества, например, готовые газотурбинные блоки, серийно выпускаемые предприятием «Мотор Сич».

Белоруссия имеет достаточные предпосылки для предоставления транспортных средств, необходимых для формирования мобильных комплексов в объемах, достаточных не только для участников проекта, но и для импортирования в расширенном масштабе.

· Оптимальной схемой реализации проекта представляется сочетание стационарных и мобильных комплексов.

· Поэтапное выполнение проекта от решения простых задач к более сложным позволит более последовательно и экономно осуществлять решение наиболее острых энергетических и экологических проблем. Решив на первом этапе проблему освоения местных топливных ресурсов, эти же исполнительные средства могут в дальнейшем или параллельно использоваться для обезвреживания супертоксикантов.

· Инновационный интеграционный проект имеет достаточные основания для достижения прорывных решений, кратно сократив материальные, финансовые затраты и сроки выполнения работ.

· Наиболее рациональным форматом выполнения первого стадии проекта представляются рамки расширенного Таможенного союза - Россия, Белоруссия, Казахстан, Украина.

· Опыт, накапливаемый в процессе выполнения проекта, может последовательно расширяться в рамках ЕврАзЭС, ШОС и БРИК, а выполнение международных обязательств повысит авторитет участников проектов на мировой арене.

· Для дальнейшего развития отечественной конверсионной разработки предлагается оперативно организовать компактную рабочую группу высококвалифицированных специалистов по 1-3 человека от каждой из заинтересованных сторон.

Размещено на Allbest.ru