Биоэнергетика. Мир и Россия. Биогаз: Теория и практика. Евгений Панцхава

метод получения экологически чистых жидких моторных топлив из растительной биомассы. Топлива не содержат серу, а выделяющийся при их горении диоксид углерода вновь участвует в образовании растений. Топлива получаются из газов газификации биомассы воздухом при невысоком давлении и температуре.

      В качестве аналогов газа газификации в настоящей работе использовали смесь газов следующих составов (об.%): СО – 30, Н₂ – 15, CO₂ – 5, N₂ – 50; СО – 15, Н₂ – 20, CO₂ – 15, N₂ – 50; СО – 28, Н₂ – 15, СО₂ -7, N₂ – 45.

      Опыты проводили при давлениях 0,1 и 1 МПа и температурах от 180 до 230 °C. Применяли промышленный Co-содержащий катализатор и катализатор, который готовили смешением основного карбоната кобальта с носителем. Все катализаторы восстанавливали в потоке водорода при 450 °C. Опыты проводили при объемной скорости (о. с.) от 50 до 200 ч^-1.

      Для проведения большей части опытов был выбран Co-катализатор, активный в процессе синтеза углеводородов из водяного газа (СО-Н₂) по Фишеру – Тропшу.

      При увеличении давления с 0,1 до 1,0 МПа в присутствии Со – содержащего катализатора выход жидких углеводородов (>С5) в отдельных опытах достигал 52 г/м³ (без избыточного давления не превышал 31 г/м³). Если отнести этот выход к 1 кг использованных для газификации отходов древесины, то при 20 %-ной влажности выход газа составляет 2,6–3 м³/кг. Если принять выход 2,6 м³/кг, то из 1 т отходов можно получить от 80 до 135 кг жидкого топлив. С учетом возможных потерь можно принять, что 1 г жидкого топлива будет получаться из 8—10 т сырья. На этих примерах показано, что из газов газификации растительного сырья воздухом можно получить компоненты жидкого топлива, бензиновые и дизельные фракции, хотя в газах синтеза содержится до 50 % азота.

      Выход жидких углеводородов из 1 м³ газа (состав, об.%: СО 33, CO₂ 33, Н₂ 33) достигает 114–117 г/м³, общий – 160 г/м³. Общий выход (с учетом газообразных продуктов) достигает 170–190 г/м³, аналогично процессу Фишера – Тропша из СО-Н₂. Однако газ каталитической газификации биомассы с водяным паром содержит до 20–30 % CO₂, который, вероятно, также частично входит в реакцию.

      Была рассмотрена возможность создания передвижных опытных установок по переработке растительной биомассы в компоненты моторного топлива. Они включают газификацию биомассы воздухом при 900-1500 °C, очистку газа и синтез жидких углеводородов.

      Для синтеза можно использовать также газ, полученный газификацией растительной биомассы паром.

      Таким образом, представлен процесс получения жидких моторных топлив из растительного сырья – отходов сельского хозяйства, лесодобычи и лесопереработки, который можно осуществить на передвижных или стационарных установках.

      Процесс состоит из газификации органического сырья (неполного сгорания) воздухом при 900-1500 °C, в результате чего образуется газ, содержащий СО, Н₂, СО₂, Н₂О, N₂. В результате каталитической конверсии газа при 200–250 °C и 1,0 МПа получается смесь жидких углеводородов. Азот воздуха в реакцию не вступает. При этих процессах 1 т компонентов моторного топлива получается из 8 т исходного сырья. Общий КПД синтез жидкого