РЕСУРСЫ

Оригинальная статья

УДК 665.7.032.56 © В.Г. Андриенко1, Е.Г. Горлов1, В.Г. Пилецкий1, С.М. Фролов1,2, С.Е. Горлова1, 2025

ISSN 0041-5790 (Print) • ISSN 2412-8333 (Online) • Уголь №3-2025 /1191/

DOI: http://dx.doi.org/10.18796/0041-5790-2025-3-49-54

Повышение эффективности производства синтетического жидкого топлива из угля

Авторы

Андриенко В.Г. канд. техн. наук, руководитель направления департамента реализации научно-технических разработок ФГУП «Институт горючих ископаемых – научно-технический центр по комплексной переработке твердых горючих ископаемых», 119071, г. Москва, Россия, e-mail: andrienko38@mail.ru

Горлов Е.Г. доктор техн. наук, профессор, научный руководитель ФГУП «Институт горючих ископаемых - научно-технический центр по комплексной переработке твердых горючих ископаемых», 119071, г. Москва, Россия, e-mail: gorloveg@mail.ru

Пилецкий В.Г. канд. техн. наук, директор департамента реализации научно-технических разработок ФГУП «Институт горючих ископаемых – научно-технический центр по комплексной переработке твердых горючих ископаемых», 119071, г. Москва, Россия, e-mail: pvg2000@yandex.ru

Фролов С.М. доктор физ.-мат. наук, заведующий отделом, заведующий лабораторией Федерального исследовательского центра химической физики им. Н.Н. Семенова РАН, 119991, г. Москва, Россия, профессор Национального исследовательского университета, ведущий научный сотрудник Научно-исследовательского института системных исследований РАН, главный научный советник департамента реализации научно-технических разработок ФГУП «Институт горючих ископаемых – научно-технический центр по комплексной переработке твердых горючих ископаемых», 119071, г. Москва, Россия, e-mail: smfrolov@chph.ras.ru

Горлова С.Е. канд. техн. наук, заведующий сектором экологии в угольной промышленности ФГУП «Институт горючих ископаемых – научно-технический центр по комплексной переработке твердых горючих ископаемых», 119071, г. Москва, Россия, e-mail: swetlana.gorlowa@gmail.com

Аннотации

Улучшение технических и экологических показателей моторных топлив связано с развитием технологических процессов производства синтетических моторных топлив из различных видов сырья, включая ненефтяное сырье (природный газ, каменные и бурые угли, растительное сырье). Синтетические жидкие топлива (СЖТ) из угля имеют эксклюзивные свойства (энергетически более емко, а выхлопные газы синтетического дизтоплива из угля содержат меньшее количество вредных веществ), однако удельные затраты на его производство в два и более раз выше показателей при выпуске нефтяного аналога. Для решения проблем технологического и экономического характера и начальной перспективы выпуска СЖТ в России предлагается создание малотоннажных производств с новым методом безотходного технологического процесса на этапе получения синтез-газа процессом аллотермической газификации водоугольных суспензий бурых углей с энергозатратами до 100 кВт·ч/т с использованием тепловой и динамической энергии импульсно-детонационного горения. Это обеспечивает образование ультраперегретого водяного пара (УПВП) и термодинамических ударных волн с температурами выше 2000°C и скоростью до 1800 м/с, воздействующих на сырье – водоугольную суспензию бурого угля с получением трех продуктов – синтез-газа, ферросиликоалюминия (ФСА), восстанавливаемого из оксидов кремния, железа, алюминия, содержащихся в расплаве минеральной составляющей перерабатываемой суспензии бурого угля, и значительного количества тепла. Новый метод безотходного технологического процесса получения синтез-газа в значительной мере компенсирует затраты при производстве синтетической нефти из угля и обеспечивает инвестициями создание малотоннажных производств и высокую рентабельность.

Ключевые слова

Жидкое топливо из угля, удельные затраты, водоугольная суспензия бурых углей, синтез-газ, энергия импульснодетонационного горения, высокотемпературная безотходная газификация, продукты газификации, ферросиликоалюминий, автономность работы, окупаемость, экология.

Список литературы

Алексеев К.Ю., Горлов Е.Г., Шумовский А.В. Современные условия для промышленной реализации процессов СЖТ из углей в России // Уголь. 2012. № 8. С. 91-93. http://ugolinfo.ru/Free/082012.pdf. (In Russ.).
Степанов С.Г., Исламов С.Р. Проблемы производства жидкого топлива из угля // Уголь. 2015. № 7. С. 50-53. http://ugolinfo.ru/Free/072015.pdf. (In Russ.).
Горлов Е.Г., Шумовский А.В. Синтетические жидкие топлива – новые возможности и перспективы // Neftegaz.RU. 2019. № 9. (In Russ.).
Горлов Е.Г., Андриенко В.Г., Шпирт М.Я. Газификация ультратонких водоугольных суспензий // Химия твердого топлива. 2019. № 6. С. 29-34.
Яновский Л.С. Проблемы создания и применения альтернативных топлив из газа в авиационной технике / Круглый стол МВВИ. Москва, 2013.
Heather D. Willauer, Dennis R. Hardy. In Future Energy (Third Edition), “Synthetic Fuel Development”, 2020.
Bruce G. Miller. In Clean Coal Engineering Technology (Second Edition), “US and International Activities for Near-Zero Emissions During Electricity Generation”, 2017.
Условия самозапитки импульсно–детонационных пушек энергетическим газом при газификации бурых углей продуктами детонации / К.А. Авдеев, В.А. Сметанюк, В.Г. Пилецкий и др. // Горение и взрыв. 2024. Т. 17. С. 95-104. (In Russ.).
Алфаяад А.Г.Х. Возможность применения водорода как топлива для будущей работы газовой турбины // Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. 2022. № 4. С. 18-24. (In Russ.).
Газификация угля и ее применение в энергетике / В.С. Пряткина, А.А. Белов, В.В. Иванов и др. // Технические науки. 2018. № 3. (In Russ.).
Frolov S.M., Smetanyuk V.A., Shamshin I.O., Sadykov I.A., Koval’ A.S., Frolov F.S. Production of highly superheated steam by cyclic detonations of propane and methane-steam mixtures with oxygen for waste gasification. Appl. Therm. Eng. 2021;183(1):116195. DOI: 10.1016/j.applthermaleng.2020.116195.
Ahrenfeldt J., Thomsen T.P., Henriksen U., Clausen L.R. Biomass gasification cogeneration – a review of state-of-the-art technology and near future perspectives. Appl. Therm. Eng. 2013;(50):1407-1417.
Ismail T.M., El-Salam M.A. Parametric studies on biomass gasification process on updraft gasifier high temperature air gasification. Appl. Therm. Eng. 2017;(112):1460-1473.
Karl J., Proll T. Steam gasification of biomass in dual fluidized bed gasifiers: A review. Renew. Sust. Energ. Rev. 2018;(98):64-78.
Савостьянов А.П., Нарочный Г.Б., Земляков Н.Д. Обоснование использования циркуляционных схем в синтезе углеводородов из СО и Н2 // Известия Самарского научного центра Российской академии наук. 2010. Т. 12. № 4. (In Russ.).

Для цитирования

Повышение эффективности производства синтетического жидкого топлива из угля / В.Г. Андриенко, Е.Г. Горлов, В.Г. Пилецкий и др. // Уголь. 2025;(3):49-54. DOI: 10.18796/0041-5790-2025-3-49-54.

Информация о статье

Поступила в редакцию: 30.01.2025
Поступила после рецензирования: 17.02.2025
Принята к публикации: 27.02.2025