Бензин из кустарника? Сделаем!

Рубрика Техника и технологии

Не так давно в белорусской прессе появились материалы, повествующие об одной уникальной технологии, созданной и внедренной в стране. Газеты и журналы сообщали, что в небогатой энергоносителями Беларуси отныне можно получать дефицитное горючее практически из любых отходов органического происхождения, коих, напротив, в избытке. Заголовок одной из статей заражал читателей своим оптимизмом: «Угрозы топливно-энергетическому суверенитету нет!».

На чем основан столь жизнеутверждающий пафос, мы решили поинтересоваться у самих разработчиков этого поистине революционного технологического прорыва − ученых и инженеров Минского производственного кооператива «АМИР-С».

Наш первый собеседник − А. С. Матвейчук, руководитель научной лаборатории ПК «АМИР-С», на базе которой создаются и успешно применяются опытные и промышленные установки.

− Наверное, было бы правильнее начать со строго научного описания, − предложил в начале разговора Александр Сергеевич. − Для ясности. А уж потом − о деталях.

Перед нами цитата из подготовленной к печати монографии, написанной специалистами предприятия:

«ОТХОДЫ ДРЕВЕСИНЫ

…Отходы древесины (некондиционная древесина, обрезки, щепа) загружаются в технологические тележки и подаются в камеру предварительного нагрева. Нагретые до необходимой температуры отходы далее поступают в камеру термического разложения. Загрузка древесных отходов и выгрузка продуктов из реактора термолиза осуществляется порционно через шлюзы. В реактор дополнительно подается перегретый водяной пар для разбавления и удаления газообразных продуктов разложения. Водяной пар в зоне реакции способствует образованию меньшего количества смол в сравнении с термической обработкой древесины без доступа воздуха или в инертной среде. Кроме этого, обработка отходов древесины паром обеспечивает возможность регулирования количества образующихся смол путем изменения расхода, давления и температуры пара. Процесс разложения проводится при температуре до 500oС и давлении, близком к атмосферному. Парогазовая смесь, содержащая газообразные продукты разложения, отводится из камеры в систему конденсации. Сконденсировавшиеся продукты отводятся в бак сбора жидкой фракции, и углеводородные продукты отделяются от сконденсировавшегося водяного пара. Отделенная вода после дополнительной очистки подается в парогенератор и возвращается в процесс. Не сконденсировавшаяся газовая фракция подается на сжигание в топку установки для поддержания температуры проведения процесса. По окончании процесса деструкции тележки выводятся в камеру остывания, охлаждаются до температуры 70-80oС и подаются на позицию разгрузки. Полученный углерод складируется…»

− Первоначально технология паротермической деструкции отходов в среде перегретого водяного пара, − комментирует А. С. Матвейчук, − создавалась для переработки использованных автомобильных шин. Но потом было решено попробовать переработать также и отходы древесины, причем переработке подвергались различные породы дерева. Вышло удачно. У нас есть заключения различных лабораторий по продуктам, полученным в результате деструкции.

− А кто все это изначально придумал? Чья это разработка − установка по переработке отходов?

На заданный вопрос отвечает уже сам глава фирмы «АМИР-С» И. А. Рожновский.

− Вообще-то сама идея − доктора технических наук Геннадия Журавского из Института тепло- и массообмена Национальной Академии Наук Беларуси. Вообще белорусские ученые давно работали по этой тематике, пробовали даже создавать установки. Но… для государственного научного учреждения отрицательный результат − тоже результат. Не получилось что-то на практике − тему закрыли. Посчитали, что для государства она интереса не представляет. А мы, прочитав маленькую заметку в газете, решили, что над этим можно и нужно поработать. Начали − и получилось! Не с первого раза, конечно. С доктором Журавским поддерживаем прекрасные отношения, это очень умный и талантливый человек. И если бы он сейчас работал с нами, мы бы еще дальше продвинулись. Однако в практике нашего государства, скажем так, крайне редко встречается кооперация частного бизнеса с государственным…

Мы уже построили завод мощностью две тонны в час в литовском городе Электренае, − продолжает Игорь Антонович. − Это уже стандартное производство со всей необходимой автоматикой, в то время как на территории предприятия «АМИР-С» действует только опытно-промышленная установка − первая и единственная в мире. Завод − ориентировочно − рассчитан на работу в три смены по четыре человека обслуживающего персонала в каждой.

− Почему в Литве, а не в Беларуси?

− Во-первых, потому что там нашли на это деньги. А во-вторых… Знаете, как у нас привыкли частенько рассуждать: подождем, пока другие сделают, посмотрим, что у них получится. Мы, конечно, ведем переговоры с рядом белорусских фирм, но литовцы оказались пока что более динамичными.

− Выходит, минимум затрат, минимум занятых работников − и максимум пользы… В чем же суть такой технологии, которой, как я понимаю, больше нигде в мире нет?

− Этот процесс называется термолиз. Но есть и такое понятие, как пиролиз − разложение высокомолекулярных органических соединений без доступа кислорода в различных средах. Разновидностей много. У нас, к примеру, низкотемпературный пиролиз в среде перегретого водяного пара. Суть в том, что водяной пар позволяет разбавлять продукты, которые получаются при разложении веществ. То есть он уменьшает опасность взрыва установки − это во-первых, а во-вторых, водяной пар предотвращает вторичные химические реакции и образование вредных веществ. Хотя, как говорил Менделеев, вредны не вещества, вредны их количества. Вот у нас и не образуется опасных концентраций. На наши продукты получены положительные заключения лабораторий разных стран. Например на Украине сделан вывод о том, что в полученных продуктах отсутствует бензапирен, в большей или меньшей степени содержащийся во всех искусственно полученных технических углеродах. Поэтому наш углеродный продукт можно использовать в качестве добавок в резино-пищевой промышленности, в частности, при производстве сосок для детей.

Если брать процесс пиролиза резины, то в итоге получаются четыре продукта: нефтяная фракция, близкая по своим свойствам к мазуту марки М-40; технический углерод, который можно активировать и использовать, к примеру, в качестве сорбентов при очистке промышленных и бытовых сточных вод; чистый металлический корд, его сразу можно отправлять в переплавку, и высококалорийный горючий газ, на данном этапе используемый в самом процессе − он сжигается в топке установки. Таким образом, выходя на рабочий режим, установка не требует дополнительных энгергозатрат. Конечно, для получения первоначального пара и разогрева необходимо затратить некоторую энергию, но после начала процесса деструкции установка начинает работать на собственном топливе.

− Вы говорили, что переработке на вашей установке поддаются любые древесные отходы, вплоть до веток, которые обрезают с деревьев на городских улицах…

− Да, сейчас, как правило, эти отходы либо сжигают, либо выбрасывают. Хотя сжигать их в печах жилкомхоза просто нецелесообразно: они не дают ожидаемого теплового эффекта, это же просто древесный мусор. А благодаря нашей технологии из него получается жидкая фракция и древесный уголь, аналогичный тому, что продается в магазинах для любителей шашлыков, на 75% состоящий из чистого углерода. Плюс к тому − образуется горючий газ, который, опять же, задействуется в самом процессе. Избыток же этого газа может собираться, очищаться и использоваться в качестве газообразного топлива для различных технологических нужд. К примеру, сжигаться в топке любого котла, оборудованного газовой горелкой.

При переработке обрезков сосны, взятых с обычной пилорамы, в печь для сжигания и поддержания процесса поступает газ, в состав которого входит этан, метан, бутан, изобутан и ряд других газов. То есть экологически чистое топливо. Жидкая фракция представляет собой смесь углеводородов, синтезированных из природного сырья. После дополнительного разделения выделенные вещества могут быть использованы в качестве сырья для различных отраслей химической промышленности в качестве растворителей смол, восков, а также как душистые вещества. К примеру, в парфюмерной и пищевой промышленности для имитации запаха гвоздики и для получения ванилина используется изоэвгенол, который присутствует в полученной жидкой фракции. В жидких продуктах также присутствует и пирокатехин, применяемый в качестве стабилизатора полимерных материалов, как реагент в аналитической химии и как добавка в проявитель для фотопленок. И еще можно долго перечислять названия полезных веществ, полученных из отходов древесины при использовании нашей технологии.

− Я так понимаю, что технических и технологических проблем нет. А вот выгодно ли это с точки зрения экономики?

− Если взять резиновые отходы, то по последним расчетам срок окупаемости установки производительностью тонна в час составляет 1,9 года, а по древесине − при 2 тоннах в час − 1,8 года. После этого уже идет чистая прибыль. Нужно иметь в виду, что цена за тонну получаемого в результате жидкого углеводорода − примерно 100 долларов США. Тонна твердого углеродного продукта переработки при продаже даст еще 180 долларов, а такое же количество металлокорда − 50 у.е. А мы ведь не стоим на месте, спектр технологий расширяется. Так, пробовали растворять резиновые отходы в получаемом при пиролизе шин жидком углеводородном продукте. В результате мы получили аналоги высокооктанового бензина, дизельного топлива, а также мастику, которая может применяться для кровельных и других строительных работ.

А теперь задумаемся над такой цифрой: каждый год во всем мире скапливается около 6 миллионов тонн использованных автомобильных шин. Большинство стран мира просто не знают, куда их девать…

Мы разработали оборудование, которое вполне может поставить индустрию переработки таких отходов, что называется, на широкую ногу. Уже готовы к производству и производятся установки, работающие в непрерывном режиме и оснащенные автоматикой. Промышленная установка производительностью 2 тонны резинотехнических отходов в час позволяет каждые 9 минут получать тележку с готовым твердым углеродным продуктом и металлом, причем жидкая фракция − нефтепродукт − уже выделена.

В принципе, все эти установки рассчитаны на переработку главным образом резинотехнических отходов. Но если возникнет необходимость переработать что-то другое, в частности отходы древесины, то работники, скажем, того же электренайского завода просто должны будут немного изменить конструкцию транспортных тележек и перенастроить процесс переработки: задать соответствующий температурный режим и время нахождения технологических тележек в камере. А технология и оборудование − универсальны.

Стоимость установки для деструкции резинотехнических отходов производительностью 2 тонны в час − приблизительно 2,8−3,2 миллиона евро. Немного дешевле для древесины − 2,6 млн. Это, что называется, «под ключ». Специалисты ПК «АМИР-С» выезжают на место, планируют размещение установки, готовят всю необходимую техническую документацию, производят оборудование и его монтаж, обучают персонал, производят первый запуск, гарантийное обслуживание и т.д.

− Игорь Антонович, а каким Вы видите практическое будущее этой технологии: в создании крупных заводов с несколькими непрерывно работающими установками или, допустим, в покупке их отдельными предприятиями для собственных нужд?

− Суть в том, что удобнее всего для сбора, перевозки и переработки тех же отходов древесины было бы каждому предприятию или группе соседних предприятий вблизи от себя наладить такую установку. Если, конечно, они не видят никаких других путей использования отходов. Каких? Например мы в настоящее время также занимаемся разработкой газогенераторов для получения тепловой и электрической энергии. Ведь сами по себе древесные отходы − топливо низкосортное, обрезки пиломатериалов загружать в котел неэффективно. Ведь даже опилки сжигают, предварительно спрессовав их в брикеты, так называемые пеллеты, производство которых требует затрат электроэнергии и связующего материала. В наш же газогенератор без предварительной подготовки загружаются отходы древесины различного размера и сортности − лишь бы только входили в загрузочную горловину. В результате получается высококалорийный газ. Практический пример: мы сейчас строим себе новый офис в Минске, и там при подготовке участка пришлось вырубать деревья и кустарники. Все эти ветки мы никуда не выбросили, а привезли и использовали в качестве топлива в своем газогенераторе, обогревая собственные производственные помещения. То есть, никому не платя за право куда-то сбросить эти отходы, использовали их с пользой для себя. Двойная выгода!

− У фирмы «АМИР-С» весьма обширные международные контакты, не так ли?

− Сегодня мы имеем заявки из 51 государства мира. Только из США 300 фирм прислали нам письма, в которых выразили свою заинтересованность в нашей технологии и готовность к дальнейшим переговорам. Но это пока еще только начало. На протяжении нескольких лет мы представляли нашу технологию на ярмарках в Ганновере, на различных выставках в России. Участвовали во многих научных конференциях, в частности, в Минском международном Форуме по тепло- и массообмену.

− И каков результат?

− Всем интересно, все готовы сотрудничать. Сейчас мы очень плотно работаем с Канадой, Германией, Чехией, Украиной, Литвой. В Литве, как уже упоминалось, мы запускаем сейчас первую промышленную установку. А всего в соседней стране у нас три контракта. Все − с частными фирмами, однако литовское государство в этом весьма заинтересовано и через различные фонды ведет финансирование этих программ. Естественно, и спрашивает потом за выполнение.

− Какими патентами защищены ваши разработки?

− Мы имеем патенты Республики Беларусь, Украины, Литвы, России, Евразийского патентного ведомства и др. Причем не только на саму технологию, но и на производимое нами оборудование.

− При той востребованности, которой пользуется эта технология переработки отходов за рубежом, при всей выгоде, приносимой работой на западного заказчика, не может ли случиться так, что сапожник вообще останется без сапог? То есть не получится ли, что в Беларуси не найдется применения белорусскому ноу‑хау?

− Мы двигаемся настолько быстро, что те модели, которые мы продали, но еще не успели внедрить за границей, для нас самих − уже позавчерашний день! Мы даже свою опытно-промышленную установку, на которой проводили исследования и отрабатывали режимы, − и ту продали на Украину. Много поработавшую, резанную-перерезанную… Просто не успеваем делать все новые установки.

Крупных частных структур у нас не так много, а те, которые могут себе позволить профинансировать нечто подобное, заняты своими делами. Банки пока не способны кредитовать такие проекты, поскольку это «длинные деньги», хотя, как уже говорилось выше, срок окупаемости небольшой. Но процентные ставки, предлагаемые банкирами, слишком высоки. Вот когда нас, как говорится, «прижмет» потуже, скажем, в очередной раз Россия «прикрутит трубу», − мы быстро вернемся к этой проблеме. Нефть, металл дорожают. А мы только в результате переработки автопокрышек получаем энергетическое сырье и другие ценные продукты! Так же и с деревом: из него мы получаем газ (а значит, тепло), да еще и около пятидесяти наименований различных ценных веществ…

Павел ВЛАДИМИРОВ