Научная статья на тему 'ТЕХНОЛОГИИ ПОЛУЧЕНИЯ ЭНЕРГИИ ВОДОРОДА И БУДУЩЕЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ'

ТЕХНОЛОГИИ ПОЛУЧЕНИЯ ЭНЕРГИИ ВОДОРОДА И БУДУЩЕЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ Текст научной статьи по специальности «Промышленные биотехнологии»

CC BY
63
12
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Журнал
IN SITU
Ключевые слова
АНАЛИЗ / МЕТОД / ОЦЕНКА / ВОДОРОД / ЭНЕРГИЯ

Аннотация научной статьи по промышленным биотехнологиям, автор научной работы — Какабаев Ягмыр Аннагелдиевич

В данной работе рассматривается вопрос технологии получения энергии водорода, виды и перспективы развития. Проведен перекрестный и сравнительный анализ систем технологий. Даны рекомендации по внедрению технологий в отрасль.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

HYDROGEN ENERGY TECHNOLOGIES AND FUTURE USE

This paper discusses the issue of hydrogen energy production technology, types and development prospects. A cross and comparative analysis of technology systems was carried out. Recommendations are given for the introduction of technologies in the industry.

Текст научной работы на тему «ТЕХНОЛОГИИ ПОЛУЧЕНИЯ ЭНЕРГИИ ВОДОРОДА И БУДУЩЕЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ»

Прогноз обводненности продукции скважин выполнен по известным характеристикам вытеснения нефти водой [3]. Прогноз обводненности продукции скважин выполнен по эмпирической зависимости [4]:

РН=А(1- е- ) (1)

где Он и Ож - накопленная добыча нефти и жидкости, тыс.т;

А и к - постоянные параметры при условии, что при полной выработанности извлекаемых запасов конечная обводненность достигнет 98%.

а = 1 - кА

/ = а + кОн (2)

где f - обводненность продукции, доли единицы. Список использованной литературы:

1. Я.М. Островский. Определение газового фактора и ресурсов нефтяного газа с применением методов математической статистики. В сб. Разработка нефтяных и газовых месторождений, Ашхабад: ТПИ, 1982.

2. Проект разработки месторождения Барса-Гельмес. (отчет) гр.№ 01850049864, инв.№ 02910115013, ТуркменНИПИнефть, Небитдаг: 1985.

3. Островский Я.М., Джапаров А., Изучение процессов обводнения нефтяных залежей с помощью характеристик вытеснения. ТуркменНИПИ, Ашхабад, 1980.

4. Джапаров А., Игнатьев В.Г. Технологическая схема опытнопромышленной эксплуатации газоконденсатных залежей месторождения Корпедже с применением технологии одновременно-раздельной эксплуатации газоконденсатных пластов (копия заключительного отчета по х/д 35/99),2000.

© Деряев А.Р., 2022

УДК 661.91

Какабаев Ягмыр Аннагелдиевич

Международный университет нефти и газа имени Ягшигельды Какаева г. Ашхабад, Туркменистан

ТЕХНОЛОГИИ ПОЛУЧЕНИЯ ЭНЕРГИИ ВОДОРОДА И БУДУЩЕЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ

Аннотация

В данной работе рассматривается вопрос технологии получения энергии водорода, виды и перспективы развития. Проведен перекрестный и сравнительный анализ систем технологий. Даны рекомендации по внедрению технологий в отрасль.

Ключевые слова

Анализ, метод, оценка, водород, энергия.

Kakabaev Yagmyr Annageldiewich

International oil and gas university Ashgabat, Turkmenistan

HYDROGEN ENERGY TECHNOLOGIES AND FUTURE USE Abstract

This paper discusses the issue of hydrogen energy production technology, types and development prospects. A cross and comparative analysis of technology systems was carried out. Recommendations are given for the introduction of technologies in the industry.

Keywords

Analysis, method, assessment, hydrogen, energy.

Водород - самый простой и самый распространенный элемент на Земле. Водород легко соединяется с другими химическими элементами и всегда находится в составе другого вещества, например, воды, углеводорода или спирта. Водород также содержится в природной биомассе, в которую входят растения и животные. По этой причине он рассматривается как энергоноситель, а не как источник энергии.

Водород можно производить с использованием разнообразных внутренних ресурсов, включая атомную энергию, природный газ и уголь, биомассу и другие возобновляемые источники. К последним относятся солнечная, ветровая, гидроэлектрическая или геотермальная энергия. Такое разнообразие отечественных источников энергии делает водород перспективным энергоносителем и важным для энергетической безопасности. Желательно, чтобы водород производился с использованием различных ресурсов и технологических процессов или путей. Производство водорода может быть достигнуто с помощью различных технологических процессов, включая термические (риформинг природного газа, переработка возобновляемой жидкости и бионефти, газификация биомассы и угля), электролитические (расщепление воды с использованием различных энергетических ресурсов) и фотолитические (расщепление воды), использование солнечного света через биологические и электрохимические материалы).

Технологии переработки ископаемого топлива преобразуют водородосодержащие материалы, полученные из ископаемого топлива, такие как бензин, углеводороды, метанол или этанол, в поток газа с высоким содержанием водорода. Топливная переработка метана (природного газа) на сегодняшний день является наиболее распространенной коммерческой технологией производства водорода. Большинство ископаемых видов топлива содержат определенное количество серы, удаление которой является важной задачей при планировании водородной экономики. Поэтому процесс десульфурации также будет обсуждаться. Кроме того, будет представлена недавно разработанная очень многообещающая технология плазменного риформинга.

Газообразный водород может быть получен из углеводородного топлива с помощью трех основных технологий: (i) парового риформинга (SR), (ii) парциального окисления (POX) и (iii) автотермического риформинга (ATR). Эти технологии производят большое количество окиси углерода (CO). Таким образом, на последующем этапе один или несколько химических реакторов используются для значительной конверсии CO в двуокись углерода (CO2) посредством конверсии водяного газа (WGS) и реакций предпочтительного окисления (PrOx) или метанирования, которые описаны ниже.

Паровой риформинг в настоящее время является одним из наиболее распространенных и в то же время наименее затратных процессов получения водорода. Его преимущество заключается в

высокой эффективности его работы и низких эксплуатационных и производственных затратах. Наиболее часто используемым сырьем являются природный газ и более легкие углеводороды, метанол и другие кислородсодержащие углеводороды.

Весь процесс состоит из двух этапов. На первой стадии углеводородное сырье смешивается с водяным паром и подается в трубчатый каталитический реактор. В ходе этого процесса синтез-газ (газовая смесь H2 /CO) производится с более низким содержанием CO2. Необходимая температура реакции достигается добавлением кислорода или воздуха для сжигания части сырья (греющего газа) внутри реактора. На втором этапе охлажденный газообразный продукт подается в каталитический нейтрализатор СО, где окись углерода с помощью водяного пара в значительной степени преобразуется в двуокись углерода и водород. Каталитический процесс парового риформинга требует сырья, не содержащего серосодержащих соединений, чтобы избежать дезактивации используемого катализатора.

Парциальное окисление (POX) и частичное каталитическое окисление (CPOX) углеводородов были предложены при производстве водорода для автомобильных топливных элементов и некоторых других коммерческих приложений. Газифицированным сырьем может быть метан и биогаз, но в первую очередь тяжелые нефтяные фракции (например, вакуумные остатки, мазут), дальнейшая переработка и утилизация которых затруднены. АГРО представляет собой некаталитический процесс, при котором сырье газифицируется в присутствии кислорода и, возможно, водяного пара (АТВ) при температурах в диапазоне 1300-1500°C и давлениях в диапазоне 3-8 МПа. По сравнению с паровым риформингом (H2: CO = 3 : 1), образуется больше CO (H2 : CO = 1 : 1 или 2 : 1). Таким образом, процесс дополняется превращением СО с водяным паром в Н2 и СО2.

Как упоминалось ранее, при автотермическом риформинге (ATR) пар добавляется в процессе каталитического парциального окисления. АТВ представляет собой комбинацию как парового риформинга (эндотермического), так и парциального окисления (экзотермического). Преимущество ATR заключается в том, что он не требует внешнего тепла, а также проще и дешевле, чем SR метана.

Выбор режима работы риформера зависит от конкретной задачи. Основной целью является высокий выход водорода при низком содержании монооксида углерода. При паровом риформинге возможны максимальная эффективность использования водорода и низкое содержание окиси углерода. Однако паровой риформинг является эндотермическим процессом и, следовательно, энергозатратным. Эта энергия должна передаваться в систему извне.

Еще одним существенным преимуществом АТВ по сравнению с процессом СР является то, что его можно остановить и запустить очень быстро, производя при этом большее количество водорода, чем только РОХ. Есть некоторые ожидания, что этот процесс станет привлекательным для топливной промышленности «газ-жидкость» из-за благоприятного состава газа для синтеза Фишера-Тропша, относительной компактности ATR, более низких капитальных затрат и потенциала экономии за счет масштаба. Для риформинга метана термический КПД сравним с КПД автоклава (около 60-75 %) и несколько меньше, чем для парового риформинга. Бензин и другие высшие углеводороды могут быть преобразованы в водород на борту для использования в автомобилях с помощью автотермического процесса с использованием подходящих катализаторов.

Как обсуждалось ранее, текущее производство водорода возникает в основном за счет переработки природного газа, хотя с существенным прогрессом в топливных элементах повышенное внимание уделяется другим видам топлива, таким как метанол, пропан, бензин, и топливу для логистики, например, для реактивных двигателей. А, дизель и JP8. За исключением метанола, все эти виды топлива содержат некоторое количество серы, при этом конкретные серосодержащие соединения зависят от типа топлива и источника. По этой причине десульфурация считается очень

важным этапом в технологиях переработки топлива. Список использованной литературы:

1. А. Konieczny, K. Mondai, T. Wiltowski и P. Dydo, "Разработка катализатора для термокаталитического разложения метана на водород", International Journal of Hydrogen Energy , vol. 33, нет. 1, стр. 264-272, 2008 г.

2. Мурадов Н.З., Везироглу Т.Н. «От углеводородов к водородно-углеродной и водородной экономике», Международный журнал водородной энергетики , вып. 30, нет. 3, стр. 225-237, 2005.

3. JD Holladay, J. Hu, DL King, Y. Wang, «Обзор технологий производства водорода», Catalysis Today , vol. 139, нет. 4, стр. 244-260, 2009.

4. Дж. Р. Роструп-Нильсен, «Конверсия углеводородов и спиртов для топливных элементов», Physical Chemistry Chemical Physics , vol. 3, нет. 3, стр. 283-288, 2001.

©Какабаев Я.А., 2022

Косогина Ирина Максимовна,

Тюменский индустриальный университет

г. Тюмень, РФ

ПРОДВИЖЕНИЕ И ПОВЫШЕНИЕ ПРЕСТИЖА РАБОЧИХ ПРОФЕССИЙ

Аннотация

В статье обозначены основные мероприятия, для способствующие повышению престижа инженерных профессий среди молодежи.

Ключевые слова

Рабочие профессии, престиж профессии, WorldSkills.

Kosogina Irina M.,

Industrial University of Tyumen Tyumen, Russia

PROMOTION AND ENHANCEMENT OF THE PRESTIGE OF WORKING PROFESSIONS

Abstract

The article outlines the main activities that contribute to increasing the prestige of engineering professions among young people.

Keywords

Working professions, the prestige of the profession, WorldSkills.

Рабочая профессия - это трудовая деятельность, связанная с применением физического труда и специальных навыков. Основной критерий определяющий рабочую профессию - это работа непосредственно на производстве. Общероссийский классификатор профессий рабочих, должностей служащих и тарифных разрядов ОК 016-94 включает в себя такие специальности как инженер, сварщик, конструктор, проектировщик и технолог и многие другие [1, с. 15].

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.