В Томске создан первый в России полный цикл производства и испытаний эко-топлива из альтернативного сырья, такого как биомасса и полимерные отходы

В Томском политехническом университете (ТПУ) создан первый в России многоступенчатый комплекс производства и испытания всех видов альтернативных топлив — от синтеза и лабораторных исследований малых объемов до проверки образцов на полноразмерных установках.

О том, как сейчас развивается направление, и какие задачи стоят перед исследователями, на площадке Томского международного энергетического форума рассказал директор Исследовательской школы физики высокоэнергетических процессов Дмитрий Глушков. Он отметил, что создание полной технологической цепочки производства и испытания альтернативных топлив — это проект подразделений Исследовательской школы физики высокоэнергетических процессов, Инженерной школы энергетики, Инженерной школы природных ресурсов, ПИШ «Интеллектуальные энергетические системы» и Исследовательской школы химических и биомедицинских технологий ТПУ.

«На данный момент внутри университета реализован полный технологический процесс — начиная от подбора компонентного состава и обоснования сырья для производства экологичного биотоплива и заканчивая тестированием перспективных составов топлива на группе пилотных стендов с двигателями разного назначения. Исследования направлены на снижение негативного влияния отходов на окружающую среду, а также на уменьшение вредных выбросов при сжигании топлив по сравнению с традиционными ископаемыми аналогами», — рассказал руководитель проекта.

Междисциплинарным научным коллективом была проведена масштабная работа, включающая всесторонний анализ современных разработок в области альтернативных жидких топлив для энергетических и двигательных установок, а также систематизацию сырьевой базы — от растительных масел до промышленных полимерных отходов. Кроме того, были определены наиболее перспективные технологии производства.

«Используются несколько основных типов сырья. Первый — это биосырье (рыжиковое, талловое, рапсовое масла и кулинарные жиры). Второй — различного рода отходы. Это, как правило, различные виды биомассы, низкосортных углей, пластика, из которых получают промежуточные продукты для последующего производства жидкого топлива. Для получения образцов применяют четыре основных способа — каталитический крекинг, синтез Фишера-Тропша, гидрокрекинг и переэтерификацию. Кроме того, используется интеллектуальная система оптимизации процесса получения жидкого биотоплива из доступного сырья с заданными характеристиками. Затем проводятся лабораторные исследования характеристик зажигания и горения отдельных капель топлива на апробированных и запатентованных экспериментальных стендах. По их результатам отбираются наиболее перспективные составы, на основе которых нарабатываются опытные образцы альтернативного жидкого топлива для полноразмерных испытаний на пилотных стендах. Кроме того, на площадке Томского политеха мы можем по заказам индустриальных партнеров проводить достаточно большой комплекс тестирований, начиная от аналитических исследований и заканчивая испытаниями на наших пилотных установках, позволяющих наглядно сравнить и продемонстрировать отличия новых видов топлива от традиционных и коммерчески распространенных», — добавил Дмитрий Глушков.

Так, сейчас в ТПУ запущен парк оборудования, позволяющий проводить комплексные исследования альтернативных видов топлива. Он включает испытательный стенд на базе малых газотурбинных авиационных двигателей, обкаточный стенд для автомобильных двигателей, а также полупромышленную установку для производства и сжигания композиционного топлива на основе низкосортного сырья и коммунальных отходов.

В настоящий момент ученые вуза разрабатывают цифровые двойники двигательных установок и нейросетевое программное обеспечение для формулирования рекомендаций по выбору оптимальных топливных композиций и режимов их применения.

Источник фото: Томский политехнический университет