Изготовление не имеющей аналогов в мире испытательной линии использования газовых гидратов — «горючего льда» — запустили в Томске, на площадке Томского политехнического университета (ТПУ), 24 июня. Как пояснила пресс-служба ТПУ, это совместный проект вуза и индустриальных партнеров технохаба Кронштадт. Он реализован при поддержке федеральной программы Минобрнауки России «Приоритет-2030» национального проекта «Молодежь и дети». В работу запустили первый блок линии. На нем ученые и производственники будут отрабатывать полный цикл использования газовых гидратов — от получения до применения в системе отопления. Запуск первого контура состоялся в рамках Томского международного энергетического форума (период проведения с 24 по 27 июня). 

Газовые гидраты — это соединения, в которых молекулы газа помещены в кристаллическую решетку из молекул воды, идентичных по структуре со льдом.

Их называют замерзшим топливом будущего или «горючим льдом». В природе гидраты добывают со дна морей и океанов. Они интересны тем, что это самый богатый на нашей планете источник углеводородного газа. Но главное их преимущество — экологичность. При сжигании они дают минимальные антропогенные выбросы в атмосферу по сравнению с углем, мазутом, нефтепродуктами. Однако сегодня нет четко налаженной технологии применения газовых гидратов в быту и промышленности из-за отсутствия эффективной технологии зажигания и транспортировки такого сырья. 

«Перед нами стоит масштабная задача. По сути, это новая отрасль — в промышленном объеме, в промышленном масштабе в стране это пока не реализовано. Необходимо было сформировать реализуемую стратегию, технологию, найти производителей оборудования, которые смогли бы это сделать…. Сейчас мы договорились о производстве блоков на реальных заводах и запускаем испытательную пилотную линию. Надеемся, что к концу года она заработает на площадке Политеха, чтобы по прототипу, по этому проекту отладить все этапы и дальше создавать подобные блоки уже для месторождений», — сказал сопредседатель международного научного комитета форума, заведующий лабораторией тепломассопереноса ТПУ Павел Стрижак. 

Пилотная линия ТПУ будет состоять из нескольких блоков. Первый — блок подготовки газа. Здесь исходное сырье будет проходить этап первичной подготовки и смешения. Исходным сырьем могут быть природный, попутно-нефтяной, свалочный и шахтный газы. 

Второй блок — синтезирования газовых гидратов. В нем будет располагаться реактор полупромышленного типа объемом 200 литров, насосы высокого давления, а также баки водоподготовки и смешения. В этом блоке будет происходить непосредственно синтез самого гидрата и его перевалка в специальную емкость, так называемую гидратную «батарейку». Этот резервуар моделирует условия транспортировки. 

Заключительный блок линии — блок симуляции транспортировки до потребителя. В нем будут стоять установки по регазификации гидрата различными методами — как при бытовом потреблении газа, так и при промышленном. Установка позволит моделировать три различных вида потребителей: частный дом с котлом, промышленное предприятие с сжимной компрессорной станцией и предприятие с газопоршневой электростанцией для выработки электрической энергии. 

Таким образом, гидратная линия, запущенная в Томском политехе, позволит пройти всю технологическую цепочку от получения продукта до потребления: водо- и газоподготовку, синтез гидрата, транспортировку, регазификацию и сдачу готового продукта потребителю. 

За одну рабочую смену (6-8 часов) установка для генерации «горючего льда» способна произвести примерно 200 литров газогидрата. Это примерно 32 тыс. кубометров газа. Такого объема достаточно, чтобы отапливать в зимний период небольшой поселок из 50 домов в течение месяца.

«...Топливо планируем доставлять до потребителей в твердом виде в специальных цистернах. При нагреве газогидрата высвобождается газ, который сразу можно использовать для отопления жилых помещений и бытовых нужд. Это решение… позволяет обойтись без прокладки газопроводов и возведения дополнительной инфраструктуры», — пояснил и.о. руководителя молодежной лаборатории газовых гидратов ТПУ Никита Шлегель. 

Помимо получения собственно горючего льда на линии можно будет проводить гидратную сепарацию исходного сырья. Это процедура, которая позволит, например, из попутно-нефтяного газа дополнительно получать полезные продукты — готовый для использования потребителей газ и нестабильный газовый конденсат. Последний применяется в сайклинге — методе разработки месторождений, который позволяет поддерживать необходимое давление в скважине и таким образом добывать тяжелые углеводороды. 

В будущем оборудованная газогидратная линия будет пополняться дополнительными комплексами по пожаротушению. Так, здесь появится второй реактор, который будет синтезировать гидраты из углекислого газа. Их ученые будут использовать в исследованиях гидратных огнетушителей и гидратных бомбах для тушения и ликвидации возгораний. 

После тестирования и проведения исследований на определение масштабируемости всех эффектов работы линии ученые совместно с индустриальным партнером планируют разработать и сертифицировать мобильную технологическую линию газовых гидратов. Планируется, что в 2027 году она отправится на месторождение потенциального заказчика в Республику Саха (Якутию) для отопления поселка.

   Фото: пресс-служба ТПУ