Комплексная безопасность 2011
Комплексное использование вторичных ресурсов
Экология большого города
10_Чистая вода
Тригенерационная энерготехнологическая установка
Рейтинг: / 2
ХудшаяЛучшая 

Краткое описание

В рамках работ по альтернативной энергетике разработан новый тип тригенерационных энергоустановок (рис. 1) для получения водорода, тепловой энергии и гидроксида алюминия, основанных на реакции гидротермального окисления дисперсного алюминия. В качестве исходных реагентов используются производимые в промышленных масштабах порошки алюминия марок АСД-4, АСД-6 и вода. В результате реакции взаимодействия алюминия с водой образуются полностью окристаллизованный, нанокристаллический гидроксид алюминия (бемит) высокой степени чистоты и водород, качество которого удовлетворяет требованиям ГОСТ 3022-80 (категория А). Размеры частиц бемита составляют в основном ~ 50—150 нм (в зависимости от размеров частиц исходного порошка и параметров процесса), с порами от ~ 1 до десятков нм, что позволяет классифицировать его как наноструктурированный материал. Бемит может быть использован в промышленности для производства сорбентов, добавок в косметику и др., а также может быть преобразован в наноструктурированные порошкообразные оксиды алюминия, сфера применения которых ещё шире (рис. 2). Это достигается прогревом порошка бемита — при 700—750 °С образуется γ-Al2O3, при 1200—1300 °С формируется α-Al2O3.

Рис. 1
Рис. 1
Рис. 2
Рис. 2

Тригенерационная энерготехнологическая установка может размещаться на предприятиях, чья деятельность непосредственно связана с переработкой бемита (в этом случае тепло и получаемая из водорода электроэнергия являются побочными продуктами и используются для собственных нужд предприятия), для снабжения водородом технологических процессов промышленных предприятий, водородных заправок в регионах, где отсутствуют мощности по производству водорода другими способами, для снабжения электрической и тепловой энергией отдельных потребителей (при приемлемых затратах на доставку исходного сырья), а также (в варианте источника бесперебойного питания) — для обеспечения бесперебойного питания объектов. Основным преимуществом последнего варианта перед другими способами питания водородом мощных электрохимических генераторов является отсутствие необходимости перевозки и хранения больших объёмов водорода. Весь водород производится и потребляется в процессе работы источника бесперебойного питания. Низкая стоимость получаемого водорода по сравнению с другими методами (электролиз, реформинг углеводородов) достигается за счёт реализации побочного продукта реакции — нанокристаллического бемита.

При массовом использовании энерготехнологических установок должна быть создана инфраструктура для подвоза топлива и сбора продуктов реакции с их последующей рекуперацией, либо использованием в других технологиях. В рамках этой структуры также может быть создано производство по переработке бемита в корунд.

Разработчик

Объединённый институт высоких температур РАН