Ученые НИУ МЭИ создали инновационный метод производства водорода из газовых отходов

Москва, 5 мая - ИА Neftegaz.RU. Ученые НИУ МЭИ разработали инновационный метод производства водорода, который позволяет использовать высокотемпературные конвертерные газы сталеплавильного производства.
Об этом сообщила пресс-служба ВУЗа.

Ученые предлагают использовать природный газ для снижения температуры конвертерных газов, что приводит к образованию водородсодержащего газа.
Этот подход:

• основан на принципе безотходности,
• способствует энергохимическому накоплению энергии.

Конвертерный газ:

• это смесь отходящих газов, получаемых при переработке чугуна в сталь в кислородно-конвертерном процессе;
• состав газа: 74 % СО (угарный газ), 13% СО₂, 13 % N₂ или около того;
• температура газов в конце продувки: до 1700 °С;
• выход газа: примерно 55 м³/т стали.

Одна из основных технологий производства стали - это кислородно-конвертерный процесс:

• через расплавленный чугун продувается кислород;
• в результате чего образуется конвертерная сталь и конвертерный газ;
• конвертерный газ и содержит CO.

По расчетам пытливых ученых МЭИ, на металлургическом предприятии с производством 10 млн т/год конвертерной стали возможно получить 92 тыс. т/год водорода при сокращении выбросов парниковых газов на 947 тыс. т/год.
Себестоимость получаемого водорода не превышает 7 руб./м³.

Ректор НИУ МЭИ Н. Рогалев отметил, что:

• новая разработка решает проблемы сокращения выбросов углекислого газа в тяжелой промышленности,
• предлагает доступную технологию производства водорода.

Исследование включало:

• разработку конструкции;
• численное моделирование реактора энергохимического накопления энергии, который:
• использует отходы металлургического производства в качестве временного катализатора,
• возвращает их в технологический процесс.

Технология:

• действующие способы производства водорода включают технологию пароводяной конверсии природного газа;
• использование высокотемпературных вторичных ресурсов, в качестве которых взяты конвертерные газы сталеплавильного производства, позволяет снизить удельный расход природного газа на производство водорода до 0,327 м³/м³ Н₂ , что на 29 % ниже других способов производства водорода из природного газа;
• конвертерный газ подвергается энергохимической аккумуляции природным газом;
• происходит увеличение оксида углерода и образование водорода;
• полученный газ смешивают с водяным паром и направляют в реактор пароводяной конверсии оксида углерода для увеличения водорода в газовой смеси;
• газовую смесь снова охлаждают, сепарируют технологический конденсат и выделяют водород методом короткоцикловой адсорбции (предусмотрена непрерывность получения водорода);
• при отсутствии выхода конвертерных газов можно использовать водородсодержащий газ, полученный методом пароводяной конверсии природного газа;
• эта технология позволяет снизить расход природного газа при производстве водорода до 0,148 м³/м³ Н₂ , что на 68 % ниже других технологий производства водорода из природного газа.

Работа была выполнена в рамках программы научных исследований «Приоритет 2030: Технологии будущего» под руководством доцента кафедры ИТНО НИУ МЭИ С. Петина.

Любопытно, что почти одновременно ученые из Института элементоорганических соединений им. А. Н. Несмеянова РАН опубликовали исследование, результаты которого подтверждают возможность применения конвертерного газа в производстве фармацевтических препаратов.

Напомним, что ранее в МЭИ были разработаны технические решения для защиты оборудования от водородного разрушения с использованием барьерных покрытий, нанесенных при помощи PVD-технологии - метода нанесения тонких пленок материала на поверхности объектов.

Автор: А. Шевченко