В России нашли способ сэкономить более 50 процентов топлива на заводах

МОСКВА, 20 июл – РИА Новости. Ученые Томского политехнического университета (ТПУ) разработали способ снижения потребления энергоресурсов на нефтеперерабатывающих предприятиях. С помощью новой технологии им удалось сэкономить более половины топлива на исследуемом объекте. Специалисты вуза уверены, что таких результатов можно достигнуть практически на любом промышленном производстве. Статья опубликована в Energy Conversion and Management.

Эксперты ТПУ предложили способ снижения затрат энергоресурсов в процессе гидрокрекинга – переработки высококипящих нефтяных фракций для получения топлива на нефтеперерабатывающем заводе. В результате на предприятии, где проводили исследование, расход топливного газа и мазута сократился на 54%, электроэнергии – на 20%.

Достигнуть такого эффекта удалось с помощью оптимизации структуры технологических и тепловых потоков. Определенная последовательность теплообменных аппаратов привела к тому, что увеличился коэффициент полезного использования энергии.

"Например, у нас три тепловых потока. Первый мы нагреваем паром, второй поток охлаждаем водой, а третий нагреваем в печи. Чтобы сэкономить энергоресурсы, мы можем нагревать потоки номер один и три за счет второго. На реальном предприятии таких потоков десятки", – объяснил научный сотрудник Исследовательской школы химических и биомедицинских технологий ТПУ Станислав Болдырев.

Предложенный подход можно использовать как для реконструкции действующих предприятий перерабатывающего сектора экономики, так и для проектирования новых, более энергоэффективных производств, обладающих минимальным воздействием на окружающую среду, сообщили исследователи.

Подобная модернизация позволит предприятиям сократить издержки на производство конечных продуктов и снизить нагрузку на окружающую среду. Экономия топлива на нефтеперерабатывающем заводе, где проходил эксперимент, привела к сокращению выбросов углекислого газа (CO^₂) на 19 тысяч тонн в год. Ведь чем меньше топлива сжигает производство, тем меньше газов выбрасывается в атмосферу. Таких результатов, по словам экспертов, можно достичь практически на любом предприятии промышленности, в том числе за границей.

"Эта технология уже может быть использована для усовершенствования процессов в химической и газоперерабатывающей промышленностях, в переработке продуктов питания. То есть везде, где используют сырье, а также имеют дело с нагревом, охлаждением и химическими превращениями", – заявил Болдырев.

Для создания оптимальной структуры потоков ученые использовали пинч-технологию, принципы интеграции непрерывных технологических процессов, теорию графов и основы тепло-массообмена.

"Пинч-технология заключается в том, чтобы минимизировать общие энергозатраты в любой системе, где существуют потоки, которые необходимо нагревать и охлаждать. С их помощью можно рекуперировать тепловую энергию, то есть вернуть ее для повторного использования. В свою очередь теория графов позволила оптимизировать структуру и сформулировать математическую задачу. Она помогла минимизировать количество необходимых аппаратов: подобрать структуру теплообменной сети, в которой вместо десяти дополнительных аппаратов будет два. И, таким образом, уменьшить капитальные затраты для реконструкции производства", – рассказал Болдырев.

Группа ученых продолжает исследования в области декарбонизации и снижения вредных выбросов производственно-территориальных комплексов за счет разработки новых передовых методов интеграции промышленных предприятий, коммунального сектора и экологической среды.