БЕСПЛАМЕННО СЖИГАТЬ ТОПЛИВО

Каталитические технологии в малой теплоэнергетике.

В. Яковлев, кандидат химических наук

Институт катализа СО РАН длительное время ведет интенсивные исследования по созданию различных типов обогревательных устройств, в основу которых заложен принцип каталитического сжигания топлива.

Применение каталитических технологий в теплоэнергетике может кардинально изменить не только конструкцию установки, но и ее технические параметры. При использовании относительно небольших капиталовложений можно получить конкурентоспособную продукцию с большим потенциалом модификации и широким ассортиментным рядом по мощности и функциональному применению.

Каталитические технологии позволяют беспламенно сжигать топливо и являются перспективным методом увеличения эффективности сгорания топлива и снижения вредных выбросов. В этом процессе реакции окисления топлива протекают на поверхности катализатора при низких температурах, обеспечивая полную конверсию топлива без образования оксидов азота и эффективный теплосъем. В институте разработаны четыре типа систем для каталитического сжигания:

— газовые каталитические теплогенераторы мощностью 50-500 кВт (воздухонагреватели типа «Термокат-5») с двухстадийным сжиганием топлива на сотовых катализаторах;

— бытовые каталитические конвективные и инфракрасные обогреватели помещений мощностью до 3 кВт с керамическими и металлическими катализаторами (топливо — пропан-бутановая смесь);

— каталитические водогрейные котлы мощностью 10-50 кВт, где реализован принцип двухстадийного низкотемпературного сжигания природного газа на металлических или высокопористых керамических катализаторах;

— каталитические теплофикационные установки (КТУ), основанные на сжигании жидких и твердых топлив в псевдоожиженном слое катализатора (тепловой мощностью 0,2-2 МВт).

Разрабатываемые каталитические обогреватели относительно традиционных пламенных отопительных систем имеют очевидные конкурентные преимущества: высокий КПД использования топлива (92-99% в зависимости от типа устройства); экологическая чистота выбросов; высокая энергоемкость, что позволяет уменьшить габариты аппарата без потери мощности; большие вариации по модификации.

Разрабатываемые каталитические отопительные системы различаются не только по мощности, но и по функциональному назначению. Воздухонагреватели типа «Термокат-5» предназначены для обогрева различных помещений: теплиц, складов, гаражей, цехов; для подкормки растений диоксидом углерода и для создания защитной атмосферы в овощехранилищах.

Инфракрасный каталитический обогреватель может использоваться не только как обогреватель, но и как конфорка для приготовления пищи. Каталитический водогрейный котел, а также КТУ предназначены для автономного отопления индивидуального жилья и производственных помещений.

Несмотря на очевидные преимущества каталитических обогревательных систем, как и в случае внедрения большинства высокотехнологических продуктов, коммерциализация данных разработок идет невысокими темпами.

Основная причина медленного внедрения новых разработок вовсе не отсутствие заинтересованности со стороны разработчиков (как это пытаются иногда показать), а недоверие к разработкам производителей и нежелание их что-то менять в своих производственных циклах. Большой, но решаемой проблемой также остается не налаженная сбытовая сеть и сервисное обслуживание новых высокотехнологических продуктов. Для решения этих проблем необходима поддержка государства, например, в виде налоговых льгот на период становления нового продукта (запуск производства и «раскрутка» товара). При этом льготы должны предоставляться организаторам процесса — технопаркам и инновационно-технологическим центрам (ИТЦ).

Несмотря на все трудности, Институт катализа СО РАН прилагает большие усилия по коммерциализации своих разработок, в том числе и в области создания каталитических обогревательных систем. При этом институт тесно сотрудничает не только с крупными промышленными предприятиями, такими как НЗХК, ФГУП «Омское производственное объединение «ИРТЫШ», но и небольшими инновационными фирмами ООО «САД», ООО «Акустик». Большая поддержка оказывается и со стороны областной администрации Новосибирской области. Благодаря совместным усилиям выпускаются под заказ каталитические воздухонагреватели «Термокат-5» (ООО «САД»), выпущена партия бытовых каталитических инфракрасных обогревателей «Термокат-2М» (ООО «Акустик»), эксплуатация которых показала их конкурентоспособность.

На настоящий момент перед Институтом катализа СО РАН стоит задача интенсифицировать этот процесс и по другим разработкам.

стр. 7