Новый углеродный адсорбент повысит эффективность хранения сжиженного природного газа
Ученые лаборатории сорбционных процессов ИФХЭ РАН разработали технологию синтеза монолитного углеродного адсорбента с развитой микро-мезопористой структурой для использования в криогенных условиях. Одно из возможных применений нового материала — улавливание паров сжиженного природного газа в системах криогенного хранения и транспортировки. Эксперименты показали, что новый адсорбент вблизи температуры кипения метана вмещает до 380 литров газа на литр системы хранения. Это больше, чем при тех же условиях запасают известные перспективные сорбенты.
Известно, что при обращении со сжиженным (при температуре минус 161 градус) природным газом, при его хранении и транспортировке, неизбежно образуется отпарной газ. По экологическим и экономическим соображениям выброс отпарного газа в атмосферу или факельное его сжигание нежелательны. Традиционно при помощи компрессоров пары возвращают в цикл сжижения либо направляют в качестве топлива в энергетические установки, в том числе для собственных нужд. Однако данные подходы не всегда применимы.
Например, в системах хранения сжиженного природного газа, предназначенных для малых потребителей, модуль возврата паров метана не всегда предусмотрен. Поскольку уровень потребления газа у них часто не является постоянным, пары метана могут представлять проблему и приводить к негативным последствиям. Поэтому необходимо разрабатывать современные и эффективные решения для утилизации паров.
В последнее время большое значение приобретает технология адсорбционного аккумулирования природного газа, которая предполагает использование в системе хранения специального пористого сорбента. Эта технология разрабатывается как более энергоэффективная и пожаро- и взрывобезопасная альтернатива хранению газа в компримированном (сжатом) виде, поскольку таким образом удается аккумулировать сопоставимое или большее количество газа при гораздо более низких давлениях (3,5-7 МПа) по сравнению со сжатым газом.
Для сжиженного газа адсорбционная технология может быть не альтернативой, а дополнением к существующей инфраструктуре. Добавление адсорбционного модуля не только позволяет сохранить выделившийся газ, но и повышает безопасность. Важно отметить, что адсорбционная технология может быть особенно эффективной при докритических температурах (ниже минус 83 градусов). Наличие в структуре материала мезопор (шириной от двух до 50 нанометров) значительно увеличивает его адсорбционную емкость в криогенных условиях. При этих температурах в мезопорах происходит капиллярная конденсация, при которой плотность адсорбируемого газа доходит до плотности жидкой фазы. Поэтому такой адсорбент способен запасти намного больше метана.
Для производства нового адсорбента ученые использовали отходы древесины. Сначала сырье было карбонизировано (пережжено в уголь), затем уголь подвергся двухступенчатой активации. На первом этапе было создано большое количество микропор, которые на второй ступени активации были преобразованы в мезопоры. После активации проводилось формование готового адсорбента в монолитные блоки. Изготовленные блоки успешно прошли испытания в составе опытного аккумулятора, что подтвердило эффективность адсорбента для сбора испаренного метана. Помимо самого адсорбента, авторами была предложена концептуальная технологическая схема для аккумулирования отпарного газа.
«Мы предлагаем синергетическое решение, при котором адсорбционная технология становится частью инфраструктуры для хранения и транспортировки сжиженного природного газа и повышает ее надежность, эффективность и безопасность», — сказал один из авторов работы, сотрудник лаборатории сорбционных процессов ИФХЭ РАН, аспирант Александр Гринченко.
Природный газ — единственный вид ископаемого топлива, потребление которого в будущем будет не сокращаться, а расти. Это связано с его относительной дешевизной и значительно меньшим выбросом вредных веществ при потреблении, по сравнению с углем и нефтью. В «Стратегии научно-технического развития Российской Федерации» среди приоритетов указаны переход к экологически чистой и ресурсосберегающей энергетике и повышение эффективности добычи и глубокой переработки углеводородного сырья. Новые современные технологии для добывающей и энергетической отрасли отвечают поставленным задачам и являются в высшей степени актуальными.
Исследование выполнено при финансовой поддержке Российского научного фонда.
Telegram 
Дзен 
VK Канадские исследователи идентифицировали останки четырех членов пропавшей полярной экспедиции Джона Франклина 1845 года, сравнив их ДНК с генетическим материалом современных потомков. Открытие решило полуторавековую загадку с переодетым матросом и помогло восстановить маршрут отступления экипажа по льдам. Выяснилось, что при эвакуации моряки разделились по кораблям, после чего бросили ослабевших товарищей в спасательных шлюпках.
На северо-востоке Бразилии обнаружили новый вид травоядного длинношеего динозавра, который оказался близким родственником европейского вида. Находка позволяет сделать вывод, что предки ящера мигрировали из Европы в Южную Америку через Африку по суше около 140 миллионов лет назад.
Большинство смертельно опасных хантавирусов не могут распространяться среди людей. Но один штамм на это способен. К сожалению, именно он вызвал продолжающуюся вспышку этой болезни на борту круизного лайнера MV Hondius. Из-за нежелания принимать его на Канарских островах уже возник скандал: местные опасаются повторения обширной эпидемии типа коронавируса.
Канадские исследователи идентифицировали останки четырех членов пропавшей полярной экспедиции Джона Франклина 1845 года, сравнив их ДНК с генетическим материалом современных потомков. Открытие решило полуторавековую загадку с переодетым матросом и помогло восстановить маршрут отступления экипажа по льдам. Выяснилось, что при эвакуации моряки разделились по кораблям, после чего бросили ослабевших товарищей в спасательных шлюпках.
Генетика интеллекта сложна и связана с разными психоневрологическими состояниями. Оказалось, то, что повышает эрудицию, может ухудшать способность решать творческие задачи, — и наоборот. Причем паттерны этих связей уникальны для каждого диагноза.
Ученые давно сделали вывод о том, что в поздней Античности монеты перестали представлять собой цену как валюта, однако не было понятно когда именно это произошло. Новое исследование погребения римского воина из бельгийского форта Оденбург показало, в какой момент монеты стали цениться просто весом металла в кошельке.
В последнее время пуски с российских северных космодромов осуществляют без предварительного уведомления, чего не было в прошлом. Вероятно, дело в недавно упомянутых главой «Роскосмоса» атаках на Плесецк во время пуска. Сегодняшний запуск обеспечил вывод на орбиту космических аппаратов военного назначения.
Когда международная экспедиционная группа, исследующая море Уэдделла в Антарктиде на борту ледокола «Поларштерн», попыталась укрыться от шторма, ученые и экипаж судна удивились внезапному появлению острова, не обозначенного ни на одной морской карте.
Окаменелые остатки рептилии возрастом 289 миллионов лет сохранили полное анатомическое устройство грудной клетки ранних покорителей суши. Благодаря нетронутым хрящам исследователи реконструировали механику первого полноценного реберного дыхания. Наличие в тканях оригинальных белков подтвердило, что сложные органические молекулы способны сохраняться в палеонтологической летописи почти на 100 миллионов лет дольше, чем считалось.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно