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 В доколумбовых Андах принадлежность к правящему роду определяла доступ к земле, торговле и статусу, поэтому удержать все внутри семьи было вопросом выживания. Ученые выяснили, что элиты долины Чинча решали эту задачу самым прямым способом — заключая браки между родственниками на протяжении как минимум двух поколений.
Последние несколько лет по всему миру выходит множество работ о том, что микрочастицы искусственных полимеров накапливаются в тканях человека и могут быть небезопасны. Мы решили обратиться к академику Алексею Хохлову, чтобы дать трибуну противоположной точке зрения. Выбор между ними предлагаем сделать читателю.
Ученые раскрыли причины удивительной сохранности крупнейшей из пирамид Гизы. Секрет того, что за прошедшие тысячелетия пирамиду не разрушили землетрясения, кроется в особенностях ее конструкции, в том числе в так называемых разгрузочных камерах, расположенных непосредственно над погребальной камерой фараона.
В доколумбовых Андах принадлежность к правящему роду определяла доступ к земле, торговле и статусу, поэтому удержать все внутри семьи было вопросом выживания. Ученые выяснили, что элиты долины Чинча решали эту задачу самым прямым способом — заключая браки между родственниками на протяжении как минимум двух поколений.
Астрофизики Южного федерального университета предложили объяснение одной из самых интригующих загадок современной физики — годичных колебаний сигнала в детекторе DAMA/LIBRA, который вот уже почти тридцать лет регистрирует странные сигналы в подземной лаборатории Гран-Сассо в Италии, интерпретируемые как взаимодействие частиц темной материи с обычным веществом.
Последние несколько лет по всему миру выходит множество работ о том, что микрочастицы искусственных полимеров накапливаются в тканях человека и могут быть небезопасны. Мы решили обратиться к академику Алексею Хохлову, чтобы дать трибуну противоположной точке зрения. Выбор между ними предлагаем сделать читателю.
В высокогорных районах Гималаев появился новый хищник. Он не боится людей, возглавляет стаи собак и все чаще заходит в деревни. Местные жители называют его «кхипшанг». Речь идет о гибриде гималайского волка и бродячей собаки. Ученые опасаются, что этот зверь изменит хрупкий баланс местной дикой природы и в скором времени станет весьма опасным для человека.
Релиз довольно неожиданно перенес время образования протонов и нейтронов в более раннее прошлое Вселенной. К сожалению, из его текста осталось неясным научное обоснование таких фундаментальных изменений в космологии. Также он резко передвинул в прошлое и момент возникновения реликтового излучения.
При совпадении нескольких условий наши глаза способны улавливать излучение в ближнем инфракрасном спектре. Тогда сетчатка начинает работать как нелинейный фотодетектор.
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