В декабре 2010 года кандидат технических наук, сотрудник ТувИКОПР СО РАН Валерий Котельников получил грант председателя правительства Тувы на создание малого инновационного предприятия по производству новых углеродных материалов из каменного угля. Предприятие, используя разработки института в этой области, призвано производить экологически безопасное бытовое топливо, сорбенты высокого качества и высокочистый восстановитель для термохимии. Работа по фасовке топливных пакетов, благодаря которым воздух над Кызылом станет чистым, уже началась.

Тувинский институт комплексного освоения природных ресурсов образован в октябре 2004 года на базе Тувинского комплексного отдела, созданного еще в 1986 году.

В первый же год своего образования институт начал заниматься проблемой комплексной переработки углей, поэтому задача перед учеными, в первую очередь, ставилась экологическая.

– Снижение вредных выбросов в атмосферу, охрана окружающей среды, рациональное использование энергетических ресурсов – важнейшие социальные и экономические проблемы. При сжигании и переработке угля образуется больше вредных побочных продуктов, по сравнению с нефтью и газом. Поэтому технологии, которые разрабатываются во всем мире, сейчас направлены на то, чтобы снизить экологическую нагрузку и следом – увеличить энергетическую эффективность. Наш институт решал эти краеугольные задачи с момента своего образования, – говорит Валерий Ильич.

ПРЕДЫСТОРИЯ ВОПРОСА

Весь мир уже давно не топит печки россыпным углем из старого дырявого ведра. Уже несколько поколений владельцев жилья за рубежом не строят на подворьях сараев-угольников. Частный сектор там твердое топливо заказывает упакованным в пакеты разного веса, и большинство из потребителей даже не догадывается, какой оно, это топливо, имеет цвет.

Группой исследователей тувинского института создана установка, позволяющая получать широкий спектр углеродных материалов, начиная от бытового топлива с низким содержанием сажи и других вредных веществ в отходящих газах до высокопористых углеродных сорбентов. Ус- тановка была создана в 2005 году. В 2007 году коллектив авторов, в числе которых был и директор института академик Владимир Лебедев, получил Государственную премию РТ. В 2010 году на выставке «ГЕО-Сибирь» в Новосибирске эта технология получила золотую медаль. Весной 2011 года в Новосибирск вывезли уже сам продукт – получили серебряную медаль. В декабре 2010 года выиграли правительственный грант в размере 500 тысяч рублей на организацию предприятия по производству углеродных продуктов. В 2011 году зарегистрировали ООО «Инновационные технологии», поучаствовали в красноярском, московском экономических форумах, где делали попытки познакомиться с будущими инвесторами. Несмотря на то, что на уже сформированный рынок попасть нелегко, надежды не теряют. Первая ласточка проекта – топливные брикеты.

Установка непрерывного пиролиза каменного угля позволяет получать из тувинского «жирного» угля полукокс, который можно использовать в качестве топлива (все вредные выбросы в виде мелкой фракции уже откачаны), но процесс этот оказался сложным, затратным, и себестоимость исходного продукта была очень дорогой. Выход из положения нашли следующий: на каждом угольном месторождении есть запасы окисленного угля (лежит, в основном, на поверхности, вбирая из воздуха кислород), который рядовой потребитель не берет. Такой окисленный уголь теряет свою твердую составляющую и превращается в песок, который просто высыпается через «рядовые» колосники наших печек. Этот песок с удовольствием покупает Кызыл-ская ТЭС, поскольку его уже не нужно перемалывать для котлов. Для рядовых же печек нужен не этот песок, а угольный камень. Зато песок дешевый! Он дешевле нормального угля в два раза! Ученые решили и этот вопрос.

ЖИРНАЯ СВЯЗКА

Решили, что нужна фракция, которая бы «склеивала» этот угольный песок. Связующим звеном и выступил тот самый «жирный» уголь, которым сейчас и топится Кызыл. Вычислили необходимые проценты, пересчитали и выяснили, что «новый» уголь и горит хорошо, и для потребителя выходит дешевле на несколько сотен рублей.

– Мы берем у угольщиков практически отходы (для нашей установки годится даже угольная пыль), добавляем отходы после процесса обогащения угля. Отходы плюс отходы, и получаем хороший топливный сорбент, который и горит, и выбрасывает в атмосферу гораздо меньше вредных веществ, и подходит для печек с обычными колосниками. Первый шаг сделан – топливо дешевое, хорошо горит и в печке не проваливается. Но основная цель проекта – очистить воздух над Кызылом. Мы получаем формованный уголь, расфасовываем его в пакеты, содержащие нарезку, достаточную на одну загрузку печи. Пакеты доставляются потребителю домой в картонной коробке, все они упакованы в бумагу. Берем их чистыми руками, ставим в печь. Нет ни пыли, ни грязи. В Европе так уже давно работают. Только у нас в этом деле каменный век в полном смысле этого сло-ва, – продолжает рассказывать ученый.

Значит, выбросы все-таки будут? – спрашиваю я его. Совсем незаметные. Большинство печей частного сектора не дают необходимую температуру, уж таков в них процесс горения. Для того, чтобы сажи не было совсем, нужны котлы, в которых сгорают даже мельчайшие частицы угля. Но бытовые котлы-полуавтоматы, которые сейчас продаются в магазинах, для большинства населения не по карману. Проводили испытания в доме, обрудованном подобным котлом, – даже дыма не было. Кстати, каа-хемский уголь в таких котлах вообще не будет гореть или очень плохо. Он коксуется, превращается в камень. В котлах его очень трудно жечь – кочегар должен постоянно его перемешивать.

По данным исследований, высокая концентрация загрязняющих веществ зимой в подавляющем большинстве районов и городе Кызыле обусловлена, в первую очередь, выбросами печей одноквартирных зданий.

ПРОЕКТ ПРОДОЛЖАЕТСЯ!

– Технология непрерывного пиролиза угля в термически нагруженном слое позволяет получать широкий спектр углеродных материалов, начиная от бытового топлива до высокопористых углеродных сорбентов. Например, дефицитные сейчас электроды для получения алюминия. Для многих предприятий отсутствие электродов стало настоящей проблемой. Например, в этом году один крупный производитель даже объявлял конкурс на выпуск электродов. Мы поздно о нем узнали и опоздали поучаствовать. Коллега, доктор химических наук из Кемерова, предложил еще один вариант: нагревая составляющую массу до 700 градусов, можно получать уже не топливный брикет, а углеродистый наполнитель для резино-технической промышленности. Например, как наполнитель резины. Значит, можно изготавливать шины, другие изделия, – продолжает делиться планами Валерий Ильич.

В ОЧЕРЕДЬ ЗА БРИКЕТАМИ

Когда же предприятие начнет продавать долгожданные брикеты, которые избавят Кызыл от сажи? По расчетным данным Министерства энергетики РТ, для обеспечения частного сектора Кызыла топливом требуется 20 тысяч тонн угля (брикетов в весе), и ООО «Инновационные технологии» эта задача под силу. Как у любого созданного с нуля предприятия, у коллектива еще много проблем. Например, поскольку угольные компании, действующие на территории республики, свои заказы и планы уже расписали и согласовали, вписаться в график поставок новому потребителю оказалось трудно. Сейчас прорабатывается вопрос о приобретении «жирного» связующего угля. Поставщики рассматриваются и тувинские, и черногорские, и монгольские.

Одновременно приходится решать и очень интересный технологический воп- рос – пришло письмо от крупного производителя риса из Красноярского края. Рис дает много шелухи, которая в обычном режиме плохо горит, а складировать негде. Прислали два мешка этой шелухи – попробуйте сжигать в брикетах. Попробовать можно. Но вполне вероятно, что температура горения риса совсем другая, чем у окисленного угля, вопрос нужно изучить в лаборатории. Основная «головная боль» – приобретение оборудования по упаковке брикетов. Установка стоит 480 тысяч рублей. Половина суммы уже перечислена. Доставку гарантируют после перечисления всей суммы.

Комиссия минэкономики РТ по предоставлению субсидий предприятиям производственной сферы на приобретение оборудования в кредит и по лизингу рассматривает вопрос поддержки ООО «Инновационные технологии». Поддержит правительство ученых – проблема с доставкой установки будет решена быстрее. Но как бы ни был решен вопрос, запустить производство Котельников обещает в конце октября – начале ноября.

– Брикетами мы решаем сразу несколько проблем – продаем населению дешевое топливо, обязуемся чистить у своих покупателей печи. Такая уж технология – попадая в холодную печную трубу, несгоревшие, непрореагировавшие органические вещества разлагаются и оседают на стенках печей и труб в виде всем надоевшей сажи. Именно такая технология применяется на резино-технических заводах, поэтому трубы нужно чистить два раза в год. Но самое главное – решаем вопрос с чистотой воздуха над Кызылом.