Новости

Девушку искали почти сутки.

К счастью, водителя в машине не было и никто не пострадал.

Еще несколько человек получили травмы различной степени тяжести.

Молодого человека задержали с крупной партией наркотиков.

Палец 7-летнего мальчика застрял в ручке сковородки.

День Защитника Отечества отметят ярко и креативно.

Робот Т800 двигается и отвечает на вопросы любопытных.

Научное шоу «Астрономия» пройдет 25 и 26 марта.

Деятельность подпольного игорного заведения была пресечена правоохранительными органами.

Чудовищные нарушения санитарно-эпидемиологических норм выявила прокурорская проверка.

Loading...

Loading...




Реклама от YouDo
Свежий номер
newspaper
Каким станет выступление ХК «Трактор» в плей-офф сезона 2016 – 2017?





Результаты опроса

Физики ЮУрГУ превратили уголь в нефть

31.07.2013
Сотрудники кафедры общей и теоретической физики Южно-Уральского государственного университета выиграли грант губернатора в номинации «энергосберегающие технологии»

Сотрудники кафедры общей и теоретической физики Южно-Уральского государственного университета выиграли грант губернатора в номинации «энергосберегающие технологии».

Мы уже писали об ученых Межвузовского центра ЮУГМУ и ЧелГУ, которые получили аналогичный грант, но в номинации «здравоохранение». Всего номинации было четыре – здравоохранение, химия, энергосбережение и нанотехнологии.

Руководитель данного проекта – доктор физико-математических наук, профессор кафедры общей и теоретической физики Южноуральского государственного университета, Александр Яловец – рассказал Mediazavod.ru, в чем состоит суть энергосберегающей технологии, к разработке которой приступили ученые университета.

Работа посвящена изучению альтернативного способа получения синтетической нефти из бурого угля. Суть проекта сводится к получению синтетической нефти из бурого угля методом мощных наносекундных электрических разрядов. Воздействие импульсного электрического тока с определенной частотой и определенной длительностью разряда способствует крекингу (разложению) крупных молекул углеводородов угля до более мелких, жидких и легколетучих углеводородов нефти.

Углеводороды – обширная группа органических соединений, как линейного, так циклического строения, в которых основными элементами выступают, как можно догадаться из названия, углерод (С) и водород (Н). Чем больше соотношение Н:С, то есть, чем больше атомов водорода приходится на один атом углерода, тем большей горючестью обладает углеводород, тем большая удельная теплота сгорания соединения.

Уголь, в частности бурый уголь, который добывается в нашей области, на 40% состоит из золы (вещества органической или неорганической природы) и на 60% представляет собой органическое вещество. Другое название бурого угля – лигнит – отражает источник его образования. Бурый уголь формируется из растительных остатков, главным образом, из разновеликих фрагментов полимера лигнина, который составляет каркас одеревеневших клеточных стенок растения.

Уголь можно сжечь сразу, однако, вследствие высокой зольности, примесей воды и прочих соединений, теплота сгорания будет не очень высока. В последние десятилетия уголь все чаще становится не топливом, а сырьем для производства других видов топлива («неэнергетическое использование»), в частности, нефти.

В основе этого технологического процесса лежит синтез Фишера-Тропша, разработанный еще в 1920 году. В ходе реакции, при высокой температуре (~350оС) и давлении (~30 атм.) и в присутствии катализатора, из монооксида углерода (более известного как «угарный газ») и молекулярного водорода образуются углеводороды различного состава и вода: СО + Н2 = (СH2)n + H2O, где n – количество групп СH2 образующих молекулу конечного продукта.

Смесь СО+Н2 получила название «синтез газ». Как видно из общего уравнения реакции, образующиеся углеводороды имеют разное соотношение С:Н, преобладание того или иного типа насыщенности зависит от соотношения исходных продуктов.

В настоящее время существует несколько направлений реализации процесса Фишера-Тропша: термокрекинг; каталитический крекинг; использование плазменного реактора; высокоскоростной пиролиз.

Анализ структуры патентов по альтернативным видам топлива за 2010 год показывает, что 41% всех разработок посвящен модификациям процесса Фишера-Тропша. Данный процесс является и сегодня основой производства синтетической нефти, один баррель которой стоит дорого - 120-150 долларов США.

Воздействие высоковольтных электрических разрядов с напряжением несколько сотен килоВольт и длительностью ~100 наносекунд (то есть 10-7 секунды) на вещество позволяет локально создать в нем так называемое экстремальное состояние, то есть состояние, которое характеризуется высоким давлением (несколько тысяч атмосфер), высокой температурой (до тысячи градусов). И хотя вещество в таком состоянии может находиться всего лишь несколько микросекунд, высокие давления и температуры вызывают протекание в этом веществе с очень большой скоростью различного рода превращений, в том числе и разрушение больших молекул на более мелкие фрагменты.

Если осуществить такой электрический разряд в среде, содержащей каменный уголь, то создаваемые энергией разряда высокие температуры и давления способствуют существенному ускорению процесса образования углеводородов нефти из углерода и углеводородов угля. Здесь важно отметить, что длительность разряда играет в данном вопросе принципиальную роль. Как показали теоретические исследования, выполненные учеными ЮУрГУ, увеличение времени разряда не позволит создать экстремального состояния вещества из-за снижения мощности вводимой энергии. Уменьшение длительности импульса при той же энергии разряда приводит к росту потерь энергии, и как следствие, уменьшению коэффициента полезного действия, а также к сокращению времени существования условий, необходимых для протекания процессов образования углеводородов.

Для проведения экспериментальных исследований Южно-Уральский государственный университет приобрел генератор импульсов напряжений, который является уникальной разработкой ученых института сильноточной электроники Сибирского отделения Академии наук (г. Томск).

Параметры генератора: запасенная энергия – 500 Дж, напряжение импульса 300 КВ, длительность – 100-200 нс, частота – до 10 Гц. В конце июля завершился монтаж установки и уже были проведены первые эксперименты по оценке возникающих при разряде давлений.

Для проведения экспериментов с углесодержащими образцами и анализа результатов воздействия электрических разрядов приглашена научная группа химиков ЮУрГУ под руководством доктора технических наук, заведующей кафедры химической технологии, профессора Барии Дыскиной.

Комментарии
Комментариев пока нет