Учёные Росатома создали уникальный испытательный стенд для отработки технологии получения низкоуглеродного водорода из природного газа
На площадке Протвинского филиала АО «НИИ НПО «ЛУЧ» завершено создание блочно-модульного испытательного стенда для отработки технологии производства низкоуглеродного водорода и водородсодержащих смесей с использованием тепла высокотемпературного газоохлаждаемого реактора (ВТГР). В разработке и создании стенда принимали участие специалисты ЦКБМ (входит в Машиностроительный дивизион госкорпорации «Росатом») и сотрудники Санкт-Петербургского политехнического университета Петра Великого (СПбПУ, входит в Консорциум опорных вузов «Росатома»). Работы проводятся по заказу Электроэнергетического дивизиона «Росатома» в рамках инвестиционного проекта по созданию отечественных технологий для крупномасштабного производства и потребления водорода и водородсодержащих продуктов.
В составе стенда (производительностью по водороду 150 Нм3/ч с чистотой не менее 99,99 %) смонтированы отдельные блок-модули для отработки всех технологических стадий: подготовки компримированного природного газа, сероочистки, парового и парокислородного риформинга, среднетемпературной и низкотемпературной конверсии монооксида углерода, аминовой очистки и выделения водорода из водородсодержащей смеси. При создании стенда российские специалисты разработали уникальное оборудование, которое позволит проводить исследования нестационарных процессов, испытания катализаторов и сорбентов, изучать процессы теплообмена, газодинамики и горения.
Специалисты «Росатома» сформировали и начали реализацию программы экспериментальных работ на созданном стенде, рассчитанную на 2024–2025 гг. Результаты проводимых исследований будут использованы при валидации расчетных моделей, создании «цифровых двойников» и проектировании промышленных аппаратов химико-технологической части атомной энерготехнологической станции и крупнотоннажных установок получения синтез-газа, водорода, метанола и аммиака.
«Появление в России такого уникального стенда делает возможным не только отработку технических решений химико-технологической части атомной энерготехнологической станции с реактором ВТГР, но и позволяет организовать на его основе научно-испытательный центр для испытания в пилотном и опытно-промышленном масштабе и подтверждения показателей технологий переработки синтез-газа, выделения диоксида углерода, очистки и использования водорода. Наличие такого стенда существенно расширяет возможности «Росатома» по освоению соответствующих технологий, дает возможность разработчикам со всей страны на взаимовыгодной основе проводить испытания и отработку соответствующих процессов и катализаторов и служит обязательным условием для достижения технологической независимости нашей страны как в области водородных технологий, так и производства газохимической продукции с использованием низкоуглеродного атомного тепла», — подчеркнул научный руководитель по химико-технологической части АЭТС, научный консультант генерального директора АО «Концерн Росэнергоатом», член-корреспондент РАН Антон Максимов.
Разработанная специалистами Протвинского филиала АО «НИИ НПО «ЛУЧ» технологическая схема производства низкоуглеродного аммиака (как наиболее перспективного на мировом рынке водородсодержащего продукта) единичной производительностью технологической цепочки 2 500 тонн/сутки оптимизирована для использования в химико-технологической части (ХТЧ) высокопотенциального тепла, производимого высокотемпературным газоохлаждаемым реактором (единичной тепловой мощностью 200 МВт) в составе атомной энерготехнологической станции (АЭТС с ВТГР) или внешнего энергоисточника.
Отличительной особенностью разработанной технологии производства низкоуглеродного аммиака с использованием тепла реактора ВТГР является применение современного оборудования (трубчатого конвективного риформера с реакционными трубами с рекуперацией тепла от автотермического риформинга, использование реакторов стабилизации и адиабатического риформинга), а также сниженные энергозатраты на выделение углекислоты и водорода.