Inžinieriai sukūrė cheminių procesų grandinę, kurios metu praėjus ne daugiau nei valandai po žaliavos – trintą žirnių sriubą primenančios žalios dumblių masės – supylimo į reakcijos indą jau po kelių dešimčių minučių gauta naudojimui tinkama nafta.

Tyrimą atliko JAV Energetikos departamento Ramiojo vandenyno šiaurės vakarų nacionalinės laboratorijos (PNNL) mokslininkai, jis aprašytas recenzuojamame žurnale „Algal Research“. Technologiją licencijavo biokuro bendrovė „Genifuel“, jau bendradarbiaujanti su pramoniniu partneriu, padėsiančiu pastatyti pilotinę naftos gamyklą, kurioje būtų panaudota patentuota technologija.

PNNL mokslininkų išvystyto proceso metu šlapia dumblių tyrė supilama į cheminio reaktoriaus žaliavų supylimo angą, o greičiau nei po valandos iš reaktoriaus išteka žaliavinė nafta, kartu su vandeniu ir šalutinių produktų mase. Šioje masėje esama fosforo, kuris gali būti pakartotinai panaudotas auginant dumblius.

Papildomai perdirbus naftą, iš jos galima gauti aviacinį kurą, benziną ar dyzeliną. O perdirbant kartu su reakcijos produktais gaunamą vandenį iš jo galima išskirti deginimui tinkamas dujas bei tokių medžiagų, kaip kalis ir azotas, kurie, kartu su išvalytu vandeniu, taip pat tinkami auginant naujus dumblius.

Nors apie dumblius kaip apie potencialų biokuro šaltinį kalbama ilgokai, o keletas įmonių laboratorijose yra pagaminę kuro iš dumblių, visų jų produkcija atlikus skaičiavimus pasirodė esanti per brangi. PNNL technologija išnaudoja dumblių potencialą efektyviau ir pritaiko kelis metodus, kurie smarkiai sumažina naftos gamybos iš dumblių kaštus.

„Kaštai – didelė kliūtis iš dumblių gaminamam kurui. Esame įsitikinę, kad taikant mūsų sukurtą procesą dumblių biokuras taps kur kas ekonomiškesniu“, - sakė laboratorijos mokslininkas Douglasas Elliottas, vadovavęs PNNL grupei.

PNNL mokslininkai ir inžinieriai naftos gavybos iš dumblių procesą supaprastino apjungdami kelis cheminio perdirbimo etapus į vieną nenutrūkstančią grandinę. Svarbiausias, daugiausiai kaštų sutaupantis pokytis – kad procesas vyksta naudojant šlapius dumblius. Daugumai ankstesnių procesų reikia, kad dumbliai būtų išdžiovinti – tai yra brangus, daug energijos reikalaujantis malonumas. O naujasis procesas yra efektyvus ir naudojant dumblių tyrę, kurioje yra net 80-90 proc. vandens.

„Galimybė nenaudoti sausų dumblių yra didelis proceso privalumas; tai labai smarkiai sumažina kaštus. O dar yra tokių privalumų, kaip galimybė išgauti naudojimui tinkamas dujas iš vandens, pakartotinis vandens ir mitybinių medžiagų panaudojimas dumbliams auginti – tai taip pat sumažina kaštus“, - sakė D. Elliottas.

Panašų procesą su šlapiais dumbliais bandė kurti ir kitos mokslininkų grupės, tačiau daugumos jų darbai yra atliekami dumblius skaidant porcijomis. PNNL sistema veikia nenutrūkstamai – per valandą dumblių reaktorius apdoroja apie 1,5 tonos šios tyrės. Ir nors tai neatrodo daug, tokio laboratorinio proceso pagrindu daug paprasčiau sukurti pramoninį reaktorių, reikalingą didelio masto komercinei naftos gamybai.

Iš PNNL sistemos eliminuotas ir dar vienas etapas, taikomas daugumoje šiais laikais populiariausių dumblių apdorojimo metodų: nebereikia naudoti sudėtingo apdorojimo tokiais tirpikliais, kaip heksanas, kurie ekstrahuoja daug energijos turinčius riebalinius junginius nuo likusios dumblių masės. PNNL mokslininkai tai padarė veikdami dumblius labai karštu vandeniu dideliame slėgyje – šio proceso metu didžioji biomasės dalis pavirsta skystu ir dujiniu kuru.

Sistema veikia 350 ºC temperatūroje, biomasę slegiant maždaug 21 MPa slėgiu, derinant tokius procesus, kaip hidroterminis skystinimas ir katalinis hidroterminis vertimas dujomis. D. Elliottas sakė, kad pagaminti tokią didelio slėgio sistemą nėra nei lengva, nei pigu – tai yra vienas iš didžiausių šio metodo trūkumų. Tačiau proceso metu sutaupomi kaštai daugiau nei atperka pradinę investiciją.

„Tai šiek tiek panašu į greitpuodžio naudojimą, tik pritaikoma gerokai aukštesnė temperatūra ir slėgis. Tam tikra prasme mes atkartojame procesus, kurie Žemėje per milijonus metų pavertė dumblius nafta. Tik mes viską padarome daug, daug greičiau“, - sakė mokslininkų grupės vadovas.

Proceso produktai:

• Nafta, kurią galima perdirbti į aviacinį kurą, benziną ir dyzeliną. Mokslininkų eksperimentuose paprastai daugiau nei 50 proc. dumblių anglies molekulių buvo konvertuojamos į energiją naftoje – kartais šis rodiklis pasiekdavo net 70 procentų;
• Švarus vanduo, kurį galima pakartotinai panaudoti dumbliams auginti;
• Gamtinės dujos, kurias galima panaudoti elektros gamyboje, arba išvalius suskystinti ir panaudoti kaip automobilių kurą;
• Mitybinės medžiagos – azotas, fosforas, kalis – kurios gali būti panaudotos dumbliams auginti.

Komentarai (20)