Технология гидротермального сжижения имитирует геологические условия, которые Земля использует для производства сырой нефти, используя высокое давление и температуру, чтобы за считанные минуты достичь того, на что у Матери-природы ушли миллионы лет. Получающийся в результате материал похож на нефть, которую выкачивают из-под земли, с небольшим количеством воды и кислорода, примешанными к ней.
Затем этот биокрут может быть очищен с использованием обычных операций по переработке нефти.Станции очистки сточных вод в США ежедневно очищают около 34 миллиардов галлонов сточных вод. Эта сумма может дать эквивалент примерно 30 миллионам баррелей нефти в год. По оценкам PNNL, один человек может производить от двух до трех галлонов биоматериала в год.
Сточные воды, а точнее отстой сточных вод, долгое время считались плохим ингредиентом для производства биотоплива, потому что он слишком влажный. Подход, изучаемый PNNL, устраняет необходимость в сушке, требуемой в большинстве современных тепловых технологий, которые исторически делали преобразование сточных вод в топливо слишком энергоемким и дорогостоящим. HTL также может использоваться для производства топлива из других типов влажного органического сырья, например сельскохозяйственных отходов.Используя гидротермальное сжижение, органические вещества, такие как человеческие отходы, можно разбить на более простые химические соединения.
Давление материала составляет 3000 фунтов на квадратный дюйм — почти в сто раз больше, чем в автомобильной шине. Затем осадок под давлением попадает в реакторную систему, работающую при температуре около 660 градусов по Фаренгейту.
Под воздействием тепла и давления клетки отходов распадаются на различные фракции — биокруд и жидкую водную фазу.«В иле городских сточных вод содержится много углерода, и, что интересно, там также есть жиры», — сказала Корин Дреннан, отвечающая за исследования в области биоэнергетических технологий в PNNL. «Жиры или липиды, по-видимому, способствуют преобразованию других материалов в сточных водах, таких как туалетная бумага, удерживают ил, перемещающийся через реактор, и производят очень высококачественный биоматериал, который при очистке дает топливо, такое как бензин, дизельное топливо и реактивное топливо. топливо ".Помимо производства полезного топлива, HTL может дать местным органам власти значительную экономию средств за счет фактического устранения необходимости в обработке, транспортировке и удалении остатков сточных вод.«Самое лучшее в этом процессе — это то, насколько он прост», — сказал Дреннан. «Реактор — это буквально горячая труба под давлением.
За последние шесть лет мы действительно ускорили технологию гидротермальной конверсии, чтобы создать непрерывный и масштабируемый процесс, который позволяет использовать влажные отходы, такие как осадок сточных вод».Независимая оценка водной среды Reuse Foundation называет HTL очень разрушительной технологией, способной очищать сточные воды от твердых частиц. Исследователи WERF отметили, что этот процесс имеет высокую эффективность преобразования углерода: почти 60 процентов доступного углерода в первичном иле становится био-сырой.
Отчет требует дальнейшей демонстрации, которая, возможно, скоро будет в разработке.PNNL передала лицензию на свою технологию HTL компании Genifuel Corporation из Юты, которая в настоящее время работает с Metro Vancouver, партнерством 23 местных властей в Британской Колумбии, Канада, над строительством демонстрационного завода.«Метро Ванкувера надеется стать первым предприятием по очистке сточных вод в Северной Америке, где на одной из своих очистных сооружений будет проводиться гидротермальное сжижение», — сказал Даррелл Муссатто, председатель комитета по коммунальным предприятиям метро Ванкувера. «Пилотный проект будет стоить от 8 до 9 миллионов долларов (канадские), при этом Metro Vancouver обеспечит почти половину стоимости напрямую, а оставшаяся сумма подлежит внешнему финансированию».
После получения финансирования Metro Vancouver планирует перейти к этапу проектирования в 2017 году, за которым последует изготовление оборудования, запуск которого состоится в 2018 году.«Если эта новая технология окажется успешной, будущий производственный объект может проложить путь к очистке сточных вод Metro Vancouver, чтобы достичь целей устойчивого развития — нулевого потребления энергии, нулевого запаха и нулевого остатка», — добавил Муссатто.
В дополнение к биоматериалам жидкую фазу можно обработать катализатором для создания других видов топлива и химических продуктов. Также образуется небольшое количество твердого материала, который содержит важные питательные вещества.
Например, первые попытки продемонстрировали способность извлекать фосфор, который может заменить фосфорную руду, используемую при производстве удобрений.