Отзыв ведущей организации (Разработка и исследование энергоэффективных процессов адсорбционного аккумулирования метана)

«УТВЕРЖДЛ1О» пью директор криогенмаш» / Исполов М.В. <,"х» мая 20!б г. у ОТЗЫВ ВЕДУЩЕЙ ОРГАНИЗЛ ~И на диссертационную работу соискателя Стриженова вгения Михайловича па тему «Разработка и исследование энергоэффе 'гивных процессов адсорбционного аккумулирования метана», предс'авленпую на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.04.03— Машины и аппараты, процессы холодильной и криогенной техники, систем кондиционирова~ия и жизнеобеспечения 1. Актуальность темы диссертационной работы В 2013 году в России вышло постановление Правительства РФ о частичном переводе муниципального транспорта (общественного и коммунальных служб) на природный газ.

Данное решение соответствует общим тенденциям в мире, согласно которым стремительно увеличивается количество автомобилей на природном газе. По данным 1ЕЛ (1п1егпабопа1 Епегду Авепсу) па 2012 в мире эксплуатировалось более 17 млн. транспортных средств, передвигающихся на природном газе или биогазе. Преимущественно — это системы компримированного газа (КПГ). Увеличивается и использование для этой цсли сжиженного природного газа (СПГ). Впрочем, С1!Г нашел более широкое распространение при транспортировании крупных объемов газа, а сегмент малых топливных систем остается за КПГ.

И КПГ, и СПГ обладают рядом достоинств и недостатков, сохраняя между собой некоторый баланс, Развиваются и другие способы хранения газа: в газогидратном, растворенном состояниях, по особенное место среди альтернативных видов занимает адсорбировапный природный газ (АПГ). Данное направление по обьсктивным причинам пока отстает от более развитых технологий КПГ и СПГ, но обладает достаточно большим потенциалом. В частности, последние исследования, проведенные па металлоргапичсских адсорбентах, показали их высокую аккумулирующую емкость, которая превышает аналогичный показатель для систем КПГ.

Давление заправки в большинстве этих исследований составляет всего 3.5 МПа, что почти в 6 раз меньше, чем аналогичный показатель для систем КПГ. Иекоторые авторы, включая и автора диссертации, указывают на повышенную пожаро- и взрывобезопасность систем АПГ, обосновывая сходство данной технологии с известным методом безопасного хранения растворенного ацетилена в пористом адсорбционпом материале. Технология АПГ в последние годы набирает популярность в связи с быстрым развитием производства сорбентов и постепенным решением технических вопросов схем реализации данного направления. Исследование в области энергосбережения заправки систем ЛПГ, проведенное автором настоящей диссертации, по нашему мнению, добавляет положительных характеристик технологии АПГ.

В целом, данная технология, несмотря на настоящий момент ее явное отставание от систем КПГ и СПГ, обладает должным потенциалом и перспективами развития и внедрения данной системы, в первую очередь, для замены ею системы компримированного природного газа (КПГ). В тоже время необходимо сказать, что в настоящее время (и это отмечает автор) система АПГ по своим характеристикам не может являться конкурентом системам СПГ . Проблема безопасного хранения, энергосбережения при заправке и увеличения количества газа (и соответственно, пробега автомобиля) — ключевая задача в условиях перехода на природный газ.

Все перечисленное выше указывает на актуальность вопроса, исследуемого в диссертации. 2. Основное содержание диссертационной работы Диссертация состоит из введения, четырех глав, выводов и списка литературы. Работа изложена на 224 страницах текста, содержит бб рисунков, !4 таблиц и список литературы из 202 наименований. Во ввере ии раокрыты актуапьвооть, во вава, практике кы пеппоо проведенной работы. Лдсорбционпые системы аккумулирования могут прийти на смену компримированному природному газу. В целом новизна и практическая ценность работы заключаются в том, что автор достаточно подробно рассмотрел и проанализировал различные типы заправки, причем не только с позиции количества аккумулированного газа, но и с позиции энергосбережения самой системы. В пе вой главе представлен аналитический обзор информационных источников.

В обзоре автор детально рассматривает и анализирует мировые тенденции по переходу на природный газ, результаты исследований но экологи ю- ским аспектам природного газа, по снижению вредных выбросов. В обзоре раскрываются достоинства и недостатки систем КПГ и СПГ, обосновывается перспективность адсорбционных систем аккумулирования. Кратко показан ход развития данных систем и появления новых типов адсорбентов, которыми данные системы снаряжаются.

Наиболее детально автор представил анализ адсорбентов различной природы: промышленных и экспериментальных (синтсзируемых) активных углей, углеродных напотрубок,металлоргапичсских алсорбснтов и менее эффективных для поставленной задачи силикагелей и цеолитов. В работе много ссылок на исследования как теоретического, так и экспериментального плана. В разделе по термодинамике адсорбции автор показывает различные подходы к определению дифференциальной изостерической теплоты адсорбции, пытается обосновать их различия, встречаемые в научнотехнической литературе. В структуре обзора есть очень важный раздел по техническим аспектам реализации адсорбциопных систем аккумулирования.

Показано, что их техническая реализация встречается с проблемами отвода и подвода теплоты, накоплением примесей. Результатом анализа данного обзора является сформулированная автором проблема, которая заключается в нехватке исследований именно в техническом направлении. Недостатком данного обзора, по нашему мнению, является слепое копирование рисунков из иностранной литературы, в результате которого в текст диссертации, написанной на русском языке, не только попадает множество иностранных терминов, которые приходится переводить в отдельных сносках, но и допускается нарушение единства обозначений, так, например, обозначение параметра давления на графиках имеет 3 вида ("Р, бар", "Р/бар" и "Р(Па)). Имеется и такое обозначение "1п!',Па", из которого вытекает ошибочный вывод, что логарифм давления измеряется в паскалях.

Кроме того, такой некритичный подход приводит и к откровешпям нелепостям, так на рис. 1.21 параметр давления па оси ординат продолжен в область несуществующих (отрицательных) значений вплоть до "-8МПа". Список литературы, приведенный автором, достаточно обширный, по в нем не приведено ни одного патента по данной теме, что позволяет совершешю необоснованно, по нашему мнению, предполагать об отсутствии технического прогресса в этой области. Во вто ой главе автор описывает объекты экспериментального исследования и соответствующие экспериментальные стенды. Лдсорбенты, исследуемые автором, являются обычными промышленными активными углями.

ь1то, впрочем, отражается на последующих резульгатах, в которых данные адсорбенты существенно отстают от принятых в мире целевых уровней, считающихся эффективными. Для частичной компенсации данного недостатка автор включил в исследование дополнительный адсорбционный материал на основе АУ-1, отличающийся довольно высокой плотностью изготовления, в разы превосходящей обычные угли.

Автор проводил исследования с использованием метана высокой чистоты. Как известно, в природном газе число примесей на несколько порядков больше, чем в выбранном автором сорбатс (метане), поэтому результаты данной работы на практике при заправке природным газом необходимо будет корректировать с учетом этого обстоятельства. Автор проводил исследования адсорбции метана па трех различных стендах, отличающихся как областями по давлению (один стенд вакуумный, два других — высокого давления), так и по температуре (высокотемпературный стенд и два стенда на широкий диапазон температур).

Понятно, что результаты исследования адсорбции на различных стендах должны быть совмещены друг с другом, и автор, по нашему мнению, уделяет должное внимание этой проблеме. Заканчивает главу автор расчетом погрешности, которая в большей части исследованной области оказалась небольшой. Только в некоторых областях, в основном, при давлениях около или ниже атмосферного погрешности вырастают и достигают величин от 2 до 4%. В т етьей главе представлены непосредственно результаты экспериментов, т.е. зависимости величин адсорбции метана на различных адсорбентах от давления при различных температурах.