Сажа – двигатель прогресса
Синтез-газы, спутники металлургических и химических производств, как правило, сжигаются. Между тем, они содержат до 70% водорода, оксид углерода и метан – т. е. высококалорийны, причем продукты их сгорания экологически чисты. Последнее подтвердили испытания синтез-газа как топлива для двигателя внутреннего сгорания с внешним смесеобразованием. Уровень токсичности выхлопов был примерно таким же, как при работе ДВС на водороде.
К сожалению, синтез-газ, как и природный, приходится под большим давлением закачивать в баллоны или сжижать, что требует сети заправочных станций. Баллоны громоздкие, тяжелые. На автомобиль надо ставить редукторы высокого и низкого давления, испарители, смесители, многочисленные вентили и клапаны. При полном переходе на газ затруднен запуск холодного двигателя, снижается пробег между заправками.
Все это приводит к мысли об использовании «твердого» газа, не требующего баллонов. Если его удельный вес будет больше, чем сжиженного, пробег между заправками значительно возрастет. Эксперименты доказали, что ничего фантастического в этой идее нет. Почти семьдесят лет назад был получен технический углерод – сажа, которая образуется при сжигании газов в печах с недостаточным содержанием кислорода в воздухе. Техническая сажа выпускается промышленно и применяется в автомобильных шинах, автоэмалях, типографской краске.
Таким образом, попутные газы многочисленных производств можно перевести в твердую фазу. Но как трансформировать технический углерод обратно в синтез-газ в автомобиле?
Известно, что углерод не только отличное топливо, но и мощный восстановитель элементов, вступивших во взаимодействие при окислительной реакции. Например, пропустив водяной пар через раскаленный до 7500С углерод, можно получить раскаленный синтез-газ (50% водорода и 50% оксида углерода). Реакция идет с поглощением тепла, а углерод при этом – активный катализатор. Многочисленные эксперименты показали, что для образования синтез-газа вода и углерод расходуются в соотношении 4:3. Таким образом, автомобилю нужно всего несколько килограммов «твердого» газа на расстояние 500 км; водой можно заправиться по дороге, а тепло брать от выхлопных газов и от системы охлаждения ДВС.
Важно, что для работы на твердом газе не нужна переделка ДВС и его агрегатов. Просто на выпускном коллекторе устанавливается малогабаритная реакционная камера из жаропрочной стали или чугуна с теплообменником. Камера соединяется трубкой с водяным бачком или радиатором, а вторая трубка отводит синтез-газ в карбюратор или, для дизельных ДВС, во впускной коллектор. При этом в карбюраторе используют жиклер с меньшим отверстием, а в дизельном топливном насосе высокого давления регулируют рейку привода на меньшую производительность. Такое устройство не только экономит основное топливо (более 50%), но и снижает температуру выхлопных газов, их токсичность и шумность. Корпус глушителя не прогорает.
Кстати, именно в глушителе собирается много сажи от неполного сгорания топлива, а «лишняя» сажа в виде дыма и копоти выделяется из него в атмосферу. Теперь сажа становится топливом, не вылетает на ветер. Это коренным образом меняет ситуацию. Чтобы не допустить лишних потерь энергоносителей, мы разработали сменный фильтрующий элемент из стекловаты, который устанавливается в штатный корпус глушителя и там собирает более 90% сажи, но не создает сопротивления выхлопным газам.
С таким фильтром ДВС даже с сильно изношенными деталями поршневой группы делается экологически чистым, кроме того, он запасает несгоревшую рабочую смесь в виде «твердого» газа. Когда фильтр полностью насытится сажей, его заменяют чистым, а загрязненный устанавливают в реакционную камеру. Когда первый фильтр полностью очистится в камере от сажи (стекловолокно в реакцию не вступает), а второй заполнится техническим углеродом в глушителе, их вновь меняют местами. То есть циркуляция углеродного топлива в двигателе идет по почти идеальному замкнутому циклу.
Такое изобретение хорошо вписывается в широко распространенную в западных странах концепцию использования возобновляемых видов топлива – например, метанола, спиртов, масел и их смесей, получаемых из специально выращенных для этих целей растений или из органических отходов (в том числе биогаза). Сжигание каждого из указанных топлив или их смесей сопряжено со многими трудностями, среди которых: различная теплотворная способность, степень сжатия, полнота сгорания и т. д. Кроме того, технические спирты и метанол токсичны при хранении, а растительное масло и биогаз содержат примеси, не нужные в цилиндрах ДВС.
Используя новое решение, можно перевести любые виды возобновляемых топлив в единую форму - технический углерод. При этом тепло, полученное при их неполном сгорании, можно использовать в производстве и в быту, а полученный топливный концентрат – в транспортных средствах, сельскохозяйственных машинах, добывающих и перерабатывающих агрегатах, силовых и энергетических установках. Карбюраторные и дизельные ДВС работают на унифицированном твердом топливе, поэтому не требуют дополнительных регулировок, зависящих от свойств каждого исходного топливного компонента. Термохимический реактор успешно работает не только на саже, техническом углероде, но и на более тяжелых фракциях – каменном угле, коксовой крошке, древесном угле и различных обугленных органических отходах. Для получения углерода в виде углей можно использовать отходы деревообработки: ветки, опилки, а также стебли и листья сорняков, стебли и шелуху подсолнечника, стержни кукурузных початков и т.д. Углерод полностью преобразуется в синтез-газ, а незначительное количество шлаков и примесей остается в виде золы в реакторе, не попадая в цилиндры. После 3-4 заправок золу удаляют из камеры вручную или пылесосом. Техническое обслуживание занимает несколько минут, после чего устройство вновь заправляется сажей или углем и готово к эксплуатации.
Отправить на Email
-
13.02.2021 07:17:14 Елена МИШИНАЭнергетический переход - драйв или слом?
241
Или другими словами: «Что делает частный и государственный бизнес для реализации седьмой цели устойчивого развития (ЦУР): доступность недорогостоящей и чистой энергии?» Международные эксперты ответили на этот вопрос в ходе on-line Global Impact Conference, ключевой темой которой стал вопрос «Устойчивое развитие: где мы сейчас?»
Развитие энергетики, Экология, Атомная энергетика, Водородная энергетика, Топливо
12.02.2021 21:09:59 Ефим ДУБИНКИНСети на продажу231
Как приватизация газораспределительных и газопотребляющих объектов может сказаться на ценообразовании и кто заинтересован в покупке сетей?
Газопровод, Сети, ЖКХ, Минэнерго, Газоснабжение
26.01.2021 05:18:31 Славяна РУМЯНЦЕВАВодород из энергии ветра283
«Сименс Энергетика» и «Сименс Гамеса» создадут решения для производства водорода из энергии ветра. Проекты станут первым шагом в области создания промышленной системы, способной производить «зеленый» водород, используя энергию ветра морской ветровой электростанции. Около 120 млн евро за пять лет планируется инвестировать в проекты морских решений для производства водорода из энергии ветра.
Водородная энергетика, Ветроэнергетика, Возобновляемые источники энергии (ВИЭ), Топливо
26.01.2021 05:11:27 Славяна РУМЯНЦЕВАСтавка на водород480
Рост конкуренции на мировых рынках среди производителей углеводородов заставляет подключаться к поиску более эффективных источников получения энергии все новые страны, а постоянное развитие технологий становится критически важным фактором сохранения своих позиций. В связи с этим Россия делает ставку на создание фактически новой отрасли — водородной, которая становится одной из приоритетных для российской энергетики. Об этом заявил замес...
Топливо, Водородная энергетика
25.01.2021 23:47:54 Елена ВОСКАНЯНРоссия в тренде энергетической трансформации391
«Не может быть такого, что вчера был один энергетический уклад, а завтра наступил другой, всегда есть переходный период от привычного уклада к новому. В настоящее время мы как раз находимся в таком периоде. Сколько лет он будет, спрогнозировать трудно».
Экология, Возобновляемые источники энергии (ВИЭ), Топливо, Альтернативная энергетика, Развитие энергетики
-
14.01.2015Ирак: В бюджете-2004 Ирак рассчитывает на помощь международных финансовых организаций
757
Провод, Мощность, Энергоснабжение, Кабельная арматура
14.01.2015 Алла КуртЛЭП спрячут под землю756
Кабельная арматура, ЛЭП
14.01.2015ИранИран опровергает обвинения во взяточничестве, выдвинутые со стороны Норвегии835
Кабельная арматура
14.01.2015 Семен СургайСергей Богданчиков: «Не нравится мне этот шум в отрасли»1114
События вокруг «ЮКОСа» не повлияли на российский нефтяной рынок, считает президент государственной нефтяной компании «Роснефть» Сергей Богданчиков.
Он рассказал журналистам о своем взгляде на эту ситуацию, возможной приватизации «Роснефти» и месте компании в меняющейся структуре российской «нефтянки».
Кабельная арматура, Газпром, Провод, СРО
14.01.2015 В. А. Антуфьев, начальник отдела АСУ Кольской АЭСКогда миссия одного предприятия соотносится с политикой другого1042
Энергосбыт, АЭС, Напряжение, Турбины, Энергоснабжение, Электроэнергия, Энергия, Кабельная арматура, Провод, СРО
-
12.05.2018 05:55:14Цифровизация: от концепции – к практическим решениям
25758
Круглый стол «Цифровые технологии в управлении энергетическими системами», организованный «Энергетикой и промышленностью России» в рамках Российского международного энергетического форума, мы стремились сориентировать на предельно конкретные вопросы. В начале мероприятия модератор – главный редактор «ЭПР» Валерий Пресняков отметил, что участникам предоставляется возможность рассказать о своих практических решениях, так или иначе нацелен...
Инновации
12.06.2018 19:59:26 Славяна РУМЯНЦЕВАЦифровизация энергетики: от «интеллектуальных» турбин до «умных» сетей24405
Никогда прежде мир не был так тесно связан и настолько «оцифрован», как сегодня. Дигитализация уже превратилась в неотъемлемую часть настоящего.
Цифровизация, Smart Grid, Инновации, Турбины
19.06.2018 13:52:08 Павел ШАЦКИЙ, первый заместитель генерального директора ООО «Газпром энергохолдинг»ДПМ-2: драйвер роста или обуза для потребителей?21664
Философский вопрос о первичности «курицы или яйца» в случае с перспективами российской энергетики звучит так: стимулировать ли инвестиции в энергетику с целью технологического прорыва в целом ряде секторов экономики или сдерживать тарифы, чтобы дать фору для развития несырьевым секторам?
Электроэнергетика, Инвестиции
21.10.2018 06:54:56К обновлению с КОММодом: роли и декорации очередной модернизации14463
ДПМ-2, ДПМ-штрих и, наконец, новое, пока неизвестное широкой отраслевой публике понятие – КОММод, обозначают одну программу, цели и суть которой заключаются в модернизации генерирующих мощностей отечественной энергетики. Все просто и сложно одновременно, поскольку профессиональное сообщество разделилось на тех, кто ждет от грядущей программы прорывных результатов, и на тех, кто осторожно заявляет о назревших рисках.
Модернизация в энергетике
28.06.2018 19:04:06 Зуев А. Г., Главный инженер по технической поддержке ИБППреимущество модульной архитектуры при выборе источника бесперебойного питания (ИБП)11968
Одно из требований, стоящих перед современными ИБП, наряду с качеством электрических параметров оборудования – его надежность и экономические показатели. Попытаемся разобраться с особенностью применения разных типов ИБП, отличающихся архитектурой построения.