Разложение древесины на топливо

РЕКЛАМА НА ФОРУМХАУС

Водород - топливо будущего! За границей уже производят и продают бытовые установки для производства водорода.

 

А ссылочками не богаты?

 

Домашние системы производства водорода

Вместо строительства водородных заправочных станций водород можно производить в бытовых установках из природного газа, или электролизом воды. Honda испытывает свою бытовую установку под названием Домашняя энергетическая станция Honda. Установка в бытовых условиях производит водород из природного газа. Часть водорода используется в топливных элементах для производства тепловой и электрической энергии для дома. Оставшая часть водорода используется для заправки автомобиля.

Британская компания ITM Power Plc разработала и испытала в 2007 г. бытовой электролизёр для производства водорода. Водород производится ночью, что позволит сгладить пики потребления электроэнергии. Электролизер мощностью 10 кВт производит из воды водород, и хранит его под давлением 75 бар. Произведённого водорода досточно для 40 км пробега битопливного (водород/бензин) Ford Focus. Компания планирует начать производство бытовых электролизеров в начале 2008 года. ITM Power уже достигла уровня себестоимости электролизеров $164 за 1кВт.

взято из вики. ссылка https://www.itm-power.com/

 

Хотелось бы узнать суммарный кпд этих установочек.

 

Вроде как есть разложение древесины с приоритетом на метанол. Каким макаром это делается ?

 

http://www.ximicat.com/info.php?id=173, http://ru.wikipedia.org/wiki/%CC%E5%F2%E0%ED%EE%EB

 

Зачем они решили переводить ништячный трубный метан на водород ? Водородом трудно заправлять авто и трудно кормить типовой двс из деревенского сельпо.

Из магистрального трубного метана в бытовых условиях делается метанол, который имеет октановое число 150 и используется вместо бензина в жидком виде. И хранится в обычных бочках и заливается в заводской топливный бак.

И выход метанола из метана намного больше выхода только водорода. Уголь почти весь с пользой потребляется.

 

Намного выгоднее и имхо проще делать двустадийную установку метанолизации древесины. Сначала из древесины синтезится смесь угарного газа и водорода (также как в бытовых метанольных генераторах из магистрального трубного бытового метана), а потом уже в простом реакторе из той же бытовой устновки складывается в метанол.

Для синтеза исходной смеси с одной стороны в древесине бытовой огородной есть все - и углерод и вода, но режим синтеза достаточно сложный - температура хотя бы от 1000 градусов и более (чем больше тем лучше), а вода при таких температурах дает перегретый пар большого давления (или очень малой плотности имхо). Т. е. получить в реакционном баке стабильно и надолго древесину при паре тыщ градусов с водяным паром чтобы из него отбирать требуемую смесь газов трудно. Кроме того по слухам из той же вики смесь газов имеет в 2 раза больший объем чем исходный водопар т. е. в том же объеме бака давление будет повышаться в 2 раза.

В типовых деревенских газификаторах углеродсодержащего мусора для получения требуемой для активации угля температуры сжигают часть мусора подавая воздух с кислородом. При этом получается имхо очень грязная газосмесь с азотом и продуктами его реакции.

У меня пока мысли про более определенные по химии и чистые установки газификации углеродсодержащего мусора с внешним подводом тепла (энергии) для активации угля. См следущий пост.

Устройство метанольного синтезатора из угарного газа и водорода - цылиндер заполненый смесью катализатора (окись никеля и меди) с ферритовым песком (порошком). Снаружи набор обмоток индукторов. Обмотки питаются или противофазными импульсами через диоды из однофазной сети или тремя фазами из трехфазной (лучше). Температура газов на входе - около 300 цельсиевых всего.

Смесь окиси никеля и меди можно получить окисляя напиленый из мельхиоровых монет порошок. Это например 1 и 2 руб выпуска 199х..200х годов в рфии, которые желтоватые. Их еще много у населения. Новые монеты 1 и 2 руб намного более дешевые из стали с покрытием - более светлые и можно еще разделять по весу (плотность у них разная при одинаковых размерах). Ну или из покупных химикатов. Окись меди еще из медного купороса быстро готовится.

Ферритовый порошок готовится из феритовых радиоапаратурных сердечников намолотых в ступке. Для первичного разрушения - раскалить и опустить в воду.

 

В связи с существенно выгодной ценой на уголь на раене обитания - почти в 10 раз дешевле бензина и сжиженого газа и даже имхо заметно дешевле дров при гораздо более определенном составе (дрова часто свежепиленые и свежеколотые и горят с плохим кпд бо очень сырые) начал подумывать про усадебную энергетику на угле (или древесном угле).

Кроме сжигания в печке для отопления еще очень хочется иметь свое электроснабжение бо по слухам подключение к электросети может тормознуться и надолго.

Первичные мысли примерно такие-же как у Захара с того острова - генерить че-нить газообразное горючее и подавать для экономии части официального топлива в дешевые уже сейчас очень бытовые двс.

Про систему газификации угля (или сырых дров или мокрого древесного угля) пока мысли такие - чтобы получить определенно качественную калорийную газосмесь надо заниматься газосинтезом без подачи воздуха, иначе получается много балластного азота, сгорание части топлива до углекислоты безполезной (которую по хорошему надо отделять). А отделение углекислоты это дополнительные проблемы для малой установки. Выдачей смеси горючих газов занимается например процесс газификации угля с водой и внешней энергией. Баланс энергии при этом такой посчитался -

Конверсия угля с водой в чистую смесь горючих газов для однократного сжигания в двс -
С + Н2О -> СО + Н2 - 137 кДж (/моль)
Сжигание смеси полученного водорода и угарного газа в двс -
СО + 1/2О2 -> СО2 + 286 кДж (/моль)
Н2 + 1/2О2 -> Н2О + 245 кДж (/моль)
Суммарная реакция СО + Н2 + О2 -> CО2 + Н2О + 531 кДж

Баланс - затрачено угля (1 моль 12 грамм), воды (1 моль 18 грамм), кислорода 1 моль (32 грамма) и 137 кДж, получено углекислого газа (1 моль 44 грамма), воды (1 моль 18 грамм) и 531 кДж. Разница в энергии +394 кДж.
Для килограма угля получается около 33 МДж вроде.
Отношение затраченой и полученой энергии - почти 4.

Для подачи энергии в зону синтеза угля с водой используются разные способы. Температура должна быть около 1000 градусов и более (лучше 3000 и выше - тогда скорость реакции раз в 10 больше).
Если в хозяйстве есть ядерный реактор - от него через два контура гелиевого теплоносителя греется мокрый уголь и реакция идет. Но если уже есть ядерный реактор - им можно греть воду и генерить электро типовым методом с турбиной.
Если в хозяйстве есть электроэнергия - ее можно попробовать усилить в условно 4 раза. В промышлености имхо греют смесь угля и воды в виде порошка угля с водяным паром в типовом электроплазмотроне. Скорость реакции при этом большая и за время пролета смесью дуги плазмотрона все в основном получается. Но для этого кроме собственно плазмогорелки и источника ее электропитания нужен намолотый уголь и насос для подачи угольной пыли в горелку. У плазмогорелки обычно достаточно ограниченый ресурс и часто есть относительно дорогие расходники (например гафниевые катоды для хорошей эмисии). А у больших горелок с имхо более дешевыми расходниками излишнее энергопотребление и производительность. Т. к. смесь газов трудно и опасно хранить - лучше генерить по мере потребления двигателем.
Уголь относительно хорошо электропроводен - поэтому пока подумываются какие-то схемы микроплазмогенерения прямо на угольных электродах, которые и так в системе естественные расходники.
Вариант конструкции - две плиты (электрода) на которые подано напряжение от источника плазмотока (бытовой сварочный аппарат и или че-нить более высоковольтное с огранчением тока и защитами), между которыми находится как-то измельченный уголь - от кускового привозного до кускового дровяного или даже просто нарезаные сырые дрова. Все это в баке для сбора выделяемых газов. Бак подогревается (выхлопом двс) для испарения воды (чтобы уменьшить электропотери на испарение хотя бы). Бак трясется вибрацией от двс - для создания изменяющихся контактов между углем и электродами. От протекания прерывистого тока между электродами и кусками угля возникает множество мелких плазмодуг касающихся угля и угольной пыли, в которых происходит реакция синтеза требуемых газов. По мере измельчения и израсходования угля в реакторе электроды сближаются для сохранения замкнутой цепи. Вариант исполнения электродов - цилиндрический бак из металла вертикально - один электрод. Внутрях изоляционный цылиндер у стенок и внутрь насыпается уголь (древесный или дрова) и заливается вода (или подается водяной пар от отдельного кипятильника ?). Сверху кладется круглая тяжелая пластина второго электрода на гибком кабеле (как поршень в цилиндре). Сверху закрывается крышка бака с проходным изолятором и выходом газа. При действии реактора верхний подвижный поршень-электрод замыкает электроцепь только через насыпаный внутрях уголь и постепенно опускается гравитацией при израсходовании угля.

Источники потерь энергии вроде как ухудшающие кпд - омические потери от прохождения тока через полупроводящий уголь. Но они будут подогревать его - т. е. потери тепла из реактора будут только с уходящим газом, а его относительно мало в отличие от вариантов воздушного дутья через типовые деревенские газификаторы.

При хорошей теплоизоляции бака реактора он должен постепенно разогреться до 1000 градусов и более и синтез газа начнется на всей поверхности угля вместо только плазменных областей с электродугой. Тогда имхо выгоднее подавать водяной пар отдельно иначе вода вся испарится и будет создавать большое избыточное давление.

Перед запуском тока продувать бак реактора водяным паром для удаления остатков компонентов воздуха - азота и кислорода.

 

Не знал.
Не поделитесь способом?
Вдруг сгодится?

 

CH4 + H2O -> CO + 3H2 (800 degreeC, cat - NiO)​

CO + 2H2 -> CH3OH (300 degreeC, cat - CuO + NiO)



Конечно капиталисты запрещают тырить метан из бытовой сети для производства метанола, который получается в разы дешевле бензина.

 

Есть в нете обьявления о продаже таких установок, купил бы себе но здается мне это кидалово.

 

Думаю, что всё это реально, но слишком опасные установки для личного хозяйства, особенно если самоделка, пока это всё до ума доведешь, то 10 раз на воздух взлетишь.
Сейчас и смысла особого в этом нет. Есть же двигатели, работающие на метане. Есть газобаллонное оборудование для автомобилей. Слышал, что в Украине легально продаются установки для заправки автомобилей метаном из бытовых сетей. Так что если газ подведен, то лучше им и пользоваться.
Только тема то подразумевала его отсутствие.
Спирт гидролизный из древесины получают. В промышленных масштабах технология хорошо освоена. Будет ли она рентабельна в малых объемах?

 

Для стабильной реакции нужно стабильное по характеристикам (влажность, размер кусков) топливо. Поэтому в газогенераторных двигателях периода Великой отечественной войны и потом до конца 50-х использовались чурки определенного постоянного размера и воздушно-сухой влажности. В современных условиях для этого вполне могут подойти древесные брикеты, влажность и размер у них очень постоянные.

Размер и мощность такого аппарата не могут быть совсем маленькими, есть какой-то минимум. Для старых советских двигателей на полуторках и тракторах на лесозаготовках это было минимум 40 кВт.

 

Углекислого газа при достаточном кол-ве восстановителя (угля) не будет. Идея подачи воды вместо воздуха для газификации правильная, т. к. при использовании воздуха в генераторном газе очень много балластного азота. При подаче воды в генераторном газе 100% горючих газов - водород, угарный газ, следы углеводородов.

При промышленном получении генераторного газа вместо воды используется паро-кислородное дутье, пар подают при возможно больших температурах, т. к. общий тепловой баланс реакции близок к нулю, кислорода нужно совсем немного только для достижения температур реакции окисления угля.

Каменный уголь использовать в малых установках не получится из-за его большой зольности, и самое главное большого содержания серы - в генераторном газе будет много серной кислоты, которая быстро выведет из строя и генератор и ДВС. Но древесный уголь в 2-3 раза дороже каменного угля.