Гориво от сажди
До 70% от горивото може да бъде спестено чрез използване на устройство за възстановяване (връщане на част от материали или енергия за повторна употреба в същия технологичен процес) на отпадъчна топлина, газове и сажди от котелни, топлоелектрически централи, пещи, термични машини и агрегати в синтез газ, - казва изобретателят от Рязан Николай Егин.
Не толкова отдавна българският парламент ратифицира Протокола от Киото. Сред другите съображения - с надеждата да се продадат неизбрани квоти за вредни емисии в атмосферата.
Изглежда, че тежкото положение на нашата индустрия ни дава възможност да печелим от такава търговия. Въпреки това, според експерти, дори сега успяваме да „произведем“ около 17% от глобалните емисии. И ако вземем предвид очаквания растеж на местната индустрия, тогава техният брой ще се увеличи значително (именно това обстоятелство беше основната пречка за ратифицирането на протокола).
Причината е недопустимо ниската енергийна ефективност на родната икономика. Безспорните лидери в нашата енергетика, например, трябва да бъдат признати като ТЕЦ и ТЕЦ, оборудвани с най-новите ... 30-те години на миналия век. Тяхната ефективност рядко надвишава 36%, но често пада до 25.
В развитите страни отдавна преминаха към централи с комбиниран цикъл. Ефективността им е около 50%, което означава, че както разходът на гориво, така и вредните емисии са по-малки.
Още през предишния век англичанинът Доусън измисли как да получи висококалоричен газ чрез суха дестилация на бедни въглища в шахтова пещ. Парижкият инженер Gilliard през 1861 г. започва да нагрява пещи с така наречения воден газ, преминавайки водна пара през горещ кокс. А по българските пътища през 40-те и 50-те години на миналия век можеха да се срещнат коли на газ, работещи на дърва.
Устройството, изобретено от Егин и полученонаименованието ERA (енергиен рекуператор-автоматичен), служи за възстановяване (връщане и преобразуване) на отпадната топлина, газове и сажди в озониран синтезен газ. Може да се използва в котелни, топлоелектрически централи, пещи, топлинни машини.
Как работи ERA?
Дизайнът на автоматичния рекуператор на енергия включва обикновен водогреен котел и горивна камера. В комин е монтиран сгъваем шлицов парогенератор, удобен за отстраняване на накип. По-сухият паропровод е опънат между топкови парни дюзи с разпръскване до 130°, монтирани в активната зона на горивните камери Gilliard. На дъното на камерите са монтирани решетки с каталитично галванично покритие за по-голям добив на синтезен газ.
Турбулентният газов миксер е свързан към коронен озонов вентилатор от въглеродни влакна. Смесителят е свързан към газови горелки в зоната на горене под Gilliard камерите и в долната част на горивната камера.
Камерите на Gilliard са пълни със сажди: въглища, кокс или сажди - тоест отпадъци, получени по време на производството и изгарянето на гориво. Горивната камера работи върху всичко, което гори, от природен газ до дървени стърготини. Когато водата в котела се загрее до 90°C, част от нея отива в парогенератора и след това в сушилнята. Сухата пара, нагрята до 400 ° C, се разпръсква от сферични дюзи в зоната на активно горене в камерите Gilliard. Тук, при температури над 750°C, саждите влизат във връзка с водната пара, образувайки синтезен газ: C + H2O = CO + H2 Калоричността му достига 3500 kcal/m3. Новополученото гориво постъпва в газовата горелка, разположена под котела, като поддържа отоплението на котела и камерите Gilliard. Вече е възможно да спестите до 25% от основното гориво. Злокачествените изпускателни газове са насочени къмтурбулентен газов смесител. Тук се приготвя енергиен "коктейл" от въглероден диоксид, атмосферен въздух и озон (най-мощният окислител). Оптималните пропорции на неговите компоненти се задават с помощта на щори. Газовата смес се подава към горелките, монтирани в зоната на горене на горивната камера и под нея. Въглеродният диоксид лесно реагира с въглерода в горивото, за да образува въглероден оксид. А прословутия въглероден окис гори красиво и горещо. По този начин е възможно да се спестят до 45% от основното гориво. Резултатът е спестявания до 70%.
Огън без сажди и дим
Но това не е всичко. Николай Егин проектира не само индустриален, но и битов миниатюрен нагревател. Освен това е ефективен, абсолютно безопасен и екологичен.
Такива малки нагреватели, например, предназначени за хора, които искат да общуват с природата, вече се произвеждат. Но те са капризни и изискват висококачествено гориво. Обикновеният бензин или керосин дезактивира техните каталитични горелки.
Дизайнът на мини-рекуператора Yegin за битови нужди, разбира се, е по-прост, отколкото за топлоелектрическа централа, но принципът на работа е същият. Просто трябва да се запасите с малко количество дървени въглища, кокс или технически сажди. Това може да осигури, да речем, топла храна за няколко дни на поход. И – без миризма на изгоряло и без сажди по съдовете. Издръжливостта на каталитичните горелки е гарантирана от високата чистота на синтезния газ, получен чрез новото устройство.
Отпадъци за доход
Откъде обаче човек може да вземе толкова много сажди за работата на едно промишлено предприятие?
Прагматичните американци са построили повече от хиляда електроцентрали на дърва. Всеки от тях може да осигури фабрика или малко селище. Заедно те генерират електричество.цели три ядрени реактора.
Заводът е естествена микролаборатория за производство на въглерод. Запасите от "зелено злато" на планетата са огромни. Само на сушата обемът на биомасата е 2,4x1012. Всяка година фотосинтезата произвежда 176 милиарда тона въглерод, което е 20 пъти повече от текущото потребление на енергия. Използвайки хибридни сортове бързорастящи дървета (топола, върба и др.), можете да отглеждате толкова гориво, колкото ви е необходимо. В същото време – екологично и възобновяемо гориво.
Проблемът за превръщането на излишните зелени площи в полезна енергия се занимава не само с енергетиците. Например ЗАО "ВНИИДрев" (Балабаново) разработи фундаментално нова технология, която няма аналози в света за производство на сажди от натрошени дървесни отпадъци.
Фабрика на колела
Николай Егин изобрети устройство, което позволява преработката на всякакви производствени отпадъци, съдържащи тежки фракции въглерод, в сажди или технически сажди. Използва се не само дървесина, но и въглища с всякакво съдържание на мазнини, коксови стърготини, автомобилни гуми, дървени стърготини, отпадъци от комплекси за производство на нефт и газ.
Комплексът за производство на въглерод е поставен в стоманена кутия с размери 1.8x2.0x2.0 m и може лесно да бъде доставен до мястото на натрупване на суровини (например дървени стърготини) в стандартно ремарке за автомобили.
Долната камера на устройството е заредена с всякакво гориво, а горната камера със суровини от сажди. Задаваме режим на горене, оптимален за интензивна и пълна пиролиза на суровини от сажди. Когато вратата е херметически затворена, потокът от горещи газове носи частици сажди нагоре. Тук големите и част от средните фракции на саждите са напълно сорбирани в касети върху лентов въглерод с развита повърхност. Остатък след грубо почистванесредните и фините фракции се сорбират напълно върху филтри за твърди частици, пълни с въглеродни влакна, които имат висока адхезия към саждите. Супер фините частици се улавят от електростатичен филтър. Оттук те се изхвърлят в отделни касети, използвани в печатарската промишленост, химическата промишленост и т.н. Друг филтър пречиства газовете, напускащи топлообменника през колектора.
По този начин, използвайки напълно ненужни, а понякога и просто вредни вещества, е възможно да се произвежда топлина и електричество - и евтино, и в промишлени обеми. Това не само ще повиши ефективността на производството, но и ще позволи например на държавата да получи доста големи суми от продажбата на тези същите квоти, предвидени от Протокола от Киото.
Евгений РОГОВ Енергетика и индустрия на България