Гидролизная печь длительного горения: О печи:самодельные печи

Содержание

Пиролизная печь длительного горения — принцип работы, плюсы и минусы

Хотя в последнее время стали появляться новые способы отопления, многие жители разных уголков России, Западной Европы и стран СНГ, в особенности те, кому не доступен природный газ, продолжают обогревать свои жилища наиболее распространённым топливом, а именно углём, дровами и торфом. На смену классическим печкам на твёрдом топливе приходят современные пиролизные печи, которые отличаются большей эффективностью и оснащением автоматикой. Новые высокомощные модели функционируют на практически целиком сгораемом твёрдом топливе, имеют высокий коэффициент полезного действия и в силах выдерживать круглосуточную работу на одной или двух загрузках.

Особенности и устройство пиролизной печи

Стоит разобраться, в чём отличие конструкции стандартной печи, работающей на твёрдом топливе, и благодаря чему происходит длительное горение топлива. Если вы когда-нибудь сталкивались с классическими устройствами, то, наверняка, в курсе, что дрова горят очень интенсивно. Чтобы сделать процесс медленнее, нужно либо добавлять больше дров, либо применять уголь, что будет отдавать намного больше теплоэнергии и при этом продлит время работы оборудования.

Принцип работы пиролизной печи длительного горения существенно отличается. Это обусловлено следующими параметрами:

Имеют полностью герметичную топочную камеру, из-за которой подача кислорода становится намного медленнее и тем самым обеспечивается низкая интенсивность горения топлива.
При контакте с высокими температурами древесный материал распадается сразу на две составляющих: кокс и пирогаз. В период работы отопительного оборудования они также сгорают и почти без отходов. Таким образом, пиролизная печь может функционировать от 6 до 36 часов на единичной топливной закладке (многое зависит от размера камеры cгорания).

Пиролиз – это разложение веществ органики (т.е. топлива) под воздействием температур на твёрдые остатки и пирогазы при нехватке воздуха.

Что касается конструктивных особенностей, пиролизная печь современного типа имеет верхнюю и нижнюю камеры. Камера сверху предусмотрена для топливной закладки и первичного горения, камера снизу необходима для сбора газа, который выделяется из тлеющего материала.

Принцип работы пиролизных печей с камерой сбора газа сверху

Скопленные газы в процессе горения отдают энергию теплообменнику оборудования. Горение в автоматическом режиме корректируется автоматикой – вентилятором, в функции которого входит нагнетание воздуха.

Поленья или другой вид топлива загружают чаще всего в верхнюю топку.

Виды печей пиролизного типа

Можно выделить следующие виды пиролизных печей:

Одноконтурные устройства. Печи с одним контуром имеют две камеры сгорания, что разделены огнеупорной перегородкой.
Двухконтурные устройства. Данные газогенераторные печи имеют такую же конструкцию, однако у них имеется дополнительный контур, который нагревает жидкость для горячего водоснабжения.

Также, исходя из материала изготовления теплового обменника, выделяют такие типы пиролизных печей:

Устройства с теплообменником из чугуна. Срок эксплуатации — минимум два десятка лет, однако агрегат чувствителен в резким температурным перепадам в топочной камере. В таких агрессивных условиях чугунная пиролизная печь постепенно приходит в негодность.
Устройства с теплообменником из стали. Срок службы — минимум 13 лет. Оборудование поддаётся процессам коррозии, однако не боится перепадов температур.

Пиролизная печь с водяным контуром в силах подогреть небольшой объём жидкости за короткий промежуток времени.

Владельцам недвижимости, желающим не приобретать печь пиролизного горения в специализированных магазинах, а сконструировать устройство своими руками, кстати станет мини пиролизная печь. Это та же печка, но небольших размеров, устанавливаемая в гаражах, банях или других помещений небольшого размера.

Особенности работы мини пиролизной печи представлено в видео.

Плюсы и минусы использования пиролизной печи

Пиролизная печь – это универсальное оборудование, имеющее ряд преимуществ, которые заслуживают рассмотрения:

Экономность. С применением пиролиза можно добиться довольно экономного расходования топлива. Устройство функционирует на единичной закладке очень долгое время, что говорит о небольшом расходе топлива.
Высокий КПД. Коэффициент полезного действия дровяной печи на пиролизе достигает 80 %. Это значение можно корректировать.
Неприхотливость к топливу. В качестве топлива можно применять даже влажные поленья, однако содержание воды должно быть не более 20 %
Высокая рабочая температура. Дерево перерабатывается при температуре +500 °C (сравните: пиролизное состояние нефти наступает при +800 °C!).
Данная газогенераторная печь – это, наконец, прекрасный способ избавиться от различного мусора. В качестве топлива могут выступать древесные отходы и даже резина и полимеры!
Экологичность – не менее важный параметр. Дым, поступающий в атмосферу в процессе горения, почти не содержит вредных веществ.
Безопасность. Этот пункт обусловлен конструкцией пиролизной печи. Оборудование пожаробезопасно.
Автономность процесса горения. Не требуется постоянно следить за конструкцией, устройство её простое, потому ей легко пользоваться.
Минимальные отходы переработки. От функционирования пиролизной печи практически не остаётся копоти, также не требуется очень часто проводить чистку оборудования от сажи и золы.
Долговечность. Печь пиролизного типа – это надёжная конструкция с долгим сроком службы.

Недостатки у пиролизных печей, как и у других отопительных оборудований, тоже имеются. Можно сказать, это даже скорее не недостатки, а особенности устройства:

Главное требование к пиролизной печи является обустройство дымоходной трубы. Дымоход должен быть выполнен по строгим правилам, труба должна быть гладкой и прямой, достаточно высокой, с теплоизоляцией. Утепление дымоходной трубы требуется для того, чтобы дымоход не замерзал из-за образования конденсата при пониженных температурах в окружающей среде.
Пиролизные устройства зависят от электрической энергии. Для их стабильного функционирования потребуется монтаж блока питания ИБП.
Оборудование, безусловно, может работать на влажных поленьях, однако содержание в древесине воды более определённого значения способно снизить коэффициент полезного действия отопительной пиролизной печи.
Из-за скопления паров воды процессы коррозии атакуют агрегат, поэтому обратную температуру жидкости не стоит опускать ниже 60 °C.
Невозможность загрузки топлива в автоматическом режиме. Однако этот минус является не столь существенным для многих владельцев отопительных агрегатов.
Высокая стоимость. Относительно высокая цена на пиролизную печь, по сравнению с классическими конструкциями обогрева, обусловлена положительными улучшенными характеристиками оборудования и наличием дополнительных функций.

Пиролизная печь на дровах – это оборудование современного типа, способное вырабатывать и одновременно сжигать печной газ при горении твёрдого топлива. Она не прихотлива к топливу, это могут быть дрова, уголь, пеллетные гранулы, опилки, в том числе различные отходы и мусор.

Пиролизная печь способна обеспечить вас и вашу семью надёжным и долговечным источником полноценного обогрева.

принцип работы, как сделать своими руками

Отличной альтернативой твердотопливным котлам является пиролизная печь. Это печь длительного горения, которая работает по особому принципу и позволяет значительно экономить топливо. В сравнении с другими видами отопительных устройств на заправке дровами такая печь может проработать гораздо дольше, при этом ничем не уступая в эффективности подачи тепла. Рассмотрим подробнее, как работает такая печь, а также о каких особенностях её эксплуатации и постройки нужно знать.

Что такое пиролизная печь

Такая печь работает по принципу пиролиза — органические вещества в процессе термической обработки при отсутствии достаточного количества кислорода раскладываются на твердые остатки и газы, которые в обычной печи выходят через дымоход, а в пиролизной становятся главным источником тепла. Чем сильнее нагревается топливо с минимальным количеством кислорода, тем идет больший процент выделения газа.

Эта технология разработана специально для нефтеперерабатывающей промышленности. Таким образом добывается топливо для автомобилей через переработку нефтепродуктов. В бытовых условиях процесс пиролиза для обогрева жилых помещений начал применяться недавно, однако его эффективность и экономичность уже успели подтвердить многие пользователи. Отличием является необходимая для переработки температура. Обработка нефтепродуктов происходит при 800-900 С, тогда как для дерева достаточно 500 С.

Схема подключения пиролизной печи к сети отопления

Добытый из дровяного топлива газ обладает отличной горючестью, и в процессе длительного сжигания выделяет достаточное количество тепла для обогрева.

Как устроена печь

Пиролизные печи длительного горения устроены по особому принципу. В корпус встраивается топочная камера с горелкой, куда закладываются дрова. Главное условие для топочной камеры — герметичность. Она устроена так, чтобы приток воздуха внутрь был минимальным. У топки должна быть плотная дверца и надежная задвижка, также должен присутствовать приточно-вытяжный вентилятор. После закладки и розжига дров топочную камеру ограничивают в доступе кислорода.

После того, как дрова обуглились и выделили газ, он поднимается по отдельному воздуховоду во вторую камеру сгорания, где в нужной пропорции смешивается с вторичным воздухом и сгорает. В процессе этого выделяется тепло.

Вторую камеру, как правило, совмещают с воздуховодом или началом дымохода. Воздух обеспечивается приточно-вытяжным вентилятором или отдельным вентилятором. Если система дымохода хорошо продумана, то будет достаточно и обычной тяги при герметичных заслонках.

Схема и размеры печи

Также в корпусе предусматривается реторта — округлая часть для извлечения твердых остатков прогоревших поленьев. Особенностью пиролизной печи является и то, что топливо сжигается практически полностью, лишь с небольшим остатком золы, которая удаляется раз в несколько дней.

Плюсы и минусы

Исходя из особенностей функционала, пиролизные печи для отопления дома обладают множеством преимуществ, однако и минусы у них тоже имеются. Рассмотрим подробнее, на чем базируется принцип работы пиролизной печи.

Преимущества:

Экономия. Топливо сгорает дольше и качественнее, поэтому отопительное устройство, работающее на принципе пиролиза, требует меньшего расхода топливных материалов, чем обычная печка.
Экология. Пиролизные печи не приносят вреда окружающей среде, потому что практически не выделяют вредных канцерогенов и других химических веществ. В выходящих из дымохода продуктах сгорания содержится совсем небольшой процент CO.
Быстрый нагрев. Из-за отсутствия кислорода процесс горения начинает осуществляться достаточно быстро.
КПД. Высокая температура долго держится в автономном режиме благодаря массивному объему топливника. Коэффициент полезного действия в правильно сконструированной пиролизной печи может достигать 85%.
Мощность. Диапазон интервала тепловой мощности может варьироваться в пределах от 5 до 100%.
Возможности. Позволяет подключать практически любой контур. Можно использовать не только для отопления, но и для отбора горячей воды, а также устанавливать контуры с естественной и принудительной циркуляцией.
Топливо. Даже несмотря на то, что рекомендуется использовать не менее 70% древесины от общей массы топливных материалов, можно сжигать практически любые отходы, начиная от резины и строительного мусора, заканчивая полимерными пластмассами.
Простота в эксплуатации. Работа печи нуждается в минимальном контроле человека, достаточно раз в сутки загружать топливо и раз в несколько дней выгружать золу.
Сажа. Вырабатывается в минимальных количествах, из-за того что топливо перерабатывает материал несколько раз. Можно не переживать о загрязнениях и необходимости постоянной чистки дымохода.

Принцип работы пиролизной печи

Недостатки:

Цена. Несмотря на последующую экономию в расходе топлива, покупка такого агрегата обойдется в кругленькую сумму, поэтому намного выгоднее обойдется пиролизная печь своими руками.
Массивность. У таких печей довольно крупные габариты по сравнению с другими отопительными конструкциями, поэтому для маленького помещения агрегат не подойдет. К тому же не следует забывать о площадке для хранения топлива.
Запахи. Даже с учетом отсутствия вредных веществ, запахи при сжигании отходов будут присутствовать, поэтому нужно предусмотреть хорошую систему вентиляции.
Электричество. Для осуществления корректной работы вентилятора необходимо беспрерывное энергоснабжение. Если устанавливается пиролизная печь для бани или другого нежилого помещения, нужно предусмотреть доступ для подключения к сети.
Конденсат. На выходе отходящие газы имеют довольно низкую температуру, поэтому в дымоходе и выходном канале будет скапливаться конденсат. В конструкции должен быть предусмотрен накопитель, а выходная труба с дымоходом должна быть большого размера с утеплением снаружи помещения, иначе при морозах конденсат может застывать.
Влажность. Топливо для печи должно быть сухим, иначе процесс пиролиза не будет осуществляться. Под тепловым воздействием влага будет испаряться и разбавлять пиролизные газы.

Примерная схема пиролизной печи

Какие бывают пиролизные печи

На основе пиролиза могут работать довольно разнообразные конструкции, их построение в большей степени зависит от типа топлива, которое будет использоваться в дальнейшем. Поэтому прежде, чем планировать конструкцию для своих нужд, нужно разобраться, какие их виды существуют.

Материал

Пиролизная печь из кирпича
Пиролизная печь из металла

Назначение и способ использования

Периодическое действие. Печь строится с учетом накапливающих тепло материалов и может долго отдавать энергию после окончания процесса топки.
Постоянное действие. Конструкция отличается сравнительной легкостью и тонкими стенами, массив для накопления тепла отсутствует, а топливо сжигается непрерывно.

Способ передачи тепла:

Присутствует водяной контур.
Теплообменники для нагрева воздуха.
Без теплообменников. Отопление будет осуществляться через тепловое излучение и конвективного нагрева воздуха при соприкосновении с горячими поверхностями устройства.

Взаимное расположение камер и тип тяги:

Сверху располагается камера газификации, а снизу — камера дожига пиролизных газов. Такая печь работает на принудительной тяге, поэтому используются дутьевые вентиляторы и дымососы.
На естественной тяге работают печи с расположением камер наоборот, газификация происходит снизу, а дожиг — сверху.

Составляющие печи

Топливо

Оптимальным сырьём для пиролиза является древесина твёрдых лиственных пород, но успешно в качестве топлива используются и другие виды органического сырья.

древесная стружка и щепы;
пеллетные гранулы;
солома или жмых;
топливные брикеты;
уголь, кокс.

Если в пиролизной печи проводится утилизация горючих отходов, важно, чтобы в закладке присутствовало не менее 70% органического топлива.

Схема устройства пиролизной печи

Также важны и физически характеристики древесины. Толстая кора или гнильможет оказать негативный эффект на пиролизный процесс, в несколько раз снижая выход газовыделений. Крупные бревна значительно увеличат длительность процесса, но и снизят энергоэффективность.

Делаем своими руками

Сделать самостоятельно пиролизную печь, работающую на дровах,также довольно затратное мероприятие, потому как нужны только дорогостоящие материалы. Несмотря на дороговизну, такой метод обойдется значительно дешевле, если сравнивать с покупкой готового пиролизного котла.

Печь из металла

Корпус будущей конструкции должен быть выполнен из особо прочного материала, идеальным выбором в данном случае будет легированная сталь. Также потребуются инструменты:

сварочный аппарат;
огнеупорные кирпичи —15 шт;
электроды — 5 упаковок;
дрель;
угловая шлифовальная машинка — диаметр 230;
лист метала — толщина — 4мм, размер — 7.5 кв. м;
датчик для измерения температуры;
колосники;
круги для шлифовальной машинки — 10шт;
вентилятор;
дверцы —2 шт;
трубы: сечение 57×3,5 мм, длина — 8 м, сечение — 15,9×4,5 мм, длина — 0,5м, сечение — сечение —32×3,2 мм и длина — 1 м;
профилированные трубы: сечение — 2,0×30×60 мм 1,5 м, сечение —2,0×40×80 мм и длина — 1 м;
стальные полосы: сечение 80×5 мм 1 м, сечение 20×4 мм 7,5 м, сечение 30×4 мм 1,5 м.

Схемы для металлических пиролизных печей разрабатываются с учетом индивидуальных характеристик помещения и потребностей владельцев, но общие положения одинаковы для всех.

Тонкости и полезные советы:

Необходимо сварить корпус из легированной стали. Если используется другой металл, лучше делать конструкцию двухслойной.
На местах расположения зольной и топочной камеры вырезаются проемы для дверей.
Зольник необходимо отделить чугунным колосником.
В камеру газификации устанавливается отдел подачи воздуха с заслонкой. Канал прохода пиролизных газов и систему подачи воздуха нужно делать на максимальном расстоянии друг от друга.
В проделанные ранее проемы устанавливаются двери из жаропрочной стали, усиленные уголком или чугунные.
Камеры изнутри выкладываются шамотным кирпичом.
Для регулировки тяги в дымовой трубе устанавливается шибер. Дымоход нужно делать из утепленной трубы.

Кирпичная печь

Для печи мощностью в 30 кВт потребуется:

керамический кирпич — 400шт;
шамотный кирпич — 100шт;
стальной лист размером 6×1,5 м., с толщиной стенки не менее 4мм;
чугунные колосники — 3шт;
вентилятор — мощность не менее 300 Вт;
рычажный терморегулятор;
дверцы для поддува и топочной — 2шт;
сварочный аппарат;
дрель;
болгарки с разными диаметрами круга;
трубы разного диаметра;
профильная труба — 80×40;
электроды;
температурный датчик.

Подготовка

В первую очередь подготавливается место для установки. На выбранной площади необходимо демонтировать полы и вырыть яму для закладки фундамента, глубиной не менее метра. Чтобы избежать перекоса конструкции, фундамент должен быть с большей площадью, чем печь. Сначала укладываются слои из песка и щебня по 10 см каждый. Они плотно утрамбовываются и разравниваются, заливаются бетоном. Высота фундамента — на 8-10 см выше уровня пола.

Проводится разводка системы обогрева по комнатам. Если в качестве теплоносителя будет использоваться вода, то в проекте предусматривается наличие резервуара.

Кирпичи тоже необходимо подготовить, заранее замочив в воде на пару часов. Это исключит деформацию скрепляющего раствора в будущем. Швы будут затираться раствором сметанообразной консистенции из глины, разбавленной водой. Если в глину будет добавляться песок, то его нужно предварительно просеять, так в раствор не попадут крупные фракции. Доля песка в растворе не должна быть выше 30%.

Порядовка

Периметр печи выкладывается керамическим кирпичом, внутренние перегородки — шамотным.

Первый ряд укладывается по всей площади фундамента.
Следующий ряд укладывается под площадь печки.
Дальше ряды выкладываются согласно подготовленному чертежу. После каждых 2-3 рядов делаются суточные перерывы для закрепления раствора.
Металлические детали устанавливаются сразу при кладке соответствующего ряда. Между кладкой и деталями нужно хорошо заделывать щели, потому что при нагревании металл будет расширяться и может повредить швы.
В топливник устанавливается колосниковая чугунная решетка, которая размещается с небольшим зазором.
Топка укомплектовывается вентилятором.
После обустройства топки печь выкладывается до конца, согласно выбранной схеме.
Особое внимание необходимо уделить выкладке дымохода. Он просчитывается заранее и выкладывается с соблюдением параметров. Нарушение может привести к ухудшению тяги.

Единого механизма для выкладки пиролизных печей не существует, все пропорции должны быть рассчитаны с учетом пространства конкретного помещения. Мы подготовили несколько схем разных печей, однако лучше при проектировании будущей конструкции и проведении расчетов обратиться к специалисту печного дела.

чертежи, устройство и принцип работы, особенности конструкции

Как сделать качественную пиролизную печь своими руками? Чертежи могут помочь в этом. Если такую конструкцию изготовить самостоятельно, то можно хорошо сэкономить на этом.

Пиролизные печи пользуются особой популярностью в такой местности, где отсутствуют центральное отопление и газовые трубопроводы. В таких местах это сооружение обеспечивает теплом загородные дома или дачи.

Принцип работы пиролизной печи

В чем заключается принцип работы этой печки? Процессы, происходящие в ней, многим незнакомы, поэтому необходимо более подробно изучить принцип действия пиролизной печи.

Отличительной чертой пиролизной печи своими руками от обычной является то, что топливо в ней сгорает тогда, когда образуется недостаток кислорода. И это удивительно, потому что в обычных конструкциях топливо сгорает, если есть большое количество кислорода и это обеспечивает нормальное функционирование всей системы обогрева.

Как происходит процесс пиролиза? Когда сжигается углеводородное топливо, начинается процесс окисления и выделения тепла. Топливо под влиянием высокой температуры сгорает не до конца, выделяя при этом большое количество различных газов. Чем выше температура будет при недостатке кислорода, тем интенсивнее начинают выделяются эти газы.

К примеру, если сжигать древесное топливо, то будут выделяться такие газы, как уксусная кислота, ацетон, метиловый спирт. Вместе с ними в дымоход поступают различные смолистые соединения и частицы древесного угля. Эти несгоревшие

остатки можно повторно сжигать, потому что они вполне горючи. Газы, не сгоревшие до конца, могут выделяться при сжигании любого топлива, такого как естественная органика или нефтепродукты. Различное топливо имеет разную температуру горения. Так, нефтепродукты могут гореть при температуре 800−900 градусов, а дрова сгорают при 500 градусов.

Таким образом, принцип работы пиролизной печи своими руками заключается в сжигании этих газов. Именно поэтому такие печи по-другому называются газогенераторами. Пиролиз – это процесс разложения топлива на составляющие части при его нагревании, с последующим их сжиганием и выделением тепла.

Достоинства и недостатки пиролизной печи

Такая конструкция имеет определенные преимущества перед обычными печами. К ним относятся:

коэффициент полезного действия достигает 80%;
топливо расходуется очень экономно;
возможность регулировать процесс длительного горения;
экологичность. Такая печь во время работы практически не дает выброса канцерогенных веществ.

Если пиролизная печь сделана правильно, то достоинств у нее не перечесть. Например, у нее практически не бывает сажи, что позволяет легче соблюдать чистоту и затрачивать небольшое количество времени на очистку печи. И таких небольших достоинств очень много.

Однако, пиролизная печь имеет и недостатки:

высокая стоимость. Выгоднее сделать ее своими руками;
большие размеры. Если помещение не слишком большое, лучше использовать другие отопительные конструкции;
отапливаются такие печи только определенным видом топлива. Лучше всего подходит сухое топливо (древесина), потому что высокая влажность отрицательно сказывается на процессе пиролиза;

для ее работы необходимо электроснабжение, причем постоянное. Для лучшей работы печи ее следует подключить к электрической сети.

Это основные недостатки пиролизной печи. Так что можно смело эксплуатировать такую печь, если для нее достаточно места, имеется в наличии сухое топливо и имеется доступ к электрической сети.

Технология изготовления пиролизного котла

Чтобы изготовить мощный котел, надо уметь обращаться с болгаркой и сварочным аппаратом, а также разбираться в чертежах. Если самостоятельно изготавливают котел мощностью выше 25 кВт, необходимо все делать по чертежу, в противном случае котел не будет соответствовать требованиям безопасности.

Стенки котла следует делать из жаропрочной стали, только это будет гарантией того, что он прослужит довольно долго. Если такую сталь найти не получится, можно использовать обычную сталь, только в этом случае делают футеровку внутренних камер котла шамотным кирпичом.

Этапы изготовления котла.

Корпус котла изготавливают из листовой стали. С помощью болгарки из листа металла вырезают детали котла, в стенках делают отверстия для дверцы зольника и загрузочной дверцы, а также для патрубков и дымососа. Самое главное — это придерживаться указанных в чертеже размеров. При помощи сварочного аппарата соединяют детали, после чего зачищают швы от окалины и шлифуют их.
Затем приваривают патрубки так, чтобы между швами не было зазоров. Берется труба нужного диаметра и выполняют монтаж защитного теплообменника на задней стенке котла. После чего проверяют, не протекает ли теплообменник из-за повышенного давления от компрессора и только тогда устанавливают заднюю стенку камеры, изготовленной из жаропрочной стали.
Затем приступают к монтажу перегородки, которая разделяет камеры газификации и сжигания газа, устанавливая чугунный колосник. Наверху камеры газификации делают воздуховод с заслонкой. Внизу камеры также делают воздуховод и одновременно с этим делают футеровку шамотным кирпичом нижних и боковых сторон.

Дверцы котла изготавливают из жаропрочной стали, а для наибольшей герметичности их усиливают металлическими уголками.
Котел следует устанавливать в нежилом помещении, присоединяя дымоход. Затем подключают к нему водный контур и устанавливают дымовой насос.

Технология изготовления пиролизной печи

Такой котел очень мощный и поэтому подходит для большого дома. Чтобы было тепло в гараже или дачном домике, можно построить пиролизную печь своими руками. Изготавливается она также из листа металла, но техника изготовления ее значительно проще.

Если камеру сгорания газа расположить выше камеры газификации, создавая естественную тягу, то нет необходимости использовать дымосос.

Печь не подключается к системе отопления.

Такая печь не автоматизирована и поэтому

требует постоянного контроля и настройки режима горения.

Как изготовить пиролизную печь своими руками?

Технология изготовления пиролизной печи своими руками выполняется в такой последовательности.

Берут корпус печи, имеющий отверстия для дверцы топки и дверцы зольника и сваривают его. Изготавливаться он должен из жаропрочной стали. Прямо над зольником устанавливают топочную камеру и отделяют от него чугунным колосником. Поступление воздуха в топку регулируется при помощи дверцы зольника.
Над топкой располагают камеру сгорания газов, разделяя их пластиной из жаропрочной стали. В камере делают канал, обеспечивающий подачу воздуха.
Металлические дверцы топки и зольника усиливают уголком.
Внутри обе камеры обкладывают шамотным кирпичом, который защитит их от быстрого прогорания и улучшит теплораспределение. Если печь установлена в жилом помещении, то
ее можно обложить и с внешней стороны, чтобы о нее случайно не обжечься.
В дымовой трубе устанавливают шибер для регулировки тяги. Дымоход изготавливается из утепленной трубы, что повышает ее безопасность. Если труба не изолирована, в случае резких перепадов температур на ее внутренней поверхности скапливается конденсат, который способен разрушить металл.

Место установки пиролизной печи

Устанавливают пиролизную печь в помещении, соблюдая технику безопасности, чтобы исключить возникновение пожара. Нельзя устанавливать ее возле легко воспламеняемых предметов, под полками, в легко продуваемых местах. Около печки должно оставаться свободным пространство со всех сторон с расстоянием в полметра. Хорошо, если рядом будет стоять емкость с песком или висеть огнетушитель.

Чтобы пиролизная печь своими руками работала долго, необходимо вовремя удалять из нижней части кокс

и нагар. Если в качестве топлива используется мазут или нефтяные масла, необходимо следить за тем, чтобы в него не попала вода. Если это произойдет, печь начнет «стрелять», выбрасывая большое количество искр, а это может привести к пожару.

Поэтому при соблюдении техники безопасности и правильной эксплуатации, такая печь может прослужить очень долго.

Печь долгого горения — принцип работы, плюсы и минусы

Печь Narwik

Производители отопительного оборудования сегодня предлагают такой огромный ассортимент, что каждый потребитель может без проблем выбрать для себя что-то определенное, точно подходящее под требования условий организации отопительной системы. Среди предложений свое достойное место занимают печи долгого горения. Если говорить о системе отопления дачи или небольшого коттеджа, то лучшего варианта сегодня вряд ли можно найти. Конечно, при условии, что в дачном поселке нет ни центрального отопления, ни газовой магистрали.

Сравнивать традиционные дровяные печи с печкой долгого горения даже и не стоит. Просто отметим, что у них совершенно разный коэффициент полезного действия. У первых он не превышает 60%, у вторых достигает показателя 95%. Вот вам и разница, вот вам и причина выбрать именно вторую конструкцию. В чем же причина такого эффекта?

Все дело в конструкции агрегата, которая состоит из двух камер сгорания. В первой горят дрова или другой вид твердого топлива. Здесь процесс сжигания происходит с небольшой концентрацией кислорода. Во второй топке сгорают газы, которые выделяются при сжигании топлива.
В первой топке на самом деле происходит горение, которое называется низкокалорийным. То есть, происходит выделение не очень большого количества тепла, но при этом температура достаточна, чтобы обогревать помещение, где печка долгого горения установлена. Кстати, в зоне горения температура достигает +1100С.

Принцип работы

Итак, давайте подробнее разберем, как работает печка долгого горения. По сути, выше уже было описано, в какой последовательности происходит отдача тепла. Но нас сейчас интересует процесс, происходящий в первой камере сгорания. Так вот специалисты называют его по-разному: пиролиз, гидролиз, газогенерация. По-простому это будет «тление», что, в принципе, и происходит, потому что гореть твердое топливо при низкой концентрации кислорода просто не может. Единственное остается – тлеть.

Давайте рассмотрим, как происходит процесс обогрева холодного дома. В печку долгого горения закладывается твердое топливо и зажигается. При этом заслонка поддувала открывается полностью. Здесь важно, чтобы топливо сразу же загорелось и начало выдавать максимальное значение тепловой энергии. Дом холодный, и наша задача быстро нагреть его до необходимой температуры. Кстати, с помощью этой печки нагреть небольшой дом можно за полчаса.

Итак, дом нагрелся, можно переходить к низкокалорийному процессу. То есть, заслонка поддувала практически закрывается, тем самым перекрывается доступ в камеру сгорания свежего воздуха, что нам и требуется. Оптимальный вариант, если печь заполнить новой партией топлива, тогда можно будет рассчитывать, что продолжительность его горения будет максимально долгой.

Хотелось бы добавить, что производители сегодня предлагают достаточно широкий модельный ряд печей длительного горения. И каждый потребитель может выбрать модель и по мощности, и по периодичности закладки топлива, и по внешним данным.

Достоинства и недостатки

Как и любой отопительный прибор, эти агрегаты длительного горения имеют и свои плюсы, и свои минусы. Поэтому, выбирая ту или другую модель, каждый из нас должен смириться с недостатками, которые будут присутствовать в выбранном вами отопительном приборе.

Преимущества

Самодельная конструкция

Огромная экономия топлива. Это самое большое достоинство печей длительного горения. И что бы ни говорили приверженцы других моделей, с этим фактором не поспоришь. Экономия явная и настолько большая, что выбор не оставляет альтернатив.
Коэффициент полезного действия. Об этом уже говорилось выше, просто отмечаем это, как данность.
Выбор габаритов. В настоящее время производители предлагают небольшие модели и презентабельный внешний вид печек, которые впишутся в любой интерьер дома или дачи. Во всяком случае, стыдно за них не будет.
Простота обслуживания. Печки долгого горения дают возможность проводить закладку топлива с большой периодичностью. Кстати, этот показатель варьируется в достаточно широком диапазоне от 5 часов до 2 суток.
Возможность использовать в качестве топлива широкий ассортимент горючих материалов. Здесь не только твердое топливо, но и жидкое. Кстати, комбинированные котлы длительного горения сегодня уже появились на рынке.

Недостатки

Устройство «Сапфира»

Высокие требования к конструкции дымохода. К примеру, невозможность использовать многоотводную трубу. В некоторых конструкциях предусмотрен дымоход горизонтального типа, к примеру, в печках длительного горения Страпува.
Чтобы перейти на режим пиролизного горения топлива, необходимо сначала протопить сам дом до определенной температуры. На это уходит большое количество топлива, потому что печь будет работать в традиционном режиме полного сгорания.

Выбираем печь

Переходя к выбору печки длительного горения, необходимо определиться, какую площадь она будет отапливать. В настоящее время производители предлагают модели, с помощью которых можно будет поддерживать необходимую температуру в загородных частных домах площадью 80-250 м². Скажем прямо, очень даже неплохой диапазон, который дает возможность использовать эти отопительные агрегаты многим загородным жителям. Это первое.

Котел в интерьере

Второе – длительность тления топлива в первой камере сгорания. Здесь печка долгого горения делится на три группы:

С минимальным временем: от 5 до 8 часов.
Со средним: от 8 до 10 часов.
С максимальным: свыше 10 часов.

Материал изготовления

Не менее важная составляющая выбора – материал, из которого печь будет изготавливаться. В настоящее время используют три основных материала: сталь, чугун и кирпич. И когда встает вопрос, а можно ли сделать печку длительного горения своими руками, жизнь уже сама за все ответила. Никаких проблем, можно и даже легко.

Что же выбрать? Если стоит вопрос изготовления печки своими руками, то с чугуном связываться не стоит, да и не получится. Слишком сложна технология отливки необходимых узлов, частей и деталей. Поэтому остается кирпич и сталь.

Принципиальная схема

Что можно сказать о кирпичной печке? Это традиционный вариант, который себя оправдывает во всех случаях жизни. Единственный минус – слишком долго придется нагревать помещение, чтобы добиться необходимого температурного режима. Кирпич обладает большой инерцией, так что прогреть кладку даже в один элемент будет непросто и долго. А на это уйдет большое количество топлива.

Поэтому остается только печка длительного горения, которую можно сделать своими руками. К примеру, из бочки. Давайте рассмотрим эту модель, у которой есть свое название – Бубафоня. Кстати, дровяные печи из бочки всегда были популярны. Они не требовали больших материальных затрат, их конструкция проста, своими руками сделать ее не проблема. Единственное, что хотелось бы отметить, это необходимость обладать навыками работы с электрической сваркой, болгаркой, измерительным инструментом.

Печь своими руками

Что еще понадобится кроме металлической бочки?

Листы железа толщиною 4-5 мм.
Труба диаметром 100 мм.
Колосниковая решетка, лучше готовая, хотя и своими руками ее можно изготовить, к примеру, из уголка и проволоки.
Асбестовый шнур.

Конструкция из бочки

Теперь последовательность проведения сборочных работ:

У бочки вырезается крышка с припуском 40-50 мм. В ней же по центру делается отверстие чуть больше диаметра трубы 100 мм.
В нижней части бочки вырезается прямоугольное отверстие под топку. Через нее будут проводиться закладка топлива.
Чуть ниже делается прямоугольное отверстие меньшего размера для поддувала.
Изнутри бочки между топкой и поддувалом привариваются направляющие из проволоки, на которые будет уложена колосниковая решетка.
В верхней части сбоку вырезается отверстие под дымоход. К нему тут же приваривается труба диаметром 100 мм и длиною 20-40 см.
Теперь из металлического листа вырезается блин диаметром чуть меньше диаметра бочки.
В блине по центру делается отверстие и к нему приваривается труба диаметром 100 мм. Длина трубы должна быть больше высоты бочки на 20-50 см.
Из этого же листа вырезаются прямоугольники шириною 50-80 мм, а вот их длина должна равняться расстоянию от края блина до края сквозного отверстия в центре. Эти куски равномерно привариваются по кругу ребром с обратной стороны от приваренной трубы. Этот узел называется прессом. С его помощью топливо будет придавливаться, чтобы не создавать большое пространство для зоны горения.
Теперь надо провести частичную сборку. То есть, устанавливается колосниковая решетка, сверху опускается пресс. На него надевается крышка так, чтобы труба пресса вошла в отверстие крышки.
Теперь крышка приваривается к корпусу печки по всему периметру. Здесь важно проварить шов очень герметично. В зазор между торчащей трубой и отверстием крышки необходимо заложить асбестовый шнур, он станет преградой для дыма и угарных газов.
Навешивается дверца на отверстие топки.
Устанавливается шибер на поддувало.

Все готово, остается лишь установить печь по месту назначения и присоединить к ней дымоход. Под такой агрегат обязательно заливается прочное и огнеупорное основание, это важно.

Закладка топлива

Вырезание отверстия

Теперь к вопросу, как провести закладку топлива? Для этого вам обязательно понадобится помощник. Он будет поднимать пресс за торчащую трубу. Поднять надо максимально вверх, чтобы полностью открыть камеру сгорания. Топливо же укладывается плотно с минимальным пространством между его частями. Чем меньше воздуха внутри топки, тем длительнее происходит процесс пиролиза.

Не все, наверное, поняли, для чего необходима труба, которая приварена к прессу. Это специальный канал, по которому свежий воздух будет подаваться в зону сгорания топлива. А ребра, приваренные снизу, будут создавать необходимое пространство для проникновения воздуха внутрь, плюс они придают дополнительный вес прессу.

Виды Булерьяна

Это одна из моделей печек длительного горения, которые можно сделать своими руками из двухсотлитровой металлической бочки. Скажем прямо, вариант не самый сложный, но и не самый красивый. Устанавливать бочку в жилое помещение никто не будет, поэтому такие печи чаще всего устанавливают в подсобных помещениях служебного назначения. К примеру, в гаражах, мастерских, в теплицах и так далее. Хотя некоторые дачники устанавливают их и внутри основного строения, облагораживая конструкцию дополнительными элементами. Например, можно установить перед печкой декоративный экран, или облицевать ее кирпичом. Кто хочет, тот найдет варианты, сделать печь красивой.

Заключение по теме

Итак, печки долгого горения сегодня все популярнее и популярнее. И причины – это их преимущества перед традиционными моделями. Не хотелось бы повторяться, но отметим всего лишь два достоинства: высокий КПД и низкое потребление топлива.

чертежи, устройство, действие бездымной установки длительного горения

Особенности установок для отопления, фотогалерея

Важно разделить конструкции по методу распределения тепловой энергии. Это облегчит подбор конкретной пиролизной печи длительного горения:

Аппарат с водяным контуром обогрева – универсальный прибор для организации сохранения тепла внутри жилого помещения. Он работает как котел для нагрева воды. Оптимальный вариант для загородного дома. Характеризуются высокой производительностью, доступной стоимостью и возможностью функционирования без источника электричества.
Устройство с вариативностью размещения теплообменника. Если отсек для сгорания расположен в верхней части конструкции, а емкость для переработки газа находится внизу, тогда необходимо создать систему принудительного вытягивания посредством вентилятора или дымососа. Если топка расположена внизу, то тяга будет создаваться естественным образом.

В случае возникновения вопросов рекомендуется обратиться к профессионалам.

Выбор конкретного вида

У покупателя есть два пути: проконсультироваться у специалиста или провести самостоятельное исследование. Важно ответить на три вопроса:

Цель приобретения агрегата.
Место его нахождения.
Какое топливо будет использовать владелец для сжигания.

В процессе приобретения установки для собственноручного монтажа принимайте во внимание габариты устройства. Отведите достаточное количество площади. Все зависит от параметров помещения. Если хотите обойтись без дополнительных трат времени, выбирайте металлическую альтернативу, которая отличается мобильностью. Кирпичная конструкция устанавливается на постоянное место для долгосрочного использования, что делает ее идеальной для жилого дома.

Каждый производитель рассчитывает показатель соотношения кислорода и газа, важно учесть этот параметр.

Конструктивные компоненты

Для производства пиролизной бездымной печи применяются прочные прямоугольные листы из высоколегированной стали. Для большинства моделей создаются двойные стены, а пустое место наполняется песком или водой (в случае установки с водяным контуром). В процессе сооружения системы можно взять обыкновенную металлическую бочку с толстыми стенками, которые способны на протяжении долгого времени выдерживать высокую температуру.

Внутри устройства расположены две камеры сгорания. В первой емкости происходит сжигание топлива, а во второй осуществляется смешивание продуктов пиролиза с кислородом. Если топка размещается вверху, то необходимо установить колосниковую решетку между отсеками. В металлической конструкции в качестве перегородки применяются специальные пластины.

Неотъемлемой частью аппарата является вентилятор для создания тяги. Этот компонент способствует транспортировке газов в отделение для дожига. Альтернативой служит дымосос, присоединяемый к отводящему каналу. Каждый элемент связан со всей системой, которая обеспечивает функционирование агрегата.

Пиролизная печь – чертежи и принцип работы

Чтобы создать механизм для отопления помещения любого характера, важно правильно составить чертеж с указанием всех параметров и собрать подручные материалы. Следует определиться с формой корпуса и расположением камер и провести расчет мощности для конкретных апартаментов. Как определить габариты:

Допустим, что для нагрева воздуха внутри комнаты при условии низкой температуры в зимний период требуется устройство с мощностью 10 кВт. Необходимо учитывать возможности установки в стандартном режиме функционирования. Мы знаем, что в механизме генерации летучих веществ показатель мощности составляет до 30% от интенсивности процесса горения. Поэтому для получения энергии в 10 кВт при генерации газа важно, чтобы печь выдавала 34 кВт (10*0.3).
Для подсчета лучше выбирать топливо с наименьшей энергоемкостью. Самым распространенным вариантом является сухой бук. Подсчитаем размер одной закладки, которая способна обеспечить 34 кВт. Порция горючего сжигается за 75 минут. Это значит, что она должна генерировать около 150 Мегаджоулей энергии. Для подсчета необходимой массы продукта с учетом, что оно перерабатывается только на 80% и КПД самодельного устройства составляет 50%, нужно использовать формулу: масса=150 МДЖ/(15.5*0.8*0.5)=24.17 кг. Напоминаем, что плотность сухого бука 620 кг/м3. Чтобы перевести полученный показатель в объем, делаем следующее: 24.17/620=0.039 или 39 л.
Расчет вместительности камеры для сжигания дров с коэффициентом загрузки около 0.6, решаем выражение: 39/0.63=61.9 литра.

Создавая чертеж или схему со всеми обязательными показателями, учитывайте форму и особенности комнаты, где будет установлена печь.

Какие инструменты и материалы понадобятся

Для воплощения проекта следует приобрести:

Стальной лист литого вида марки Ст20 толщиной не менее 4 мм.
Равнополочный уголок с параметрами 4х50 мм.
Трубу из стали диаметром до 60 мм.
Прочную арматуру с сечением до 8 мм.
Несколько цилиндров калибром до 120 мм для создания системы отвода продуктов горения.
Аппарат для сварки всей конструкции воедино и расходные материалы.
Дрель и сверло, способное пробить лист вышеописанной толщины, а также пилу-болгарку.
Строительный уровень, линейку, карандаш и молоток.

Приобретайте качественные инструменты в специализированном магазине, так как придется работать со стальными компонентами. Покупка надежных элементов позволит создать долговечную установку.

Готовим место для осуществления монтажа пиролизной печки

Собирать конструкцию необходимо внутри помещения, где она будет функционировать. Раскройку листа согласно параметрам на чертеже лучше заказать у стороннего исполнителя в целях экономии времени. Это позволит получить изделие отличного качества.

Этапы:

Сооружаем фундамент из бетона или другого прочного и негорючего сырья. Площадь основания должна быть немного больше, чем размеры будущего изделия.
Соблюдаем расстояние от стены до установки – не менее 80 см.
Пол покрываем несгораемым и слабо нагреваемым материалом на расстоянии в 1.2 метра.

Для создания защиты напольного покрытия лучше всего подойдут листы из негорючего материала.

Процесс сооружения

Устройство пиролизной печи сложное и требует профессионального подхода. Отопительный прибор выполняется в форме цилиндра или прямоугольника, поэтому сначала необходимо сделать заготовки из равнополочного уголка. Нужно изготовить элементы вертикальных и горизонтальных стоек высотой в 1 метр и сварить их в каркас.

Затем создаем стенки, и для этого в передней панели делаем два проема для камеры горения и золы. На готовые компоненты привариваем крепления для создания навесной дверцы. К внутренней стороне присоединяем по одному уголку – они нужны для монтажа решетки и поддона, который будет изолировать отсек сгорания от емкости для дожигания газов.

После выполняем следующий алгоритм:

Выбираем боковую стенку на уровне отделения для сжигания топлива и врезаем поддувало с заслонкой, которая создается из части металлической трубы диаметром не более 60 мм. Далее делаем отверстие под топкой калибром в 0.85 см и вставляем туда ось для задвижки (выполняется из арматуры), которая должна выступать с одной стороны, чтобы вы смогли сделать хвостовик (ручку для удобства использования). После крепим стальной диск, который соответствует протяжению поддувала. Чтобы зафиксировать положение заслонки, приделайте пружинную рукоять.
Создаем днище и поддон с решеткой. К этой конструкции крепим крышку. Перегородка, что отделяет камеру сжигания, должна иметь несколько проемов, общий объем которых не превышает 8% от площади всей детали. Также между краем и стенкой установки оставляем свободное пространство в ¼ длины отсека.
Подключаем печь к дымоходу, а к отверстию привариваем отвод с диаметром около 120 мм. К нему необходимо горизонтально приделать лист, который будет задерживать выход газа из камеры переработки.
Добавляем затвор, который выполняется по тому же алгоритму.

Готовую конструкцию можно улучшить, превратив ее в конвектор. Для этого внутри устанавливаются трубы или изогнутые детали.

Как правильно использовать и очищать аппарат

Когда будете запускать устройство в первый раз, откройте заслонку и на решетку положите сухой бук и подожгите. После полного сжигания добавьте еще топлива и закройте дверцу. Интенсивность горения регулируйте поддувалом.

Из-за особенностей функционирования чистка производится нечасто. Поленья выгорают практически полностью, что препятствует образованию сажи.

В случае возникновения неполадок требуется произвести ремонт – дальнейшая эксплуатация сломанной конструкции не рекомендована. Самой распространенной поломкой является изменение формы дверцы, которую лучше сразу заменить. Иногда сварной шов расходится – следует срочно устранить неисправность.

Установку данного типа достаточно легко собрать, однако необходимо точно рассчитать все параметры и правильно нарисовать чертеж. Система отопления должна создаваться из качественных материалов, которые характеризуются долговечностью. Только в этом случае аппарат будет выполнять свою функцию на протяжении многих лет. Если у вас возникают проблемы с сооружением агрегата, рекомендуется заручиться поддержкой профессионала. Обратитесь за помощью к специалисту или просто купите готовую пиролизную печь.

схемы самодельных пиролизных печей

The ball mills produced in China are widely used in cement, coal, power plant desulfurization, metallurgy, chemical industry, non-metallic minerals, building materials, ceramics, etc. Wide range of applications, easy to maintain, can meet your unique needs.

Get Price

Пиролизная печь своими руками: схема, чертеж, фото

Топливо для пиролизных печей. Примечание: Для применения в пиролизных печах рекомендуется довести уровень влажности топлива до 12%. Чтобы достичь такого показателя, можно использовать .

Get Price

Пиролизная печь своими руками — Всё об отоплении

КПД кузнецовских пиролизных печей – 80% и выше, топливо в них сгорает практически полностью. Весь потенциал горячих газов и дыма используется для нагревания кирпичного корпуса конструкции.

Get Price

Пиролизная печь своими руками: чертежи и принцип работы

Преимущества пиролизных печей: Более высокая эффективность, по сравнению с традиционными печами – процесс пиролиза позволяет выделить из аналогичного количества древесины более высокое количество тепла.

Get Price

Cамодельная пиролизная печь: принцип и схема работы .

Как сделать пиролизную печь бубафоню своими руками: подро.ая схема, чертежи и советы по сборке. Как сделать пиролизный котел своими руками. Как правильно и безопасно эксплуатировать пиролизную печь бубафоню.

Get Price

Схемы печей. Какую печь выбрать для дома. — YouTube

Схемы печей. Какую печь выбрать для дома. В данном ролике рассматриваю несколько вариантов схем печей для .

Get Price

Буржуйка длительного горения – проекты популярных .

Схемы отопления . Буржуйка длительного горения – проекты популярных самодельных печей. . в себе и преимущества печей с контролируемым тлением и пиролизных печей. Эти гибриды в

Get Price

Печь-щепочница своими руками: чертежи с размерами, а

Делаем печь-щепочницу своими руками: чертежи с размерами, а также другие советы и рекомендации по изготовлению обычных, пиролизных, и даже печей из консервных банок. Также посмотрим видео, как сделать функциональное .

Get Price

Печка для палатки своими руками: чертежи и рисунки, схемы .

Печь, в том числе и самодельная, должна быть легкой, экономной, работать даже на дереве и углях, не вынуждая туриста покупать спирт, солярку или иной нефтепродукт либо искать пластиковый мусор для сжигания, дающий .

Get Price

Печь для гаража своими руками: самодельные печки и схемы .

Варианты самодельных печей достаточно разнообразны, и конструкции таких устройств не особенно сложные. Понадо,тся навыки работы с металлом, сварочный аппарат и вполне доступные материалы.

Get Price

Пиролизная печь своими руками: принцип действия, чертежи

Преимущество пиролизных печей по сравнению с традиционными котлами для твёрдого горючего включает низкое отрицательное воздействие на

Get Price

Печь из трубы для бани своими руками: чертежи, [24 фото]

Схемы и чертежи самодельных печей. Правильно составленный чертеж ‒ это сокращение времени монтажа, минимизация ошибок. На бумаге важно изобразить не просто подро.ую конструкцию печки с .

Get Price

Чертежи Пиролизных Печей — asavto18

Чертежи Пиролизных Печей. 9/26/2016 0 Comments Пиролизный котел и печь своими руками: чертежи, устройство, как сделать. Пиролизный котел –

Get Price

Буржуйка длительного горения – проекты популярных .

Get Price

Строим самостоятельно печь-ракету: схемы, чертежи,

Эффективная печь-ракета популярна у любителей активного отдыха и автотуристов. Ее схемы и чертежи не очень сложны, поэтому конструкция часто повторяется домашними умельцами.

Get Price

Печка для палатки своими руками: чертежи и рисунки, схемы .

Get Price

Самодельные печи для бани своими руками: схемы (видео .

На дачном участке или в частном доме многие строят бани, сауны и т. д. Для оснащения этих помещений рынок предлагает огромное разнообразие моделей печей. Но

Get Price

Пиролизная печь: как работает, преимущества

Существует много самодельных пиролизных печей из металла и кирпича. Единственное требование — обеспечение хорошего «теплого» дымоотвода!!!

Get Price

Печь для бани из металла своими руками (60 фото): чертежи .

Каждый, кто имеет базовые навыки сварки, может сделать печь для бани из металла своими руками. Какие существуют виды конструкций? Из какого металла лучше делать? Какие чертежи металлической печки предлагают .

Get Price

Ракетная печь длительного горения своими руками: чертежи .

Что представляет собой твердотопливная ракетная печь и как она работает? В этом обзоре мы изучаем разновидности ракетных (реактивных) печек и пробуем собрать их своими руками.

Get Price

Пиролизный котел и печь своими руками: чертежи, устройство .

16.03.2015 — Пиролизные котлы на принудительной и естественной тяге: обзор областей применения, достоинств и недостатков. Кирпичные пиролизные печи, преимущества и сложности. Вариант из консервных банок.

Get Price

Пиролиз — Википедия

Конструкция пиролизных печей В промышленности распространение получили трубчатые пиролизные реакторы. Они состоят из двух частей, отличающихся характером теплообмена — радиационной и .

Get Price

Банные печи своими руками из железа и др. материалов .

Банные печи своими руками из железа и др. материалов, проект печи, схемы и чертежи. Советы опытных матеров по строительству банных печей.

Get Price

Как сделать печь для бани: металлическая банная печь .

Как сделать печь для бани: металлическая банная печь своими руками, печка из металла, чертежи, как сделать из железа, как построить, размеры железных банных печей, фото и видео

Get Price

Пиролизная печь своими руками: принцип действия, чертежи

Get Price

Схемы, инструкции по изготовлению печей своими руками

Схемы, инструкции по изготовлению печей своими руками. Печь «Бубофаня» является одной из разновидностей пиролизных печей (печей длительного горения).

Get Price

Самодельные печи для бани своими руками: схемы (видео .

Get Price

Пиролизная печь из кирпича — Работаем с Кирпичом

Схемы для металлических пиролизных печей разрабатываются с учетом индивидуальных характеристик помещения и потре.остей владельцев, но общие положения одинаковы для всех.

Get Price

Пиролизная Печь Лачиняна Чертежи — signaturecatalog

В самодельных пиролизных котлах как раз такой вариант и используется, что снижает сложность конструкции и трудоемкость проведения сборочных работ.

Get Price

Пиролизная печь из газового баллона. Особенности .

КПД пиролизных печей высокий — от 90%, на такое не спосо.а ни одна твердотопливная печь. . но в самодельных пиропечках расположение камер дожига и

Get Price

Печь для бани из металла своими руками (60 фото): чертежи .

Get Price

Банные печи своими руками из железа и др. материалов .

Get Price

Ракетная печь длительного горения своими руками: чертежи .

Get Price

Самодельное радио схема — Все о диетах

Схемы печей отопительных . Схемы самоделки радио самоделки. . Подавляющее большинство приемных трактов самодельных св радиостанций, работающих с узкополосной чм, построены на. .

Get Price

Делаем самую эффективную буржуйку своими руками.

Печь бубафоня своими руками, начинается с чертежей. Как любая пиролизная печь для бани или пиролизный котел своими руками начинаются со схемы. Чертежи пиролизных котлов смотрите на

Get Price

Гидролизная печь длительного горения — Слесарь

Преимущества пиролизных печей: Высокая экономичность печи. Топлива здесь сгорает более тщательно, и тепла из него добывается на много больше. Экологическая безопасность.

Get Price

Виды пиролизных печей, их принцип работы и устройство .

Из статьи вы узнаете что такое пиролиз, как работают пиролизные установки, в каких случаях их стоит использовать, а так же в чем сильные и слабые стороны пиролизных печей.

Get Price

Печь для бани из металла своими руками: чертежи, фото, видео

Чертежи самодельных банных печей из металла. Эта печь разработана для парной 2*3*2,3 м. Варилась из листового металла толщиной 3 мм. Печь из металла для бани с закрытой каменкой

Get Price

мельница свм 320 мельница Применения

шаровая мельница свм цена

мельница, шаровая мельница южной африке видео измельчитель зелени вертикальная мельницы цена обработка материалов

Get Price

шаровая мельница свм

Цена шаровой мельницы ® Шаровая Мельница.Вибромельница СВМ-320 . Запрос Цитировать.0.2 до 10 грамм.Чтобы купить Шаровая мельница SPEX 8000M, нажмите кнопку «Заказать» и заполните форму заказа.

Get Price

мельница галерея мельница цена мя

мельница универсальная магикон MSCV мельница галерея, мельница цена мя. Mtw 138 мельница её система смазка во шаровая мельница для золота мельница универсальная шаровая укм стоимость .

Get Price

Мельница для угля нравится угольным и карьерных

Мельница для угля отличаеттся высокой эффективностью. В соответствии с различными областями применения, мельницы для угля обычно делят на 4 типа: грубое измельчение (0-3

Get Price

мельницы россии мельница применения

Применения сечения мельницы мельница. применения мельница авм 15 купить в. шаровые мельницы pdf мельница применения производим шаровую мельницу, в, сферах применения,, цена на . где купить в . More

Get Price

лабораторный битумной эмульсии коллоидная мельница

Alibaba доставит лабораторный битумной эмульсии коллоидная мельница с вашими спецификациями к вам в офис. Покупайте качественное лабораторный битумной эмульсии коллоидная мельница для различных целей по отличным .

Get Price

цементные мельницы пресс

цементной мельница мини проект заводацементные мельницы завода . цементного завода роликовые пресс в .гумбольд пресс валковая мельницаВа

Get Price

Агрегатная вальцовая мельница Р6-АВМ-15

Агрегатная вальцовая мельница АВМ-15 с МПЗ (Модулем подготовки зерна) и СВМ (Ситовеечная машина) предназначена для переработки зерна в муку высшего и первого сортов.

Get Price

купить мельницу для переработки ще.я

шаровая мельница для ще.я характер. шаровая мельница шебень. шаровая мельница для клинкера мельница для , СВМ выпускает цементные мельницы для помола купить шаровую мельницу для ще.я.

Get Price

secound рука цена vrm цементная мельница

мяч цементная мельница рисунок Индииvrm цементная мельница индии Цементная мельница. СВМ выпускает цементные мельницы для помола клинкера, поставим до дверя кли

Get Price

применения небольшие машины мельница, мельница

применения башня мельницы применения небольшие машины мельница, применения дробилки мельницы шредеры, мельница применения мельница волкодав, мельница Мельница Дикие Травы 05:01 11,51 Мб 320 Кб .

Get Price

цементная мельница описание

шаровая мельница мокрого помола тмnр; Pe щековая дробилка pe 600*900; youtube шаровой мельнице мельница применения; шаровые мельницы для

Get Price

мельница галерея мельница цена мя

Get Price

Предложение Корзинной Мельницы (Гидравлический подъём .

Корзинная Мельница(Гидравлический подъём) Корзинная Мельница(Гидравлический подъём) осуществила диспергирование и шлифование вместе, с высокой эффективностью шлифования, легоко чистится, является идеальным .

Get Price

Мельница для угля нравится угольным и карьерных

Get Price

Мельница для зерна (домашняя): своими руками, ручная,

Рано или поздно, но все забытое старое, возвращается снова. Эта истина применима и к домашней мельнице для помола различных видов зерновых культур, которая в прошлом была чуть ли не в каждом доме.

Get Price

мельницы россии мельница применения

Get Price

Шаровая мельница производство китая в продаже

Шаровая мельница производство Китая пригодна для мелкого помола на первичной стадии измельчения, или доизмельчения на вторичной стадии измельчения.

Get Price

купить мельницу для переработки ще.я

Get Price

Агрегатная вальцовая мельница Р6-АВМ-15

Get Price

лабораторный битумной эмульсии коллоидная мельница

Get Price

цементные мельницы пресс

Get Price

secound рука цена vrm цементная мельница

Get Price

цементные мельницы запчасти в помола цемента

барабанно шаровая мельница цена; медная руда где используется; дробилка Дилер для производства песка каменный карьер; мельница мельница на байкале галерея

Get Price

что такое гидроподпор шаровой мельницы

лабораторный мельница мельница применения; щековая дробилка метротрак; вальцовая мельница murska; самоходные дробилки для кварца; мобильная установка дробилка для продажи в

Get Price

Предложение Корзинной Мельницы (Гидравлический подъём .

Get Price

Мельница для угля нравится угольным и карьерных

Get Price

Мельницы шаровые лабораторные — Дробтехника

Вибрационная мельница шаровая mm 400 Вибрационная мельница шаровая cryomill. laarmann (Нидерланды) Шаровая мельница lab wizz 320 micro ball mill Шаровая мельница lmbm 150l ball mill Стержневая мельница lmrm1000 rod mill 43,4l

Get Price

Мельница для зерна (домашняя): своими руками, ручная,

Get Price

Шаровамя мельница сухого помола

Шаровая мельница сухого помола -это горизонтальная, барабанная, вращательная, с приводом зубчаткой внешнего обода, с двумя камерами, решетчатая мельница.

Get Price

мельницы россии мельница применения

Get Price

Шаровая мельница производство китая в продаже

Get Price

Агрегатная вальцовая мельница Р6-АВМ-15

Get Price

цементные мельницы запчасти в помола цемента

Get Price

пуск цементной мельницы

пуск вертикальной мельницы. пуск вертикальной мельницы Stone Crushing Machine: пуск вертикальной мельницы We provide customers with a variety of good quality construction and mining crushing equipment, and optimize the combination of various types of equipment to meet different process needs Inquiry Online Leave A Message

Get Price

мельница шаровая мшс 27 36

мельница шаровая мшр 3 5 х 27. мельница шаровая мшс 27 36. мельница шаровая 15 х5 7 99qudou мельница шаровая двухкамерная 1 5 6 мельница 36 х5 5 шаровая мельница шаровая мшр 3 5 х 27. мельница шаровая мшр 2 7х3 6 BTSM.

Get Price

цементная мельница 4 0 * 13 5 схема

мельница тру.ая цена прайс 4 0 13 5. цементная мельница 4 0 * 13 5 схема. промвал цементного мельница q 4 13.5 цена и добавок при работе в открытом или

Get Price

мельница проектизвести шаровой мельнице

Get Price

HyTech Power, возможно, решил водород, одну из самых сложных проблем в чистой энергии

Это странный химический поворот в том, что топливо встроено в самое обычное вещество на Земле: воду.

Водород — символ славы h3O — оказался чем-то вроде универсального элемента, швейцарского армейского ножа для получения энергии. Его можно производить без парниковых газов. Он легко воспламеняется, поэтому может использоваться в качестве топлива для сжигания. Его можно подавать в топливный элемент для производства электричества напрямую, без сжигания, с помощью электрохимического процесса.

Может храниться и распространяться в виде газа или жидкости. Его можно комбинировать с CO2 (и / или азотом и другими газами) для создания других полезных видов топлива, таких как метан или аммиак. Его можно использовать в качестве химического сырья в различных промышленных процессах, помогая производить удобрения, пластмассы или фармацевтические препараты.

Довольно удобно.

И это самый распространенный химический элемент во Вселенной, так что можно подумать, что у нас есть все, что нам нужно. К сожалению, это не так просто.

Выделять водород из других элементов, хранить его и преобразовывать обратно в полезную энергию — это дорого как с точки зрения денег, так и энергии.Ценность, которую мы получаем от этого, никогда полностью не оправдывала того, что мы вкладываем в его производство. Это одна из тех технологий, которая, кажется, постоянно находится на грани прорыва, но никогда не достигает цели.

Уроженец Сиэтла Эван Джонсон считает, что он может это изменить. Он думает, что наконец-то понял, как разблокировать водородную экономику.

Джонсон — далеко не первый и не единственный человек, ставший этой целью. Но после 10 лет экспериментов, испытаний и подготовки он разработал ряд технологий и практический бизнес-план, который проложил путь к реальному коммерческому масштабу использования водорода.

И хотя HyTech Power, где Джонсон является техническим директором, очевидно, стремится к финансовому успеху, Джонсон видит в своих продуктах нечто большее: способ использовать водород для немедленного уменьшения загрязнения при одновременном увеличении масштабов и снижении затрат, достаточных для внесения более фундаментальных изменений в энергетику. система.

Стационарный дизель-генератор с водородными форсунками HyTech. HyTech Power

HyTech нацелена на большой рынок, чтобы выйти на еще больший

HyTech Power, базирующаяся в Редмонде, штат Вашингтон, намеревается представить три продукта в течение ближайшего года или двух.

Первый будет использовать водород для очистки существующих дизельных двигателей, повышая их топливную эффективность на треть и устраняя более половины их загрязнения воздуха, со средней окупаемостью за девять месяцев, сообщает компания. Это потенциально огромный рынок с большим существующим спросом, который, как надеется HyTech, позволит капитализировать свой второй продукт — модернизацию, которая превратит любой автомобиль внутреннего сгорания в автомобиль с нулевым уровнем выбросов (ZEV), позволив ему работать на чистом водороде. В первую очередь это будет нацелено на крупные флоты.

И это станет третьим продуктом — тот, на который Джонсон положил глаз с самого начала, тот, который может произвести революцию и децентрализовать энергетическую систему — стационарный продукт для хранения энергии, предназначенный для конкуренции и, в конечном итоге, вытеснения с такими большими батареями, как Powerwall Теслы.

По крайней мере, таков план.

Мир энергетики, конечно, полон громких стартапов, и путь от прототипа к рыночному успеху долог и опасен. Для успеха HyTech потребуется нечто большее, чем просто умные технологии.Потребуется хорошее исполнение.

С этой целью компания недавно привлекла поддержку нескольких опытных руководителей Boeing, в том числе Джерри Аллина, который проработал 30 лет в Boeing и в декабре вышел на пенсию, чтобы возглавить расширение HyTech в качестве главного операционного директора.

Мягкая и неторопливая, с аккуратно подстриженной бородой, Аллин занимает небольшой офис на втором этаже бежевого здания HyTech, которое в основном занято огромным гаражом / мастерской. «Я очень скептически относился к технологии, как и в целом», — говорит он, но «как только я смог увидеть ее собственными глазами и понять физику, я подумал:« О, черт возьми ».Это действительно интересно! »

Его привлекло то, что исходные продукты не требуют новых рынков или инфраструктуры. «Теперь они действительно могут изменить мир», — говорит он. Ключевым моментом является в первую очередь дизельные двигатели. Их миллионы, они грязные и дорогие, и политики стараются их очистить. Это большой спрос. Компания «ожидает совершить много ошибок», — говорит Аллайн, но потенциальный рынок почти неизмеримо велик.

Работа в гараже HyTech, переоборудование больших дизельных грузовиков. HyTech Power

И ставки не могли быть выше. В последние годы стало ясно, что какое-то топливо с нулевым содержанием углерода, пригодное для хранения, горючее, если не необходимо, для полной декарбонизации энергетической системы, по крайней мере, чрезвычайно полезно.

Перед тем, как углубиться в продукты HyTech, стоит объяснить, почему доступный водород является такой заманчивой перспективой для тех, кто озабочен устойчивой энергетикой.

Проблема с водородом: его дорого собирать, хранить и преобразовывать.

Около 95 процентов мирового производства водорода осуществляется за счет парового риформинга метана (SMR), продувки природного газа высокотемпературным паром под высоким давлением.Это энергоемкий процесс, который требует использования ископаемого топлива и оставляет после себя поток углекислого газа, поэтому его использование для обезуглероживания энергетической системы ограничено.

Но также можно извлечь водород непосредственно из воды с помощью электролиза — это процесс поглощения воды (содержащей различные «электрокатализаторы») электричеством, стимулируя химическую реакцию, которая расщепляет водород и кислород. Если электролиз проводится с использованием возобновляемой электроэнергии с нулевым выбросом углерода, полученный водород является топливом с нулевым выбросом углерода.

Это решает проблему углерода, но есть и другие. Водород в воде на самом деле не хочет выпускать кислород (они «прочно связаны»), поэтому их расщепление требует довольно много энергии. Полученный водород необходимо хранить, либо сжимая его в виде газа с помощью больших насосов, либо (слабо) связывая его с чем-то еще и храня в виде жидкости. Для этого газа или жидкости потребуется распределительная инфраструктура. Наконец, водород должен быть извлечен из хранилища и преобразован обратно в энергию путем его сжигания или пропуска через топливный элемент.

К тому времени количество энергии, вложенной в процесс, значительно превышает то, что может быть возвращено обратно.

Это был барьер. Если сложить все затраты на преобразование энергии, «добыча» водорода для использования в энергетической системе с нулевым выбросом углерода, как правило, была убыточным бизнесом. Полезные услуги, предоставляемые водородом, не могут компенсировать энергию (и деньги), необходимые для ее производства и использования. По крайней мере, не на сегодняшний день.

Вот почему, хотя люди добывают и сжигают водород с 17-го века, двигатели и топливные элементы, работающие на водороде, существуют примерно с 19-го, а водород прошел через многочисленные циклы ажиотажа, вплоть до 21-го века. — разрекламированная «водородная экономика» так и не получила широкого распространения.

Таких не так уж и много. Shutterstock

Еще в конце 2000-х годов большинство экспертов в области энергетики списали водород со счетов. С тех пор изменились две вещи.

Доступный водород может устранить основные препятствия на пути к устойчивой энергетике

Главное, что изменилось, — это глобальный переход на чистую энергию. Чтобы решить проблему изменения климата, мир фактически согласился полностью декарбонизировать энергетическую систему в течение столетия.Это вызвало интенсивное исследование инструментов, необходимых для создания системы с нулевым выбросом углерода.

Мы знаем, как производить электроэнергию с нулевым выбросом углерода (возобновляемые источники, гидроэнергетика, атомная энергия), поэтому один из ключевых шагов в декарбонизации — «электрифицировать все» или, по крайней мере, использовать как можно больше энергии.

Но широкомасштабная электрификация — непростая задача. Существует множество существующих приложений, работающих на горючем жидком топливе. Помимо практически всего транспорта, подумайте о миллионах и миллионах зданий по всему миру, отапливаемых нефтью или природным газом.

Значительная часть транспорта может быть электрифицирована, и все эти печи теоретически можно заменить электрическими альтернативами, такими как тепловые насосы, но сделать все это за оставшееся время для обезуглероживания — поистине монументальная задача.

Конечно, было бы неплохо выиграть время, если бы у нас было жидкое топливо с нулевым выбросом углерода, которое мы могли бы просто использовать в этих существующих системах, чтобы сократить выбросы от транспортных средств и приборов, которые мы уже используем. (Великобритания экспериментирует с отоплением домов водородом; Норвегия запретит любое использование мазута для отопления домов к 2020 году.)

Кроме того, если переменная возобновляемая энергия (солнце и ветер) должна обеспечивать большую часть или всю нашу энергию, нам понадобится какой-то способ хранить эту энергию, когда солнце и ветер не хватает. Нам потребуется не просто посекундное или почасовое хранение (которое вполне может обеспечить батареи), но и ежедневное, ежемесячное или ежегодное хранение (для которого батареи не подходят), чтобы гарантировать защиту от долговременных колебаний солнца и ветра. . Было бы неплохо, если бы мы могли хранить много резервной энергии в виде стабильного жидкого топлива.

Короче говоря, в наших планах по устойчивой энергетике есть дыра в форме водорода.

Второе, что изменилось, это то, что исследования, разработки и ранние рыночные испытания неуклонно снижали стоимость и повышали долговечность основных компонентов водородной технологии.

В общем, потребность в сочетании с инновациями может, наконец, означать, что под рукой есть рентабельные продукты. Вот почему «во всем мире наблюдается возрождение водородной активности», — говорит Адам Вебер, руководитель группы преобразования энергии в Национальной лаборатории Лоуренса Беркли.

Или, как недавно сказал Пьер-Этьен Франк, секретарь торговой группы Hydrogen Council, «2020-2030 годы будут для водорода такими же, как 1990-е годы для солнца и ветра».

Несмотря на все недавние инновации, Джонсон снова и снова обнаруживал, что каждый раз, когда он отказывался от стандартных компонентов и создавал свои собственные — практически каждый элемент в продуктах HyTech спроектирован и изготовлен по индивидуальному заказу, с исходными материалами, заказанными через Интернет, — цена пошла вниз. Не знаю почему.”

Джонсон — высокий, стройный и светловолосый, заядлый мастер и строитель, глаза которого загораются, когда он говорит о технике. После учебы в Тихоокеанском университете Сиэтла он провел первые 10 лет своей 20-летней карьеры в области сжатия видео. Но работа в Норвегии с Innovation Norway над хранением водородной энергии привела к тому, что у него возникла проблема с водородом. С тех пор он стал истинным верующим. «Ставка на водород в будущем — лучшее, что вы можете сделать», — говорит он.

«Если электролиз действительно настолько дешевле, это меняет правила игры»

Начинается с электролизера, который вытягивает водород из воды.Джонсон не смог найти такой дешевый, простой и эффективный, как он хотел, поэтому он построил свой собственный.

Электролизер HyTech (в данном случае присоединенный к стационарному дизель-генератору). HyTech Power

Ничего особенного, просто трубка, наполненная дистиллированной водой. Примерно в центре подвешена небольшая титановая пластина, покрытая специальной смесью электрокатализаторов, оптимизированных для разделения водорода и кислорода.Газы поднимаются с пластины непрерывным потоком пузырьков. Он полностью закрыт металлом, в нем нет движущихся частей, поэтому он чрезвычайно прочен и не требует значительного обслуживания.

В целом, по словам Джонсона, система «очень проста и бессмысленна». (Это тема, к которой он часто возвращается — предпочтение замкнутых, простых, полностью перерабатываемых систем.) Но благодаря эффективности электрокатализаторов, добавляет он, «очень точно, сколько энергии необходимо для производства необходимый водород.”

Джонсон может похвастаться тем, что его электролизер может производить водород примерно в три или четыре раза быстрее, чем электролизеры с аналогичной площадью основания, используя примерно треть электрического тока. Это означает постепенное снижение затрат.

«Очевидно, я не могу проверить их экономику издалека, — сказал мне Джеймс Бреннер из Национального центра исследований водорода при Технологическом институте Флориды, — но если электролиз действительно намного дешевле, это меняет правила игры».

Теперь давайте посмотрим, что HyTech планирует с этим делать.

Модернизация. HyTech Power

Способ очистки дизельных двигателей для рынка, который остро нуждается в одном

Первый продукт, дебют которого запланирован на апрель, — ключ ко всему остальному.

Это называется «Система внутреннего сгорания» (ICA), модификация двигателей внутреннего сгорания, которая позволяет им существенно повысить топливную эффективность и уменьшить загрязнение воздуха. Это достигается путем добавления к топливу крошечных количеств газообразного водорода и кислорода непосредственно перед его сгоранием в цилиндрах двигателя.Смесь HHO придает интенсивность сгоранию, позволяя топливу сгорать более полно, производя больше энергии и меньше загрязнений.

Система ICA технически может работать на любом двигателе внутреннего сгорания, но для начала HyTech нацелена на самые грязные двигатели с самой быстрой окупаемостью инвестиций, а именно на дизельные двигатели — в транспортных средствах, таких как грузовики, автофургоны, автобусы и вилочные погрузчики, а также большие стационарные дизельные генераторы, которые по-прежнему обеспечивают резервное (и даже основное) питание миллионов людей во всем мире.

Все эти дизельные двигатели выделяют канцерогенный дым, содержащий твердые частицы (сажа) и оксиды азота (NOx), которые наносят вред здоровью человека. Штаты и города по всему миру борются с загрязнением воздуха дизельным топливом.

Но дизельные сажевые фильтры (DPF), которые задерживают частицы, дороги, требуют технического обслуживания и требуют частой замены. Жидкости для селективного каталитического восстановления (SCR), добавляемые в выхлопные газы для удаления NOx, сами по себе являются загрязнителями, и их необходимо часто менять.

Короче говоря, существует много дизельных двигателей, они очень грязные (ответственны за до 50 процентов загрязнения городского воздуха зимой), и многие люди тратят много денег, пытаясь их очистить. Это большой рынок.

Предложение

HyTech на этом рынке весьма примечательно: оно утверждает, что его ICA может повысить топливную экономичность дизельного двигателя на 20–30 процентов, уменьшить содержание твердых частиц на 85 процентов и сократить выбросы NOx на 50–90 процентов.В сочетании с сажевым фильтром и некоторым количеством SCR он может дать дизельный двигатель, который соответствует официальным калифорнийским стандартам для автомобилей со «сверхнизким уровнем выбросов».

Стоимость преобразования грязного дизельного двигателя в относительно чистый: около 10 000 долларов на установку, которые, по оценке HyTech, окупятся за девять месяцев за счет сокращения расходов на топливо и техническое обслуживание.

Устройство помощи внутреннего сгорания (ICA) HyTech, установленное на большом дизельном двигателе.(Видите маленький ряд форсунок?) HyTech Power

HyTech — не первая и не единственная компания, разработавшая систему присадок HHO, но ничто на рынке не может сравниться с такими цифрами.

ICA достигает этой эффективности благодаря компьютеризированному контроллеру времени, который определяет и анализирует вращение коленчатого и распределительного валов, чтобы определить точное время и размер впрыска HHO. Предыдущие системы HHO более или менее заполняли двигатель HHO через воздухозаборник, но HyTech использует «впрыск через порт» с отдельным инжектором на впускном клапане каждого цилиндра, управляемым таймером.Каждый инжектор (размером примерно с человеческий волос) впрыскивает крошечные струйки HHO в цилиндр именно тогда, когда это необходимо.

Такой уровень точности позволяет ICA использовать гораздо меньше водорода, чем его конкуренты, гораздо более эффективно. Небольшого бортового электролизера производит более чем достаточно.

Это смелые заявления, но пока они остаются верными. ICA был включен в список EPA как кандидат на технологию сокращения выбросов; Уважаемая испытательная фирма SGS обнаружила, что ICA повысила топливную экономичность грузовика FedEx на 27.4 процента; FedEx в настоящее время проводит дорожные испытания ICA на автопарке грузовиков и обнаруживает, что экономия топлива на 20–30 процентов выше, а затраты на техническое обслуживание сажевого фильтра значительно снизились. При стороннем тестировании и при ограниченных местных продажах в районе Редмонда ICA выполнила свои обещания.

Если он сможет сделать это в масштабе HyTech — надежно повысить экономию топлива на треть и снизить загрязнение почти до нуля, с окупаемостью за девять месяцев — возможностей не будет конца. Компания оценивает рынок очистных работ в 100 миллиардов долларов, включая портовые грузовики, грузовые суда, рефрижераторы, грузовики дальнего следования, автобусы, генераторы и все другие грязные дизельные двигатели.

ICA не полагается на новую инфраструктуру или субсидии. Это способ выйти на большой рынок, немедленно сократить выбросы и накопить средства для долгосрочных усилий по полной замене дизельного топлива.

HyTech также хочет очистить существующие автомобили

Позже в этом году HyTech представит свою вторую линейку продуктов: модифицированные водородом автомобили с ДВС. Проще говоря, потребуется любой двигатель, работающий на дизельном топливе, бензине, пропане или СПГ, и переключить его на работу на 100-процентном водороде.(В настоящее время компания находится в процессе сертификации своего модифицированного продукта Калифорнийским советом по воздушным ресурсам как имеющий нулевой уровень выбросов.) Это позволит любому водителю получить автомобиль с нулевым уровнем выбросов по значительно меньшей цене, чем стоимость покупки нового электрического или электрического автомобиля. автомобиль на водородных топливных элементах.

Джонсон признает, что, если бы он проектировал автомобиль с нуля, он бы спроектировал его на основе водородного топливного элемента без сгорания, но «мы не заинтересованы в том, чтобы становиться автомобильной компанией», — говорит он.Вместо этого HyTech хочет очистить существующие автомобили.

Не каждый может позволить себе автомобиль Toyota Mirai на водородных топливных элементах (от 58 365 долларов). Shutterstock

Для такого применения с чистым водородом (в отличие от смешанного HHO) электролизер немного отличается. Водород проходит через мембрану, которая лишает его остатков кислорода или азота, оставляя чистый водород для сгорания транспортного средства.(Это делает электролизер протонообменной мембраной, или PEM, электролизером, вариант, знакомый любителям водорода.)

По своему обыкновению, Джонсон разработал свою собственную мембрану, смешав сырье, чтобы создать что-то более эффективное и дешевое, чем другие продукты PEM на рынке.

Есть еще одно отличие, которое представляет собой еще одну из основных технологических разработок Джонсона.

Потребляемая мощность двигателя транспортного средства варьируется и может быстро увеличиваться и уменьшаться, поэтому системе необходимо хранить немного водорода в качестве буфера на случай, если он потребляет больше, чем может произвести электролизер.

Обычные автомобили на водородных топливных элементах (например, Toyota Mirai) хранят водород в виде сильно сжатого газа при давлении около 8000 фунтов на квадратный дюйм. Но со сжатым газом возникают самые разные проблемы. Для сжатия газа требуется много энергии, для этого требуется собственная специализированная инфраструктура, заправочные станции для сжатого газа чрезвычайно дороги в строительстве, а сжатый водород, ну, взрывоопасен, поэтому каждый полный его бак — потенциальная бомба.

Джонсон не хочет иметь с этим ничего общего. Итак, он пошел другим путем.Его система хранит водород, слабо связанный с металлами в виде «гидридов», в инертном жидком растворе без давления (~ 200 фунтов на квадратный дюйм).

Проблема с гидридами была двоякой: а) создание связи, достаточно слабой, чтобы ее можно было разорвать без излишней энергии, когда необходимо высвободить водород, и б) увеличение плотности энергии образующейся жидкости. (На сегодняшний день большинство гидридных жидкостей обладают меньшей энергетической плотностью, чем сжатый водород, и намного меньше ископаемого топлива. Они весят слишком много для той энергии, которую они вырабатывают.)

Джонсон думает, что решил обе проблемы. Он не раскрывает подробностей о задействованных гидридах, но у него достаточно высокое соотношение мощности к весу, чтобы побить литий-ионные батареи (которые очень тяжелые), и достаточно слабую гидридную связь, чтобы ее можно было разорвать, используя только перенаправляем отходящее тепло от двигателя (не требуется дополнительного тепла или давления).

Более того, он работает с командой над наноматериалами для гидридов и ожидает «огромного скачка» в соотношении мощности к весу в ближайшие годы; в конечном итоге, по его словам, он хочет, чтобы плотность энергии была конкурентоспособной с ископаемым топливом.

Эффективный электролиз плюс эффективное накопление гидридов означает, что в результате модернизации Hy-Tech будет создан автомобиль с нулевым уровнем выбросов (ZEV) со средней дальностью полета 300 миль, сравнимый с электромобилями высокого класса, но способный работать с любым существующим транспортным средством. Когда я посетил предприятие HyTech в Редмонде, Джонсон отвез меня на обед в гигантском пикапе Ford Raptor, работающем на водороде.

Ford Raptor, работающий на чистом водороде. HyTech Power

Есть два способа «заправить» автомобиль.Медленный способ — включить его на ночь, чтобы электролизер мог заполнить бак. Самый быстрый способ — заполнить его раствором гидрида, который можно получить на месте, дома или на заправочной станции, не имея ничего, кроме электролизера, немного дистиллированной воды и резервуара.

Пока не существует инфраструктуры, поддерживающей такую быструю заправку, но это не похоже на сжатый водород под высоким давлением, подчеркивает Джонсон. Это не опасно; не производит токсичных побочных продуктов; он не требует множества государственных правил безопасности и правоприменения; Теоретически, на заправочных станциях «мама и папа» можно было бы довольно дешево запустить заправку.

Несколько утопическое видение Джонсона состоит в том, что в конечном итоге в каждом доме и на предприятии будет электролизер и полный бак связанного водорода, который можно будет использовать либо для выработки электроэнергии для здания (подробнее об этом в третьем этапе), либо для топлива водородных транспортных средств.

По словам Джонсона, цель — оставить двигатели внутреннего сгорания, но «это все равно что бросить курить — каждый хочет остыть индейки». Этого просто не произойдет «. Модернизация существующих транспортных средств за небольшую часть стоимости нового транспортного средства с нулевым уровнем выбросов позволит компании быстро начать сокращение транспортных выбросов.

Святой Грааль HyTech: долгосрочное и доступное хранилище энергии

Наконец, получив финансирование и капитализацию за счет продуктов для модернизации, HyTech приступит к производству аккумуляторов энергии. Его масштабируемое хранилище энергии (SES) предназначено для конкуренции с большими батареями, такими как Powerwall от Tesla, либо в качестве локального хранилища для домов и предприятий, либо в качестве хранилища в масштабе сети, подключенного к крупным солнечным и ветряным электростанциям.

Идея хранения водородной энергии заключается в том, что когда-нибудь скоро будут регулярные периоды, когда ветер и солнце вырабатывают электроэнергию, значительно превышающую спрос.Эти излишки энергии будут стоить очень дешево — на самом деле, мы будем искать способы не тратить их зря.

Одной из набирающих популярность идеей является «преобразование энергии в газ», то есть преобразование этой избыточной энергии в водород и его хранение. «Водород — это, наверное, самое простое, что вы можете сделать при низких ценах на электроэнергию», — говорит Вебер.

Часть этого водорода можно закачать в существующие газопроводы, что снизит углеродоемкость газа. Некоторые из них могут быть объединены с диоксидом углерода для создания другого жидкого топлива.И некоторые из них можно было бы напрямую преобразовать обратно в энергию с помощью топливных элементов. «Стационарное хранение — это прекрасных потенциальных возможностей для водородных топливных элементов», — говорит Леви Томпсон, директор Лаборатории технологий водородной энергетики Мичиганского университета.

Проблема, опять же, заключалась в том, что сквозная эффективность накопления водородной энергии на основе электролиза обычно была меньше половины, чем достигается литий-ионной батареей.

Плохой рисунок, иллюстрирующий хранение водородной энергии. Shutterstock

И снова Джонсон думает, что сломал его.

Вот как работает система SES от HyTech: энергия поступает (в идеале от солнечных панелей или ветряных турбин) для запуска электролизера. Произведенный водород либо поступает в топливный элемент (да, Джонсон построил свой собственный), либо связывается в виде гидридов и хранится в резервуаре. Когда требуется энергия, гидридные связи разрываются с использованием отработанного тепла системы, высвобождая больше водорода для топливного элемента.

Избегая сжатия и обнаружив, что гидридная связь достаточно слабая, чтобы ее можно было разорвать отходящим теплом, Джонсон заметно повысил эффективность.Он еще больше повысил эффективность с помощью другой умной техники. В большинстве хранилищ водорода используются огромные электролизеры и топливные элементы, которые не могут точно масштабировать производство энергии в соответствии с потребностями. Джонсон разбил свою систему на модули: она содержит стопки электролизеров и топливных элементов меньшего размера, которые можно запускать по одному по мере роста спроса. «Глупо просто, — говорит он с улыбкой.

Внешне SES работает как большая батарея, но есть отличия и компромиссы.

С другой стороны, несмотря на то, что он значительно увеличил сквозную эффективность по сравнению с водородными конкурентами, Джонсон все еще не совсем соответствовал эффективности батарей.Он говорит, что на данный момент эффективность SES составляет около 80 процентов. По крайней мере, когда они новые, традиционные свинцово-кислотные батареи составляют около 90 процентов, а литий-ионные батареи — около 98 процентов или выше, хотя все батареи со временем изнашиваются. (Джонсон ожидает, что эффективность SES будет продолжать расти по мере разработки новых материалов для своих электролизеров и топливных элементов — он думает, что 85 или 90 процентов находятся в пределах досягаемости.)

С другой стороны, SES прослужит намного дольше, чем батарея, пройдя более 10 000 циклов зарядки и разрядки, по сравнению с примерно 1000 для литий-ионной батареи.Это приблизит срок ее службы к сроку службы типичной солнечной панели, что позволит более удобно соединять эти две батареи.

В отличие от аккумуляторов, которые нельзя полностью зарядить или разрядить из-за опасения ухудшения характеристик, SES может перейти от 100-процентной емкости до 0 и обратно без повреждений.

И когда он действительно изнашивается, в отличие от батарей, SES полностью подлежит переработке. Металлы плавятся, перетираются и используются повторно; вода перегоняется.

Лучше всего то, что раствор гидрида может храниться неограниченное время без обслуживания или потери потенциала.Его не нужно сжимать или охлаждать, как сжатый водород. Он не разлагается, как электрохимический заряд аккумуляторов. Гидриды можно хранить столько, сколько необходимо.

Это делает SES фантастическим кандидатом на долгосрочное хранение энергии, святым Граалем по-настоящему устойчивой энергетической системы. Если бы электричество было дешевым и достаточно обильным, в принципе не было бы ограничений на количество резервной энергии, которую можно было бы накапливать.

Это также делает SES идеально подходящим для распределенной энергетической системы.Без движущихся частей, надежных компонентов, устойчивых к экстремальным температурам и погодным условиям, и возможности вторичной переработки на 98 процентов, это был бы чрезвычайно простой способ для любого, у кого есть несколько солнечных панелей, получить степень энергетической независимости. Это может быть особенным благом для удаленных, автономных сообществ.

Жутко горящий электролизер. HyTech Power

Какой бы ни была судьба HyTech, потребность в водороде вызовет инновации.

Распределенная безуглеродная водородная экономика — это то, о чем размышляет Джонсон, когда дает себе время подумать.Но в наши дни перед нами стоит более неотложная задача: запустить HyTech.

Ни один из экспертов по водороду, с которыми я разговаривал, не обнаружил каких-либо особых красных флажков в технических заявлениях HyTech, но все они проявили с трудом завоеванный скептицизм «шоу-не-говори». В водородном мире произошло много новых событий. История усеяна трупами многообещающих стартапов, которые не смогли воплотить свои инновации в жизнеспособные рыночные продукты.

Тем не менее, Hytech, похоже, занимает хорошие позиции, имея надежную команду руководителей, некоторое раннее финансирование, положительные результаты испытаний, партнерские отношения с такими крупными игроками, как FedEx и Caterpillar, а также целевой рынок с продемонстрированным спросом на ее продукцию.Скорее всего, через год или два мы узнаем, справились ли они с этим.

В любом случае, по мере того, как стремление к созданию устойчивой энергетической системы всерьез набирает обороты, потребность в водороде будет только возрастать. Нам нужно топливо с нулевым выбросом углерода и нам нужно долгосрочное хранение энергии. Водород подходит обоим счетам.

Когда есть большая социальная потребность и деньги, люди становятся умными. Если Джонсон сможет добиться нескольких поэтапных достижений в водородной технологии, совершая покупки в Интернете и возясь в своей лаборатории, скоро другие сделают то же самое.А по мере выхода продуктов на рынок масштабирование приведет к снижению затрат, как это произошло с ветряной и солнечной энергией.

Во многих отношениях доступный водород — это последняя часть головоломки устойчивой энергетики, энергоноситель, который может заполнить трещины в системе, работающей в основном на ветровой и солнечной энергии. За прошедшие годы его несколько раз оставляли умирать, но, поскольку мир серьезно относится к декарбонизации, водород, наконец, может выиграть свой день на солнце.

Железный порошок прошел первые промышленные испытания в качестве возобновляемого топлива без диоксида углерода

Сегодня, все еще работая в Google, мы сохраняем надежду.И мы счастливы сказать, что мы сделали несколько ошибок. В частности, системы возобновляемых источников энергии дешевели быстрее, чем мы ожидали, и их внедрение превысило прогнозы, которые мы приводили в 2014 году.

Инженеры могут расширить масштабы таких зрелых технологий, как энергия ветра [1] и солнечной энергии [2]. Другие зарождающиеся технологии требуют значительных инноваций, например, водородные самолеты [3] и электродуговые печи для производства стали [4]. Чтобы противодействовать наихудшим непосредственным последствиям изменения климата, мы Крис Филпот

В нашей предыдущей статье речь шла о «прорывных» целевых ценах ( разработан в сотрудничестве с консалтинговой фирмой McKinsey & Co.), что может привести к сокращению выбросов в США на 55% к 2050 году. С тех пор цены на ветровую и солнечную энергию достигли целевых показателей, установленных на 2020 год, а цены на батареи — даже лучше, упав до диапазона, прогнозируемого на 2050 год. — ожидаемые ценовые тенденции в сочетании с дешевым природным газом привели к сокращению потребления угля в США вдвое. Результат: к 2019 году выбросы в США упали до уровня, прогнозируемого сценарием McKinsey на 2030 год — на десять лет раньше, чем предсказывала наша модель.

И благодаря этому прогрессу в декарбонизации производства электроэнергии инженеры ищут и находят многочисленные возможности для переключения существующих систем, основанных на сжигании ископаемого топлива, на электроэнергию с низким содержанием углерода.Например, электрические тепловые насосы становятся рентабельной заменой топлива для обогрева, а электромобили дешевеют и растут в цене.

Однако даже при всем этом прогрессе мы все еще находимся на траектории серьезного изменения климата: К 2100 году повысится на 3 ° C. Многие страны не соблюдают сокращения выбросов, которые они обещали в Парижском соглашении 2015 года. Даже если бы каждая страна выполнила свое обещание, этого было бы недостаточно, чтобы ограничить глобальное потепление до 1,5 ° C, что большинство экспертов считает необходимым, чтобы избежать экологической катастрофы.Выполнение сегодняшних обещаний потребует резкого сокращения выбросов. Если этого массового сокращения выбросов не произойдет, что, как мы думаем, вероятно, потребуются другие стратегии, чтобы удерживать температуру в определенных пределах.

Нормированная стоимость энергии описывает затраты на строительство и эксплуатацию электростанций в течение срока их службы, измеряемые в долларах США за мегаватт-час. С 2009 года стоимость солнечной фотоэлектрической (PV) и ветровой энергии быстро снизилась. Цены на емкость аккумуляторов упали еще быстрее. Источник: BloombergNEF

Вот некоторые ключевые цифры: чтобы обратить вспять изменение климата, хотя бы частично, нам нужно снизить уровень углекислого газа в атмосфере до более безопасного порогового значения. 350 частей на миллион; в День Земли 2021 эта цифра составила 417 промилле. По нашим оценкам, для достижения этой цели потребуется удалить из атмосферы порядка 2 000 гигатонн CO ₂ в течение следующего столетия. Это полное удаление необходимо как для поглощения существующего атмосферного CO ₂, так и для CO ₂, который будет выделяться, когда мы переходим к углеродно-отрицательному обществу (которое удаляет из атмосферы больше углерода, чем выделяет).

Наши первые битвы в войне с изменением климата требуют, чтобы инженеры работали над многими существующими технологиями, которые можно масштабно масштабировать. Как уже было показано на примере ветряных, солнечных батарей и батарей, такое расширение масштабов часто приводит к резкому снижению затрат. В других отраслях промышленности для сокращения выбросов требуются технологические революции. Если вы поэкспериментируете со своим собственным набором методов смягчения последствий изменения климата, используя Интерактивный климатический инструмент En-ROADS, вы увидите, сколько вариантов вам нужно максимально использовать, чтобы изменить нашу текущую траекторию и достичь уровня 350 ppm CO ₂ и глобального повышения температуры не более чем на 1.5 ° С.

Так что же делать инженеру, который хочет спасти планету? Даже когда мы работаем над переходом к обществу, основанному на безуглеродной энергии, мы должны серьезно относиться к секвестрации углерода, то есть к хранению CO. ₂ в лесах, почве, геологических образованиях и других местах, где он будет оставаться на месте. И в качестве временной меры в этот трудный переходный период нам также необходимо будет рассмотреть методы управления солнечным излучением — отклонение некоторого количества падающего солнечного света для уменьшения нагрева атмосферы.Эти стратегические направления потребуют реальных инноваций в ближайшие годы. Чтобы выиграть войну с изменением климата, нам также нужны новые технологии.

Мы надеемся, что необходимые технологии появятся в течение нескольких десятилетий. В конце концов, инженерам прошлого потребовались всего несколько десятилетий, чтобы спроектировать боевые машины, построить корабли, которые могли бы облететь земной шар, наладить повсеместную связь в реальном времени, ускорить вычисления более чем в триллион раз и запустить людей в космос и на Луну. 1990-е, 2000-е и 2010-е были десятилетиями, когда ветроэнергетика, солнечная энергия и сетевые батареи, соответственно, стали широко распространяться.Что касается технологий, которые определят грядущие десятилетия и позволят людям жить устойчиво и процветать на планете со стабильным климатом, то отчасти это зависит от вас. У инженеров есть над чем усердно работать. Вы готовы?

Прежде чем мы перейдем к техническим задачам , которые требуют вашего внимания, позвольте нам немного поговорить о политике. Климатическая политика имеет важное значение для инженерных работ по декарбонизации, поскольку она может резко снизить стоимость новых энергетических технологий и переключить рынки на низкоуглеродные альтернативы.Например, к 2005 году Германия предлагала чрезвычайно щедрые долгосрочные контракты производителям солнечной энергии (примерно в пять раз дороже средней цены на электроэнергию в Соединенных Штатах). Этот гарантированный спрос дал толчок мировому рынку солнечных фотоэлектрических (PV) панелей, который с тех пор растет в геометрической прогрессии. Короче говоря, временные субсидии Германии помогли создать устойчивый глобальный рынок солнечных батарей. Люди часто недооценивают, насколько человеческая изобретательность может быть раскрыта, когда она продвигается рыночными силами.

Для достижения цели ограничения нагрева до 1,5 ° C, чистый CO 2 должны немедленно резко сократиться по сравнению с нашими текущими выбросами, как показано в строке A. Если выбросы уменьшатся еще через десять лет, как показано в строке B, тогда гораздо большее количество CO 2 нужно будет удалить. Источник: Отчет МГЭИК «Глобальное потепление на 1,5 ° C»

Этот всплеск солнечной фотоэлектрической энергии мог произойти десятилетием раньше. К 1995 году все основные процессы были готовы: инженеры освоили технические этапы изготовления кремниевых пластин, диффузионных диодных переходов, нанесения металлических решеток на поверхности солнечных элементов, пассивирования поверхности полупроводника для добавления антиотражающего покрытия и ламинирования модулей.Единственным недостающим элементом была политика поддержки. Мы не можем позволить себе больше этих «потерянных десятилетий». Мы хотим, чтобы инженеры посмотрели на энергетические системы и спросили себя: какие технологии имеют все необходимое для увеличения масштабов и снижения затрат, кроме политики и рынка?

Нобелевский лауреат по экономике Уильям Нордхаус в своей книге утверждает, что ценообразование на углерод играет важную роль в борьбе с изменением климата. Климат-казино (Издательство Йельского университета, 2015). Сегодня цены на углерод применяются к примерно 22 процентам глобальных выбросов углерода.Крупный углеродный рынок Европейского Союза, который в настоящее время оценивает углерод выше 50 евро за тонну (61 доллар США), является основной причиной, по которой его авиакомпании, производители стали и другие отрасли в настоящее время разрабатывают долгосрочные планы декарбонизации. Но экономист Марк Жаккар указал, что, хотя налоги на выбросы углерода наиболее эффективны с экономической точки зрения, они часто сталкиваются с огромным политическим противодействием. Поэтому пионеры климатической политики в Канаде, Калифорнии и других странах прибегли к гибким (хотя и более сложным) нормам, которые предоставляют отраслям разнообразные возможности для достижения целей декарбонизации.

Инженеры могут оценить простоту и элегантность ценообразования на углерод, но самый простой подход не всегда обеспечивает прогресс. Хотя мы, инженеры, не занимаемся разработкой политики, нам следует оставаться в курсе и поддерживать политики, которые помогут процветать нашей отрасли.

Сложные задачи обезуглероживания в большом количестве для амбициозных инженеров. Их слишком много, чтобы перечислить в этой статье, поэтому мы выберем несколько фаворитов и отсылаем читателя к Project Drawdown, организации, которая оценивает влияние усилий по борьбе с изменением климата, для получения более полного списка.

Рассмотрим авиаперелеты. Это составляет 2,5 процента мировых выбросов углерода, и декарбонизация — достойная цель. Но вы не можете просто уловить выхлопные газы самолетов и закачать их под землю, да и инженеры вряд ли в ближайшее время разработают батарею с плотностью энергии реактивного топлива. Таким образом, есть два варианта: либо вытащить CO ₂ непосредственно из воздуха в количествах, которые компенсируют выбросы самолетов, а затем спрятать его где-нибудь, либо переключиться на самолеты, которые работают на безуглеродном топливе, таком как биотопливо.

Инженеры упорно трудились, чтобы освоить шаги, необходимые для создания солнечных фотоэлектрических систем, но затем они потеряли десятилетие, ожидая поддержки политики, которая снизила цены, чтобы создать рынок. Мы не можем позволить себе больше потерянных десятилетий.

Одна интересная возможность — использовать водород в качестве авиационного топлива. Airbus в настоящее время работает над проектами самолета с водородным двигателем, который, по ее словам, будет коммерчески использоваться в 2035 году. Большая часть сегодняшнего водорода явно вредна для климата, поскольку он производится из ископаемого метана в процессе, который выделяет CO ₂ .Но производство чистого водорода — горячая тема для исследований, и 200-летний метод электролиза воды, в котором H ₂ O расщепляется на кислород и водород, приобретает новый вид. Если для электролиза используется электричество с низким содержанием углерода, полученный чистый водород можно использовать для производства химикатов, материалов и синтетического топлива.

Политика, особенно в Европе, Япония и Австралия продвигают вперед исследования водорода. Например, Евросоюз опубликовал амбициозную стратегию в отношении 80 гигаватт мощностей в Европе и соседних странах к 2030 году.Инженеры могут помочь снизить цены; первая цель — достичь 2 долларов за килограмм (по сравнению с примерно 3 долларами до 6,50 долларов за килограмм сейчас), после чего чистый водород будет дешевле, чем сочетание природного газа с улавливанием и секвестрацией углерода.

Безопасный для климата водород может также привести к еще одному великому достижению: обезуглероживанию производства металлов. Каменный век уступил место железному веку только тогда, когда люди выяснили, как использовать энергию для удаления кислорода из металлических руд, обнаруженных в природе.В Европе вырубили леса отчасти для того, чтобы предоставить древесный уголь для сжигания в тиглях, где мастера по металлу нагревали железную руду, поэтому это считалось экологической победой, когда они перешли с древесного угля на уголь в 18 веке. Сегодня, благодаря углеродному рынку Европейского Союза, инженеры пилотирование новых захватывающих методов удаления кислорода из металлической руды с использованием водородных и электродуговых печей.

Предстоит еще проделать большую работу по обезуглероживанию производства электроэнергии и производству чистого топлива.Во всем мире люди используют примерно один зеттаджоуль в год — это 10 ²¹ джоулей в год. Удовлетворение этого спроса без дальнейшего содействия изменению климата означает, что нам придется резко ускорить внедрение источников энергии с нулевым выбросом углерода. Для обеспечения 1 ZJ в год только солнечными батареями, например, потребуется покрыть панелями примерно 1,6% площади суши в мире. Выполнение этого с помощью одной только ядерной энергии потребовало бы строительства трех 1-гигаваттных станций каждый день в период с настоящего момента до 2050 года.Ясно, что нам нужен ряд экономичных и экологически безопасных вариантов, особенно в свете значительных региональных различий в ресурсах.

Пока мы рассматриваем эти варианты, нам также необходимо убедиться, что эти источники энергии стабильны и надежны. Критически важные инфраструктуры, такие как больницы, центры обработки данных, аэропорты, поезда и очистные сооружения, нуждаются в круглосуточном электроснабжении. (Google, например, настойчиво стремится к безуглеродной энергии в режиме 24/7 для своих дата-центры к 2030 году.) Большинство крупных промышленных процессов, таких как производство стекла, удобрений, водорода, синтезированного топлива и цемента, в настоящее время рентабельны только тогда, когда заводы работают почти непрерывно и часто требуют высокотемпературного технологического тепла.

Чтобы обеспечить стабильную безуглеродную электроэнергию и технологическое тепло, мы должны рассмотреть новые формы ядерной энергетики. в Новая политика Соединенных Штатов и Канады поддерживает передовые разработки и лицензирование ядерной энергетики. Десятки передовых компаний, занимающихся делением ядерных материалов, предлагают инженерам множество интересных задач, таких как создание отказоустойчивого топлива, которое становится менее реактивным по мере нагрева.Другие возможности можно найти в разработке реакторов, которые рециркулируют отработанное топливо для уменьшения количества отходов и потребностей в горнодобывающей промышленности или разрушают долгоживущие компоненты отходов с помощью новых технологий трансмутации.

Инженерам, которых тянет к действительно сложным заданиям, стоит подумать о ядерный синтез, где проблемы включают контроль плазмы, в которой происходит термоядерный синтез, и достижение чистой выходной электрической мощности. Соревнование этого десятилетия в области передовых технологий ядерной энергетики может дать победителей, которые воодушевят инвесторов, а новый раунд политики может подтолкнуть эти технологии вниз по кривой затрат, избегая потерянного десятилетия для передовой ядерной энергетики.

Водород может играть решающую роль в безуглеродной энергетической системе, поскольку возобновляемые источники энергии и атомная энергия обеспечивают большую долю электроэнергии. Водород можно использовать в качестве сырья для производства синтетического топлива, которое может заменить ископаемое топливо. Водород также можно использовать непосредственно в качестве топлива или сырья для декарбонизации промышленных процессов, что требует некоторой новой распределительной и промышленной инфраструктуры. Источник: Управление энергоэффективности и возобновляемых источников энергии США

Глобальный климат сохранение — идея, которую инженеры должны любить, потому что она открывает новые области и возможности карьерного роста.Климат Земли имеет разомкнутый цикл более 4 миллиардов лет; нам повезло, что резко колеблющийся климат нашей планеты был необычайно стабильным на протяжении 10 000 лет, когда возникла и процветала современная цивилизация. Мы считаем, что человечество скоро начнет обматывать контур управления климатом Земли, проектируя и внедряя контролируемые изменения, которые сохранят климат.

Основная причина сохранения климата — избежать необратимых изменений климата. Таяние ледникового покрова Гренландии могло поднимет уровень моря на 6 метров, иначе безудержное таяние вечной мерзлоты может вызвать выбросы парниковых газов в количестве, достаточном для дополнительного глобального потепления.Ученые согласны с тем, что продолжение неконтролируемых выбросов вызовет такие переломные моменты, хотя есть неуверенность в том, когда это произойдет. Экономист Нордхаус, применяя консервативный принцип предосторожности к изменению климата, утверждает, что эта неопределенность оправдывает более ранние и более масштабные климатические меры, чем если бы были точно известны пороговые значения критической точки.

Мы верим в активное удаление углекислого газа, потому что альтернатива слишком мрачна и слишком дорога.Некоторые подходы к удалению и связыванию углекислого газа технически осуществимы и в настоящее время судят. Другие, такие как удобрение океана водорослями и планктоном, вызвали разногласия, когда их пытались предпринять в ранних экспериментах, но нам также нужно узнать больше об этом.

В Рекомендация Межправительственной группы экспертов по изменению климата об ограничении потепления на уровне 1,5 ° C требует сокращения чистых глобальных выбросов почти вдвое к 2030 году и до нуля к 2050 году, но страны не делают необходимых сокращений выбросов.(Под чистыми выбросами мы понимаем фактические выбросы CO ₂ за вычетом CO ₂, которые мы извлекаем из воздуха и улавливаем.) МГЭИК оценивает, что достижение целевой пиковой температуры 1,5 ° C и со временем извлечение CO ₂ до 350 частей на миллион фактически требует отрицательных выбросов более 10 Гт CO ₂ в год в течение нескольких десятилетий — и это, возможно, потребуется продолжать до тех пор, пока в атмосфере останутся клопы, которые продолжают выделять CO ₂ .

С помощью инструмента моделирования климата En-ROADS любой может разработать сценарии для решения проблемы изменения климата. В частично показанный здесь сценарий достигает целей ограничения выбросов и потепления. Это достигается за счет максимальных возможных изменений в энергоснабжении, достижений в области энергоэффективности и электрификации, а также повсеместного удаления и связывания углерода. Источник: En-ROADS

Инструмент En-ROADS, который можно использовать для моделирования воздействия стратегий смягчения последствий изменения климата, показывает, что ограничение потепления до 1.5 ° C требует максимального использования всех вариантов связывания углерода, включая биологические средства, такие как лесовосстановление, и новые технологические методы, которые еще не являются рентабельными.

Нам нужно изолировать CO ₂, частично, чтобы компенсировать деятельность, которая не может быть обезуглерожена. Цемент, например, имеет самый большой углеродный след из всех искусственных материалов, создавая около 8 процентов глобальных выбросов. Цемент производится путем нагревания известняка (в основном кальцита или CaCO ₃) для получения извести (CaO).При производстве 1 тонны цементной извести выделяется около 1 тонны CO ₂. Если бы все выбросы CO ₂ от производства цемента были захвачены и закачаны под землей по цене 80 долларов за тонну, по нашим оценкам, 50-фунтовый мешок (около 23 кг) бетонной смеси, одним из компонентов которой является цемент, будет стоить примерно на 42 цента больше. Такое изменение цен не остановит людей от использования бетона и не приведет к значительному увеличению затрат на строительство. Более того, газ, выходящий из дымовых труб на цементных заводах, богат CO ₂ по сравнению с разбавленным количеством в атмосфере, что означает, что его легче улавливать и хранить.

Улавливание выбросов цемента будет хорошей практикой, поскольку мы готовимся к большему увеличению удаления 2000 Гт CO. ₂ прямо из атмосферы в течение следующих 100 лет. В этом заключается одна из самых больших проблем века для ученых и инженеров. В недавней статье Physics Today стоимость прямого улавливания атмосферного CO ₂ оценивалась в диапазоне от 100 до 600 долларов за тонну. Этот процесс является дорогостоящим, поскольку требует большого количества энергии: прямой захват воздуха включает нагнетание огромных объемов воздуха над сорбентами, которые затем нагреваются для высвобождения концентрированного CO ₂ для хранения или использования.

Нам нужен ценовой прорыв в области улавливания и связывания углерода, который будет конкурировать с тем, что мы видели в ветроэнергетике, солнечной энергии и батареях. Мы оцениваем это в 100 долларов за тонну, удалив эти 2000 Гт CO. ₂ будет составлять примерно 2,8 процента мирового ВВП за 80 лет. Сравните эту стоимость с потерями, связанными с переломным моментом в изменении климата, который никакие расходы не могут отменить.

В принципе, подземных скальных образований достаточно, чтобы хранить не только гигатонны, но и тератонны CO ₂.Но масштаб необходимого секвестрации и безотлагательная необходимость в нем требуют нестандартного мышления. Например, массовое и дешевое удаление углерода может быть возможным при помощи природы. Во время каменноугольного периода нашей планеты, 350 миллионов лет назад, природа улавливала столько углерода, что она уменьшила содержание CO ₂ в атмосфере с более чем 1000 ppm до нашего доиндустриального уровня в 260 ppm (и при этом создала уголь). Механизм: растения вырабатывали волокнистый углеродсодержащий материал лигнин для своих стеблей и коры за миллионы лет до того, как другие существа разработали способы его переваривания.

Теперь представьте, что океан поглощает и почти полностью перерабатывает около 200 Гт CO. ₂ в год. Если бы мы могли предотвратить 10 процентов этого повторного выброса в течение 100 лет, мы бы достигли цели по секвестированию 2 000 Гт CO ₂. Возможно, какое-то существо в пищевой цепи океана может быть изменено, чтобы выделять органический биополимер, такой как лигнин, который трудно метаболизировать, который оседает на морском дне и улавливает углерод. Фитопланктон быстро размножается, предлагая быстрый путь к огромным масштабам.Если наше наследие решения проблемы изменения климата — это несколько миллиметров неудобоваримых, богатых углеродом фекалий на дне океана, нас это устроит.

Наши первые битвы в войне с изменением климата требуют, чтобы инженеры работали над существующими технологиями, которые можно масштабировать. Но чтобы выиграть войну, нам потребуются и новые технологии.

Изменение радиационного воздействия — то есть отражение большего количества солнечного света в космос — можно использовать как временную и временную меру для ограничения потепления, пока мы не добьемся снижения уровней CO в атмосфере. ₂.Такие усилия позволят избежать наихудших физических и экономических последствий повышения температуры и будут выведены из эксплуатации после того, как кризис пройдет. Например, мы могли бы уменьшить образование инверсионных следов от самолетов, которые задерживают тепло, и сделать крыши и другие поверхности белыми, чтобы отражать больше солнечного света. Эти две меры, которые могут снизить ожидаемое нами планетарное потепление примерно на 3 процента, помогут общественности лучше понять, что наши коллективные действия влияют на климат.

Есть более амбициозные предложения, которые отражали бы больше солнечного света, но есть много споров о положительных и отрицательных последствиях таких действий.Мы считаем, что наиболее ответственный путь вперед для инженеров, химиков, биологов и экологов — это проверить все варианты, особенно те, которые могут иметь значение в планетарном масштабе.

Мы не утверждаем, что знаем, какие технологии предотвратят мир-антиутопию, который теплее на 2 ° C. Но мы искренне верим, что мировые инженеры могут найти способы доставить десятки тераватт безуглеродной энергии, радикально обезуглерожить промышленные процессы, изолировать огромное количество CO. ₂, и временно отклонить необходимое количество солнечного излучения.Эффективное использование политики, поддерживающей достойные инновации, может помочь внедрить эти технологии в ближайшие три или четыре десятилетия, что позволит нам уверенно продвигаться по пути к стабильной и пригодной для жизни планете. Итак, инженеры, приступим к работе. Создаете ли вы машины, разрабатываете алгоритмы или анализируете числа, занимаетесь ли вы биологией, химией, физикой, компьютерами или электротехникой, у вас есть своя роль.

Мнения, выраженные здесь, принадлежат исключительно авторам и не отражают позицию Google или IEEE.

Предварительная обработка пшеничной соломы приводит к структурным изменениям и улучшенному ферментативному гидролизу.

Баккер, Р. Р., Элберсен, Х. У., Поппенс, Р. П. и Лешен, Дж. П. Рисовая солома и пшеничная солома — потенциальное сырье для экономики, основанной на биологических веществах. (2013).

Джайсамут, К., Паулова, Л., Патакова, П., Котучова, С. и Рихтера, М. Влияние сульфита натрия на предварительную кислотную обработку пшеничной соломы с точки зрения ее конечного превращения в этанол. Биомасса и биоэнергетика 95 , 1–7 (2016).

CAS Статья Google Scholar

Барой Г. Н., Гавала Х. Н., Вестерманн П. и Скиадас И. В. Ферментативное производство масляной кислоты из пшеничной соломы: экономическая оценка. Промышленные культуры и продукты 104 , 68–80 (2017).

CAS Статья Google Scholar

Лю, Н., Ши, С. Л. и Чжан, X. Y. Изучение преобразования пшеничной соломы в сбраживаемый сахар. Возобновляемые источники энергии (2005 г.).

Талебния Ф., Каракашев Д. и Ангелидаки И. Производство биоэтанола из пшеничной соломы: Обзор предварительной обработки, гидролиза и ферментации. Технология биоресурсов 101 , 4744 (2010).

CAS Статья PubMed Google Scholar

Каррильо, Ф., Лис, М. Дж., Колом, X., Лопес-Месас, М. и Валдеперас, Дж. Влияние предварительной обработки щелочью на гидролиз целлюлазы соломы пшеницы: кинетическое исследование. Биохимия процессов 40 , 3360–3364 (2005).

CAS Статья Google Scholar

Jiang, D., Ge, X., Zhang, Q. & Li, Y. Сравнение жидкой горячей воды и щелочной предварительной обработки гигантского тростника для улучшения ферментативной усвояемости и производства энергии биогаза. Технология биоресурсов 216 , 60–68 (2016).

CAS Статья PubMed Google Scholar

Лопес-Линарес, Дж. К. и др. . Оптимизация предварительной обработки рапсовой соломы некатализируемым паровым взрывом для производства биотоплива. Технология биоресурсов 190 , 97–105 (2015).

Артикул PubMed Google Scholar

Ду, С.-к и др. . Ферментативное осахаривание стеблей хлопка, предварительно обработанных щелочью под высоким давлением, и определение структурных характеристик. Углеводные полимеры 140 , 279–286 (2016).

CAS Статья PubMed Google Scholar

10.

Акимкулова А., Чжоу Ю., Чжао X. и Лю Д. Улучшение ферментативного гидролиза соломы пшеницы, предварительно обработанной разбавленной кислотой, путем блокирования ионами металлов адсорбции непродуктивной целлюлазы на лигнине. Технология биоресурсов 208 , 110–116 (2016).

CAS Статья PubMed Google Scholar

11.

Pei, Y. et al. . G-лигнин и гемицеллюлозные моносахариды заметно влияют на усвояемость биомассы рапса. Технология биоресурсов 203 , 325–333 (2016).

CAS Статья PubMed Google Scholar

12.

Сонг, З. и др. . Сравнение семи предварительных химических обработок кукурузной соломы для повышения выхода метана путем анаэробного сбраживания. Plos One 9 , e93801 (2014).

Артикул PubMed PubMed Central ОБЪЯВЛЕНИЯ Google Scholar

13.

Cai, L.-Y., Ma, Y.-L., Ma, X.-X. И Lv, J.-M. Улучшение ферментативного гидролиза и производства этанола из стеблей кукурузы путем предварительной обработки щелочью и N-метилморфолин-N-оксидом. Технология биоресурсов 212 , 42–46 (2016).

CAS Статья PubMed Google Scholar

14.

Лю, К. и др. . Предварительная обработка кукурузной соломы для производства сахара с использованием двухступенчатой разбавленной кислоты с последующим процессом предварительной обработки мокрым помолом. Технология биоресурсов 211 , 435–442 (2016).

CAS Статья PubMed Google Scholar

15.

Ким, Ю. и др. . Ферментный гидролиз и ферментация этанола жидкой горячей воды и предварительно обработанных AFEX зерен дистилляторов при загрузке с высоким содержанием твердых веществ. Технология биоресурсов 99 , 5206–5215 (2008).

CAS Статья PubMed Google Scholar

16.

Педерсен, М., Йохансен, К. С. и Мейер, А. С. Низкотемпературная предварительная обработка лигноцеллюлозы: эффекты и взаимодействие рН предварительной обработки имеют решающее значение для максимизации выхода ферментативных моносахаридов из пшеничной соломы. Биотехнология для производства биотоплива 4 , 1–10 (2011).

Артикул Google Scholar

17.

Si, S. и др. . Экстракция лигнина заметно усиливает ферментативное осахаривание биомассы у богатых гемицеллюлозами видов мискантуса при различных предварительных обработках щелочами и кислотами. Технология биоресурсов 183 , 248–254 (2015).

CAS Статья PubMed Google Scholar

18.

Wang, D., Ping, A., Liang, Y., Tan, Z. & Zhang, Y. Сравнение гидролиза и производства биогаза при щелочной и кислотной предварительной обработке рисовой соломы с использованием двухступенчатой анаэробной ферментации. Biosystems Engineering 132 , 47–55 (2015).

Артикул Google Scholar

19.

Ким, С., Парк, Дж. М. и Ким, К. Х. Производство этанола с использованием цельной растительной биомассы топинамбура с помощью Kluyveromyces marxianus CBS1555. Прикладная биохимия и биотехнология 169 , 1531–1545 (2013).

CAS Статья Google Scholar

20.

Ву, З. и др. . Различный состав клеточной стенки и разная усвояемость биомассы в пшеничной соломе для биоэнергетического сырья. Биомасса и биоэнергетика 70 , 347–355 (2014).

CAS Статья Google Scholar

21.

Менг, Л. и др. . На сладкое сорго, богатое сахаром, отчетливо влияют свойства полимера стенки, обеспечивающие усвояемость биомассы и ферментацию этанола в жоме. Технология биоресурсов 167 , 14–23 (2014).

Артикул Google Scholar

22.

Hendriks, A. T. W. M. и Zeeman, G. Предварительные обработки для повышения усвояемости лигноцеллюлозной биомассы. Технология биоресурсов 100 , 10–18 (2009).

CAS Статья PubMed Google Scholar

23.

Li, M., Wang, J., Yang, Y.Z. & Xie, G.H. Предварительная обработка на основе щелочей четко выделяет лигнин и пектин для усиления осахаривания биомассы путем изменения свойств целлюлозы в богатых сахаром стеблях топинамбура. Технология биоресурсов 208 , 31–41 (2016).

CAS Статья PubMed ОБЪЯВЛЕНИЯ Google Scholar

24.

Lu, J., Li, X., Yang, R., Jian, Z. & Qu, Y. Предварительная обработка Tween 40 немытых нерастворимых в воде твердых частиц тростниковой соломы и кукурузной соломы, предварительно обработанных жидкой горячей водой для получения высоких концентраций биоэтанол. Биотехнология для производства биотоплива 6 , 1–11 (2013).

Артикул Google Scholar

25.

Селиг, М. Дж. и др. . Отложение капель лигнина, образующихся во время предварительной обработки стеблей кукурузы разбавленной кислотой, замедляет ферментативный гидролиз целлюлозы. Прогресс биотехнологии 23 , 1333 (2007).

CAS Статья PubMed Google Scholar

26.

Донохо Б.С., Декер С. Р., Такер М. П., Химмель М. Э. и Винзант Т. Б. Визуализация слияния и миграции лигнина через стенки клеток кукурузы после предварительной термохимической обработки. Биотехнология и биоинженерия 101 , 913 (2008).

CAS Статья Google Scholar

27.

Луо, X., Лю, Дж., Ван, Х., Хуанг, Л. и Чен, Л. Сравнение экстракции горячей водой и обработки паром для производства растворяющейся целлюлозы высокой чистоты из зеленого бамбука. Целлюлоза 21 , 1445–1457 (2014).

CAS Статья Google Scholar

28.

Jing, L., Meng, L., Luo, X., Chen, L. & Huang, L. Влияние жесткости экстракции горячей водой (HWE) на эффективность биопереработки эвкалипта на основе беленой целлюлозы во время Процесс отбеливания HWE – Kraft – ECF. Технология биоресурсов 181 , 183 (2015).

Артикул Google Scholar

29.

Ху, Ф., Юнг, С. и Рагаускас, А. Образование псевдолигнина и его влияние на ферментативный гидролиз. Технология биоресурсов 117 , 7–12 (2012).

CAS Статья PubMed Google Scholar

30.

Sun, Y. & Cheng, J.J. Предварительная обработка ржаной соломы и бермудской травы разбавленной кислотой для производства этанола. Технология биоресурсов 96 , 1599 (2005).

CAS Статья PubMed Google Scholar

31.

Исидзава, К. И., Дэвис, М. Ф., Шелл, Д. Ф. и Джонсон, Д. К. Пористость и ее влияние на усвояемость предварительно обработанной разбавленной серной кислотой кукурузной соломы. Журнал сельскохозяйственной и пищевой химии 55 , 2575–2581 (2007).

CAS Статья Google Scholar

32.

Лю Дж. и др. . Сравнение предварительной обработки жидкой горячей воды (LHW) и высококипящего спирта / воды (HBAW) для улучшения ферментативного осахаривания целлюлозы в бамбуке. Промышленные культуры и продукты 107 , 139–148 (2017).

CAS Статья Google Scholar

33.

Инь, Ю.И Ван, Дж. Усиление ферментативного гидролиза пшеничной соломы с помощью гамма-облучения-щелочной предварительной обработки. Радиационная физика и химия 123 , 63–67 (2016).

CAS Статья ОБЪЯВЛЕНИЯ Google Scholar

34.

Qiu, J. et al. . Предварительная обработка пшеничной соломы фосфорной кислотой и перекисью водорода для ферментативного осахаривания и производства этанола при высоком содержании твердых веществ. Технология биоресурсов 238 , 174 (2017).

CAS Статья PubMed Google Scholar

35.

Константа, С. и др. . Состав, текстура и метановый потенциал остатков целлюлозы, полученных при органозольвии кислот Льюиса из пшеничной соломы. Технология биоресурсов 216 , 737–743 (2016).

CAS Статья PubMed Google Scholar

36.

Merali, Z. et al. .Химическая характеристика предварительно гидротермально обработанной и ферментативно переваренной соломы пшеницы: оценка устойчивости. Пищевая химия 198 , 132–140 (2016).

CAS Статья PubMed Google Scholar

37.

Кешав, П. К., Насируддин, С. и Рао, Л. В. Улучшенное ферментативное осахаривание взорванных паром стеблей хлопка с использованием щелочной экстракции и ферментации целлюлозных сахаров в этанол. Технология биоресурсов 214 , 363–370 (2016).

CAS Статья PubMed Google Scholar

38.

Li, P. et al. . Влияние предварительной обработки кислотой на различные части стебля кукурузы для производства этанола второго поколения. Технология биоресурсов 206 , 86–92 (2016).

CAS Статья PubMed Google Scholar

39.

Toquero, C. & Bolado, S. Влияние четырех предварительных обработок на ферментативный гидролиз и ферментацию этанола пшеничной соломы. Влияние ингибиторов и промывки. Технология биоресурсов 157 , 68–76 (2014).

CAS Статья PubMed Google Scholar

40.

Ванков Т. и Макинтош С. Предварительная обработка остатков зерновых культур щелочью для получения биотоплива второго поколения. Energy & Fuels 25 , 2754–2763 (2011).

CAS Статья Google Scholar

41.

Zheng, Q. et al. . Обработка зерна дистиллята rs ’производства ароматизаторов и ароматизаторов Лучжоу для разложения волокна. Энергия и топливо 29 , 4305–4310 (2015).

CAS Статья Google Scholar

42.

Han, W. et al. . Предварительная щелочная обработка с помощью ультразвука для усиления ферментативного гидролиза рисовой соломы за счет использования тепловой энергии, рассеиваемой при ультразвуковой обработке. Технология биоресурсов 241 , 70–74 (2017).

Артикул Google Scholar

43.

Синдху Р., Бинод П. и Пандей А. Предварительная биологическая обработка лигноцеллюлозной биомассы — обзор. Технология биоресурсов 199 , 76 (2016).

CAS Статья PubMed Google Scholar

44.

Mood, S.H. et al. .Превращение лигноцеллюлозной биомассы в биоэтанол: всесторонний обзор с акцентом на предварительную обработку. Обзоры возобновляемой и устойчивой энергетики 27 , 77–93 (2013).

Артикул Google Scholar

45.

Xu, F., Shi, Y.-C. И Ван, Д. Исследования рассеяния рентгеновских лучей лигноцеллюлозной биомассы: обзор. Углеводные полимеры 94 , 904–917 (2013).

CAS Статья PubMed Google Scholar

46.

Капур, М. и др. . Структурные особенности стебля горчицы, предварительно обработанной разбавленной кислотой, паром и щелочью, и их влияние на ферментативный гидролиз. Углеводные полимеры 124 , 265–273 (2015).

CAS Статья PubMed Google Scholar

47.

Chen, L. et al. . Комплексный химический и многоуровневый структурный анализ процессов кислотной обработки и ферментативного гидролиза соломы кукурузы. Углеводные полимеры 141 , 1–9 (2016).

CAS Статья PubMed Google Scholar

48.

Хак М.А. и др. . Влияние разбавленной щелочи на структурные особенности и ферментативный гидролиз ячменной соломы (Hordeum vulgare) при температуре кипения с малым временем пребывания. Журнал микробиологии и биотехнологии 22 , 1681–1691 (2012).

CAS Статья Google Scholar

49.

Wang, Q. и др. . Предварительная обработка соломы пшеницы концентрированной фосфорной кислотой и перекисью водорода (PHP): исследования условий предварительной обработки и изменений структуры. Технология биоресурсов 199 (2015).

50.

Сан, Ю. Г. и др. . Физико-химические свойства стеблей кукурузы после обработки паровым взрывом в сочетании с кислотой или щелочью. Углеводные полимеры 117 , 486–493 (2015).

CAS Статья PubMed Google Scholar

51.

C. S. G. T. Волокнистое сырье, целлюлоза, бумага и картон. Определение золы. Китайская Народная Республика 742–2008 (2008 г.).

52.

2677.2–2011, С.С.Г. Т. Определение влажности волокнистого сырья. Китайская Народная Республика (2011).

53.

Sluiter, A. et al. . Определение структурных углеводов и лигнина в биомассе. Методика лабораторная аналитическая; Национальная лаборатория возобновляемых источников энергии : Голден, Колорадо, США (2008).

54.

Чанг Б. Ю. и др. . Сравнение эффективности облучения электронным пучком при ферментативном гидролизе между 4 дозами по 25 кГр и однократной дозой 100 кГр для производства биоэтанола. Журнал Корейского общества прикладной биологической химии 55 , 385–389 (2012).

CAS Статья Google Scholar

55.

Сюй, Дж., Ченг, Дж. Дж., Шарма-Шиваппа, Р.Р. и Бернс, Дж. С. Предварительная обработка проса проса извести при умеренных температурах для производства этанола. Технология биоресурсов 101 , 2900–2903 (2010).

CAS Статья PubMed Google Scholar

56.

Chen, H., Zhao, J., Hu, T., Zhao, X. & Liu, D. Сравнение нескольких органических растворов предварительной обработки для улучшения ферментативного гидролиза пшеничной соломы: усвояемость субстрата, ферментируемость и особенности конструкции. Прикладная энергия 150 , 224–232 (2015).

CAS Статья Google Scholar

57.

Вагмаре, П. Р., Кадам, А. А., Саратале, Г. Д. и Говиндвар, С. П. Ферментативный гидролиз и характеристика отходов лигноцеллюлозной биомассы, образующихся после биологической очистки красителя при твердофазной ферментации. Технология биоресурсов 168 , 136–141 (2014).

CAS Статья PubMed Google Scholar

58.

Ким С. и Хольцаппл М. Т. Влияние структурных особенностей на ферментативную перевариваемость кукурузной соломы. Технология биоресурсов 97 , 583–591 (2006).

CAS Статья PubMed Google Scholar

59.

Wu, S. et al. . Предварительная обработка отработанного грибного субстрата для повышения конверсии сбраживаемого сахара. Технология биоресурсов 148 , 596–600 (2013).

Топливные элементы и гидролиз | Energy Central

Существует несколько возможностей для повышения эффективности и выработки энергии систем топливных элементов, которые могут быть включены в процессы, используемые для производства энергии топливных элементов. Ниже приведены три области для исследования на этой относительно новой арене:

1. При гидролизе ковалентная связь образуется между кислородом молекулы воды и атомом углерода. Связь углерод-кислород разрывается, и атомы водорода отделяются от молекулы воды.В топливном элементе водород подается в протонообменную мембрану, а кислород используется в качестве катализатора. Побочным продуктом топливного элемента является h3O (вода). Если побочный продукт h3O из топливного элемента использовался в реакции гидролиза, его можно было бы использовать для производства большего количества водорода для поддержания топливного элемента. Для этого потребуется физический катализатор на основе углерода для гидролиза, который будет длиться до тех пор, пока физическое вещество не перестанет содержать водород. Вещество, реабсорбировавшее часть водорода, теоретически могло поддерживать топливный элемент бесконечно долго.
2. Вода, как побочный продукт энергии топливных элементов, также может быть преобразована для работы гидростатических насосных механизмов, увеличивая выработку энергии системой, включающей производство топливных элементов. Для подачи в насос такого типа не должно быть обильного количества побочной воды. Гидростатические насосы представляют собой механизмы прямого вытеснения, что означает, что количество жидкости, подаваемой для каждого цикла перекачки, является постоянным, и не происходит значительного выброса отработанной жидкости из процесса.Небольшое количество и скорость жидкости могут быть использованы для производства и поддержания выхода энергии из насосного механизма, поскольку это замкнутая система.
3. Изоляция топливных элементов в настоящее время изучена минимально. Теплопроводность топливных элементов была измерена в исследовании Preben J. S. Vie и Signe Kjelstrup, представленном в 2003 г. в статье «Теплопроводность на основе температурного профиля в топливном элементе с полимерным электролитом». Это исследование предполагает, что топливные элементы могут быть изолированы в четырех точках: a.) стенка диффузионного слоя на анодной и катодной сторонах, (две точки) б. на поверхности анодного катализатора и в.) на мембране. При определении наилучшего способа снижения тепловыделения при использовании топливных элементов все четыре точки соприкосновения являются возможными областями для изоляции, которые можно рассматривать отдельно, вместо того, чтобы подвергать сомнению изолированное решение для всего топливного элемента.

В то время, когда возобновляемая и устойчивая энергия вызывает растущую озабоченность в наших экономиках и экосистемах, топливные элементы обещают многообещающую прибыль.Топливные элементы чистые, эффективные и более простые в обслуживании, чем традиционные системы преобразования энергии. В то время как энергетическое сообщество начинает изучать возможности использования и преимущества технологии топливных элементов, непременно стоит заглянуть в будущее с улучшенными и возможными разработками. Возникающие вопросы касаются не использования технологии топливных элементов сейчас, когда она доступна. Вместо этого большинство запросов связано с практической реализацией и полезными приложениями. Вышеупомянутые идеи представляют собой области исследования, которые могут принести пользу как конечным пользователям, так и производителям с серьезными результатами для будущего топливных элементов, которое уже находится на пути к сегодняшнему дню.

Ресурсы:

1. http://hydraulicspneumatics.com/200/TechZone/HydraulicPumpsM/Article/False/6401/TechZone-HydraulicPumpsM

2. http://americanhistory.sicell.edu/basics/ .htm

3. «Температурные профили в топливном элементе с полимерным электролитом» (Vie, Preben JS и Kjelstrup, Signe; Норвежский университет науки и технологий; 21 октября 2003 г.)

Как уничтожить химическое оружие

Недавние новости о том, что президент Сирии Башар аль-Асад желает присоединиться к Международной конвенции по химическому оружию (КХО), подняли вопрос: как на самом деле можно предпринять меры по ликвидации химических боеприпасов Сирии?

Конвенция о химическом оружии вступила в силу в 1997 году.О существующих запасах химического оружия заявили семь стран-участниц КХО — Албания, Индия, Ирак, Ливия, Россия, Южная Корея и США. Три из них — Албания, Индия и Южная Корея — завершили уничтожение запасов за последние несколько лет. Еще три — Ливия, Россия и США — планируют завершить свои программы уничтожения в течение следующего десятилетия. И Ирак, присоединившийся к конвенции в 2009 году, планирует уничтожение своего химического оружия и агентов, оставшихся после войны в Персидском заливе 1991 года.

Существует три основных категории подходов к уничтожению, которые успешно используются в вышеуказанных программах. Эти подходы могут быть смешаны и согласованы в зависимости от типа, размера, количества и состояния агентов, боеприпасов и контейнеров.

Сжигание. Первоначальная технология уничтожения, используемая Соединенными Штатами, которые начали эксплуатацию своего первого прототипа на атолле Джонстон в Тихом океане в 1990 году, включает сжигание химических агентов и боеприпасов в высокотемпературных печах.Отдельные боеприпасы, такие как ракеты и артиллерийские снаряды, вероятно, аналогичные тем, которые использовались в Сирии, разбираются и сливаются с жидкими веществами на роботизированной линии разборки. Жидкий агент улавливается в сборных резервуарах, а затем перемещается в жидкую печь. Если боеприпасы содержат взрывчатые вещества или метательное вещество, они разделяются и сжигаются в печи для взрывчатых веществ, бронированной, чтобы выдерживать взрывы. Печь с металлическими деталями используется для сжигания любых остатков агента, оставшегося в металлических контейнерах и гильзах оружия. Четвертая «днанажная» печь была спроектирована для сжигания всех других материалов — деревянных поддонов, пластмасс, ящиков из стекловолокна, — но на практике они потенциально могут быть загрязнены. материалы также подаются через печь для металлических деталей.

Тонны газообразных выбросов этого процесса затем очищаются множеством влажных и сухих фильтров и выбрасываются в атмосферу через высокую дымовую трубу; сигнализация уведомляет рабочих, если какой-либо агент случайно выпущен из дымовой трубы.

Нейтрализация. Предпочтительным процессом в России и четырех американских штатах был метод влажной химии, обычно называемый нейтрализацией или гидролизом. Для этого необходимо опорожнить контейнер или оружие с химическим оружием; его жидкий агент помещают в смесительный резервуар с горячей водой или едким реагентом, таким как гидроксид натрия, или с обоими.Россия вводит свой реагент непосредственно в свои большие авиационные бомбы, позволяя химическому процессу работать непосредственно в бомбе в течение месяца или более. Химическая реакция разрушает токсичность агента, и жидкие сточные воды могут затем подвергаться дальнейшей переработке на втором этапе с использованием либо жидкой промышленной установки для сжигания отходов, либо процесса биоремедиации, аналогичного очистке сточных вод. Металлические части оружия обрабатываются в печи для металлических деталей.

Системы взрывного поражения. В третьем варианте страны, стремящиеся уничтожить химическое оружие, взрывают или нейтрализуют каждое оружие в закрытой «взрывной коробке», тяжелом реакторе, предназначенном для взрыва или химической обработки каждого отдельного оружия изолированным и безопасным образом, улавливая и обрабатывая весь газ , жидкие и твердые токсичные стоки. Этот процесс сейчас используется японцами для уничтожения сотен тысяч брошенных японских химических боеприпасов, раскапываемых на нескольких объектах по всему Китаю; он также используется для обработки неразорвавшихся боеприпасов, как химических, так и обычных, обнаруженных в Европе после мировых войн.Он также будет использоваться в качестве дополнительного процесса обработки в Соединенных Штатах для некоторых видов оружия.

Существует множество других возможных способов уничтожения химического оружия, включая паровые реакторы, плазменные реакторы и реакторы сверхкритического окисления воды. Базовый подход к уничтожению химического оружия обычно зависит от безопасности, здоровья населения, местных предпочтений, стоимости и графика. Фактически, CWC требует, чтобы такие программы демилитаризации были основаны в первую очередь на защите здоровья населения, окружающей среды и рабочих.Сброс в океан, захоронение и открытое сжигание запрещены, хотя это было обычной практикой несколько десятилетий назад.

Будет трудно предсказать наилучшие варианты уничтожения для Сирии, пока не будут известны более конкретные детали ее программы: сколько объектов, сколько оружия, какие типы агентов, количество химических прекурсоров и состояние запасов. Хорошая новость заключается в том, что государственный и частный секторы США, России, Германии, Японии и других стран имеют многолетний опыт, который может помочь в реализации проекта.Плохие новости? Это будет долгая и дорогостоящая операция.

Плавильное производство — 1. Печи

Пожар

Давно единственный способ сделать что-то горячее должно было сжечь органические вещества. До средневековья это было в значительной степени остатки недавно заболевших организмов — древесина, солома, навоз. Сжигание останков организмов, которые умерли давних лет назад, таких как нефть, уголь или торф, редко сделано в старые времена.
Некоторая изощренность достигается только за счет использования древесного угля вместо дерева, т.е. переработано или концентрированное топливо. Я доберусь до что здесь мы работаем только с необработанным (если высушенным) биотопливом, по сути дерево .
Сначала давайте посмотрим в общих чертах, что происходит, когда твердый кусок чего-то ожоги.

Молекулы кислорода (O ₂) из воздуха реагируют с углеродом на поверхности горящий кусок материала, образующий СО ₂.Для начала реакции необходимо определенное количество энергии, и поэтому нужно зажечь огонь. Однако, откуда начинается реакция, выделяется много энергии, так что баланс положительный — образующийся CO ₂ выделяет больше энергии, чем необходимо для запуска процесс. Высвобождаемая чистая энергия передается различным молекулам. вокруг. Молекулы газа тогда просто ускоряются по сравнению со своей средней скоростью. при комнатной температуре.


Огонь !!!

Реакции могут происходить только на поверхности.В генерируемая энергия течет во всех направлениях, что очень схематично обозначено красные стрелки на молекулах CO ₂. Стрелки, указывающие скорость «холодных» молекул кислорода и азота была бы слишком короткое, чтобы быть видимым в этой шкале.
Энергия химической реакции, которую мы называем «горением», «огонь» или «окисление» вытекает во всех направлениях, так как «горячие» молекулы перемещаются и удаляются. Он разбавляется, так как Молекулы «горячего» газа передают энергию «холодным» молекулам. столкнуться с чем-то еще, с чем они сталкиваются, например с атомами / молекулами в стена какого-то ограждения.Их энергия распадается от «горячей» до «окружающий», и мы знаем, как это происходит из пиво наука

Это чрезвычайно простой, но совершенно правильный способ визуализировать «огонь» в атомном масштабе — только шкала, которая имеет значение! Это позволяет рисовать довольно далеко идущие выводы:

1. Когда что-то горит, всегда есть максимум температура T _макс это может быть достигнуто.
Температура, как мы знаем, это просто другое слово для «средней энергии, содержащейся в случайное движение элементарных вещей, таких как атомы или молекулы ». Энергия, полученная при« горении » реакция, например С + О ₂ Þ CO ₂ + энергия , передается участвующим атомам и молекулам (включая невинных прохожих, таких как молекулы азота в воздухе или молекулы воды, содержащиеся в древесине) — и все.Молекулы и атомы вовлеченные теперь содержат больше энергии и, таким образом, «горячее» — но только на определенная сумма, которую можно вычислить.
Сжигание чистого углерода на воздухе в лучшем случае дает T _max »2000 ^o C (3600 ^или F) . Горящий ацетилен ( C ₂ H ₅ ) с чистым кислородом дает больше энергии и таким образом, более высокий T _max — вы можете использовать это для сварка или резка стали.Хорошо высушенная древесина твердых пород содержит около 50% углерода и дает T _макс »1600 ^o C (2912 ^или F) .

2. Производство энергии в вашем огне, или сколько энергии производится в секунду (так называемая «сила»), определяется количеством реакций типа C + O ₂ Þ CO ₂ + энергия в секунду .
Это, очевидно, контролируется:

Общая доступная площадь поверхности. Жгучая реакция, в конце концов, может возникают только на поверхности чего-то твердого. Вот почему ряд небольших куски топлива выделяют больше тепла, чем один твердый кусок того же веса: они обеспечивают большую площадь поверхности.
Подача кислорода. Вот почему обдувание горящей поверхности воздухом или через ваш слой «угольных» кусков, дает больше тепловой энергии производство.Это , а не , поднимает максимальную температуру T _max , Однако.

3. Тепловая энергия не может быть полностью утилизирована в заданном пространстве. Он всегда вытекает. Это особенное. Энергия, содержащаяся в топливо перед тем, как его сжечь, остается на месте, как и энергия в напряженном весна и так далее. Но тепловая энергия всегда вытекает из того места, где он был произведен, и это разбавляет энергию / скорость содержится в молекулах, понижая температуру с увеличением расстояния от источника энергии.Все, что вы можете сделать, это минимизировать тепловой поток, «запруживая» его, помещая в него материалы с низкой теплопроводностью. способ. Однако всегда есть утечка.
Огонь в открытом очаге быстро распределяет энергию, производимую во всех направления; таким образом, температура быстро понижается с расстоянием. Поэтому вам нужно подавить эти потери, построив контейнер вокруг огня в твой очаг. И сейчас мы говорим печи или печи .

Первый Анализ работы и конструкции печи

Объединение этой идеи с крошечный кусочек математики, мы приходим к очень простым, но далеко идущим уравнения / выводы:

1. Температура T при любом данное место в вашей печи или печь определяется тем, сколько энергии или «тепла» в нее поступает (давайте обозначим, что H _в ) в зависимости от того, сколько энергии вытекает из него и теряется; H _из .Температура, которую вы получит тогда

Т	= T _макс (1 — H _выход/ H _дюйм)

Давайте посмотрим на простой пример: если ваша энергия приток H _в = 100 кДж / с , и вы теряете 10% , я.е. выход H _выход = 10 кДж / с , ваша температура составляет T = T _макс (1 — 0,1) = 0,9 T _макс . Вместо, например, 2 000 ^o C , у вас только 1800 ^o C . Обратите внимание, что потеря всего 10% очень мало; вы обычно должны рассчитывать на гораздо более высокие значения. Потери энергии содержат не только энергию, протекающую через печь. стены, но и горячие газы, выходящие через дымоход и все тепло необходим для разогрева самой печи (хотя бы внутренняя футеровка горячая) и заряд.

2. энергия, произведенная , поступает из сжигание топлива , например уголь или дерево, что занимает некий том . Энергия тогда производство пропорционально этому объему; по крайней мере, в некотором приближении.
Вы храните горящее топливо в «контейнере», как в обычном цилиндрическая труба шаровидной плавильной печи. Истекающая энергия должна уйти через внутреннюю поверхность этого емкость — стенки трубки, отверстие вверху, внизу.В соотношение производимой энергии к энергии утечки, таким образом, улучшается для больших печи — у них меньшее соотношение поверхности к объему. Вы также тратите впустую меньше энергии для нагрева вашего контейнера. Это старые вещи мы подробно рассматривал это раньше, просто для другой цели. Такие большие печи было бы лучше, чем поменьше? Да, есть существенная «экономия на размере», но есть и улов:

3. Воздух Поставка . Как упоминалось выше, количество подаваемого вами воздуха / кислорода определяет скорость производства тепловой энергии вместе с количеством обеспечена поверхность реактивного топлива. Если вам нужны высокие температуры, вы должны тепловую энергию гораздо быстрее, чем она может просочиться, и это означает, что вы должны подавать достаточно воздуха.
Решающее количество « воздушный поток » AF измеряется количеством кубических метров воздуха, проходящего через хитрость на квадратный метр и секунду.Это дает в качестве единицы измерения [ AF ] = м ³ / м ² · с = м / с , т.е. единица измерения скорости . Вот почему все в Деловые разговоры о воздухе космическая скорость внутри печи. Однако объемная скорость, например, 1 м / с делает , а не , означает, что воздух действительно течет с эту скорость через вашу печь даже так, чтобы скорость обеспечивала правильную количество воздуха.Это число дает только порядок величины, поскольку воздух сильно расширяется, когда становится жарко. Если ваша печь имеет площадь поперечного сечения, например, 0,1 м ² , объемная скорость воздуха 1 м / с просто указывает, что через него проходит 0,1 м ³ воздуха на второй.
У вас здесь две проблемы. Для начала вам может понадобиться «взорвать», если вы хотите много воздуха, чтобы пройти через вашу печь. Дуть означает, что должен быть перепад давления между входным и выходным «портами» воздуха.Во-вторых, вы должны сделать это, преодолевая сопротивление воздушного потока вашего воздушного потока. аппарат и печь. Чем выше сопротивление, тем выше давление. необходимость продувки печи необходимым количеством воздуха
Приведем пример: если вы уменьшите , размер кусков угля для увеличения площади поверхности топлива, вы также увеличиваете сопротивление воздушному потоку через вашу угольную кровать. Это легко увидеть.Добавьте немного кукурузы («кукуруза ядра «) в трубу, и вы все еще можете дуть в нее, хотя больше усилий. Залейте в нее кукурузный крахмал, и она «набьется». Повышение давления не приведет к воздушному потоку, но в какой-то момент вы просто вытолкните препятствие из своей трубы. Сделайте свои угольки слишком маленький, и у вас проблемы.

4. Экономия за счет размера
Значительная экономия на размерах.Большие печи требуют меньше места скорость для поддержания определенной температуры по ряду причин, включая отношение объема к поверхности, но также из-за «эффекта стенки » наблюдение, что воздух, вдуваемый потоками с меньшим сопротивлением (и, таким образом, не доставляет все кислород к топливу) между загрузкой и стенками печи. В целом, большие печи лучше. Вы достигаете более высоких температур или можете поддерживать определенная температура с меньшим количеством топлива.Однако первые закон экономики получает. Печные операторы без мощных воздуходувок просто не могут производить достаточно воздуха, чтобы запустить большую печь. В то время как air скорость , необходимая для поддержания определенной температуры, идет на вниз примерно линейно с увеличением печи диаметр, общее количество необходимого воздуха составляет , умноженное на поперечное сечение, и поперечное сечение увеличивается с квадратом диаметра печи. Так объем воздуха, который вы должны вдувать, по-прежнему идет от до , по крайней мере, линейно с диаметром.

Теперь мы можем увидеть основную проблему нашего предки сталкивались с печами на протяжении тысячелетий: После того, как вы нашли подходящие материалы для строительства печи (способные выдерживать тепло и с низкой теплопроводностью), и хорошей геометрией (круглая и с куполом купола в случае обжиговых печей для минимизации соотношения объема / площади), вы застрял с подачей воздуха . На протяжении всей древности методы, которыми вы располагали, были не очень мощными и это ограничивает размер вашей печи.Вы должны были сделать вашу печь небольшой — даже поэтому он менее эффективен.

Обратите внимание, что увеличение объемной скорости на Более сильный обдув также имеет ограничения, особенно в небольших печах. Если ты тоже взорвешься трудно, вы в какой-то момент просто выдуваете заряд через верхнюю часть вашего печь.
Наконец, необходимо отметить, что через ваш топку, если есть промежутки между топливными частями и чем-либо составляет заряд, предотвращая слишком большое сопротивление воздушного потока. большой.Вы получите это автоматически, если раздавите уголь и руду, получение кусков неправильной формы с некоторым средним размером. И этот средний размер имеет большое значение, как указывалось выше. Слишком большой — недостаточно площади для генерируя высокую тепловую мощность. Слишком мало — сопротивление воздушному потоку становится слишком большим и снижается выработка тепловой энергии. Средний размер вашего угля (и руды штук) не должны быть ни слишком большими, ни слишком маленькими, но в самый раз, и это «правильное» значение определенным образом масштабируется с размером ваша печь и давление, которое вы можете обеспечить для вдува воздуха.

Прямой Биотопливо: факты и использование

Прямое биотопливо — это горючие материалы, которые не подвергались огню или чрезмерному старению. Сушеная древесина, солома, скорлупа орехов или сушеный навоз — это прямое биотопливо, древесный уголь (переработанный) или уголь а масло (длительная выдержка) нет.

Энергетическое содержание биотоплива
Свежесрубленная древесина не годится для разведения костра; на самом деле это в значительной степени невозможно для большинства пород дерева.В нем слишком много воды — до 60% — и сначала необходимо высушить. После высыхания он все еще содержит немного воды, поэтому предположительно сушит такие вещи, как солома или солома. Трудно прийти к содержание воды менее 10% для большинства биотоплива, высушенного на воздухе.

Всем известно, что (сушеная) твердая древесина лучше для вашей печи, чем из мягкой древесины, так как она дает больше «тепла», и далеко лучше, чем «солома», которая приводит только к «солому-пожару», быстро выгорает.На самом деле это верно только в том случае, если вы посмотрите на энергоемкость на том . Если вы считаете энергосодержание на масс , все (сухое) биотоплива примерно равны и дают около 20 МДж / кг , когда вы их сжигаете.
Другими словами: исходя только из содержания энергии, не имеет большого значения, какой вид. биотоплива, который вы засовываете в топку, если оно того же количества по весу . Однако люди во всем тысячелетия имели тенденцию делать это по объему , так как намного проще.«Раб, положи еще одну корзину дров в огонь» — это просто проще, чем «раб, положи в огонь еще килограмм дров», поскольку последнее требует наличия весов и умений с ними работать. Однако энергосодержание — не единственный важный критерий выбора топливо.

Превышение воздух
Биотопливо, скопившееся для воспламенения, обычно имеет много свободного пространства между твердый материал. Это обеспечивает небольшое сопротивление воздушному потоку и, следовательно, упрощает воздушный канал — но также и для значительного количества воздуха, проходящего через него, , а не , участвуют в процессе окисления.Это имеет несколько эффектов:

Давление, необходимое для получения определенной объемной скорости воздуха, низкое. Тот хорошо, если у вас есть (рабы) только легкие для выдувания.
Часть вдуваемого воздуха, называемая «избыток ». air «, не увеличивает выработку энергии или тепла, что единственная причина, по которой вы вдуваете воздух. Избыточный воздух, связанный с биотопливом, — это редко менее 25% от общего количества и обычно около 50% или более. Это не так хорошо, как хотелось бы.
Со значительным избытком воздуха вокруг, все еще его кислород, ваша топочная атмосфера — , окисляющая везде. Отлично, если это то, что ты хотите, не очень хорошо, если вы хотите плавить металлы, где вам нужен редуктор Атмосфера.

Содержание воды и избыток воздуха снижают достижимая температура. Как показывает практика, увеличение / уменьшение на 1% содержание воды / избыток воздуха, снижает максимальную температуру на 10 ^o ° C соответственно.Таким образом, даже в лучших условиях с 10% воды и 25% избытка воздуха, вы сразу теряете около 250 ^o ° C.

Flame Development
На вашей горящей поленнице горит яркое яркое пламя, в то время как вы почти не вижу пламени поверх своего угольного огня. Пламя на самом деле только видимый, потому что он содержит микроскопические частицы горячей угольной пыли, которые выделяют свет, как ваш горячий провод в лампочке.Эти частицы пыли остывают в конце концов и являются не чем иным, как углерод черный (иногда называемый сажей) вы получаете всякий раз, когда видите пламя. Кроме того пламя также питается за счет сжигания летучих веществ, которые выбрасываются из горячего биотопливо. Все биотопливо содержат много горючих газов или летучих веществ; прочтите о том, что называется «пиролизом» здесь.

Высокое содержание летучих веществ плюс сильный воздух тяга (например, из-за неплотных свай) дает долгое пламя.Это серьезная трата энергии, если пламя выходит из дымохода, но возможно требование, если вы хотите нагреть реверберационный печь или просто печь, в которой необходимо отводить тепло от топка в места где-нибудь вниз или вверх хитрое изобретение.

Вот схематический вид отражательная печь, как она использовалась, скажем, в 1600 г. (в Китае) и позже (в Англии) для обработки металла и стекла.Это лучшее, что вы можете делать.
В этом случае выгодно длинное пламя — нужно нагреть что-нибудь. расстояние от топки — не используйте древесный уголь в качестве топлива. Температура управление осуществлялось путем управления подачей воздуха (и, конечно, подачей топлива) . Это могло быть и было сделано путем регулировки проема со стороны топки. Однако это мешает заправке нового топлива. Более элегантным способом было контролировать воздушный поток на стороне дымохода, как показано.Откройте «воздух» короткое замыкание, и холодный воздух снова всасывается и выходит наружу, уменьшение потока воздуха из топки.
Воздух засасывается дымоходом или эффект дымовой трубы и вам не нужно активное обдувание.


Двусторонняя печь, работающая на биотопливе и естественная тяга
Источник: взято из Редера замечательная книга, которая также послужила источником для большей части того, что содержится в этих модулях.

В хорошо продуманном отражательная печь такие температуры 1400 ^o C (2552 ^o F) могут быть полученный в 19 веке для зарядов в несколько сотен кг, используя только древесину огонь и естественная тяга. Проблемы с используемыми материалами были значительными, а такие постройки были бы невозможны в древности.
Поскольку атмосфера является окислительной, некоторые нежелательные примеси, содержащиеся в вашем расплавленный металл может окисляться и удаляться или попадать в шлак вы предоставляете, добавляя поток. Это особенно хорошо для чугуна. с 4% углерода. Углерод окисляется до CO ₂ и исчезает. Если повезет, то останется сталь. Это известно как (один из многие) процесс « оклейки» для изготовления стали; он использовался китайцами уже 2000 лет назад (но далеко более примитивные хитрости).

Топливо Экономика
Если вы сжигаете много топлива для отопления только небольшого объема печи или для плавки только небольшое количество руды, внутри вашей печи или печи она нагреется. по сравнению с использованием не так уж много топлива. Это очевидно без особой науки. В Соотношение руды и древесного угля, таким образом, оказывает большое влияние на переработку температуры.

Большое соотношение топлива и руды делает вашу работу более дорогой.Топливо не бесплатно, особенно после того, как вы уже отрезали вниз большую часть ваших лесов в окружающей среде вашего завода. Соотношение уголь для руды, которую вы поставляете своему плавильному заводу, входит непосредственно в затраты из того, что вы делаете. Конечно, при слишком малом количестве топлива вы не получите ничего, кроме слишком много вы можете просто потратить впустую топливную энергию, так как вам не нужна высокая произведенных температур. Быть слишком горячим может быть даже вредно. Еще раз тебе нужно быть в самый раз.

Много керамических изделий на протяжении веков было обожжено около 900 г. ^o C (1652 ^o F), даже если обжиг при более высоких температурах делает несколько лучших горшков, и гончарные мастерские определенно могли производить более высокие температуры.Вполне вероятно, что те старые гончары просто оптимизировали стоимость / коэффициент производительности.
Я несколько раз заявлял, что старые кузнецы не могли достаточно, чтобы расплавить железо или сталь. В целом это верно, но теперь мы должны считают, что иногда они, возможно, не хотели выходить за пределы того, что они могли бы это сделать. Например, ранние западные металлурги в римской раз и позже не было бы проблем с производством чугуна, такого как Китайский язык.Они не сделали это потому, что они не хотели делать чугун.

Восстановительная атмосфера
Дровяные печи с естественной тягой и печи подобные показано здесь будет довольно у многих всегда есть окислительная атмосфера, так как указано выше. Это заставляет вас горшки красноватые, потому что любое железо, содержащееся в глине, окисляется до яркого красный / оранжевый гематит (Fe ₂ O ₃).Это также может сделать ваш более чистый расплавленный металл, как указано выше. Если вы можете жить с этим, все отлично. Однако, если вы любите плавить металлическую руду или хотите иметь свои горшки черный, нужен восстановительный атмосфера, т.е. немного окиси углерода там. Тогда вы сможете полностью защитить утюг от окисление с образованием черного вюстита (FeO) или магнетита (Fe ₃ O ₄) вместо красного гематита. И ты можешь почувствовать запах своего руда.

Использование древесного угля с оптимизированной подачей воздуха создают восстановительную атмосферу прямо над топливным слоем.Это не может быть решение для обжиговой печи или отражательной печи, где требуется сокращение условия вдали от огня. В этом случае вы должны уменьшить поток воздуха, частично закрыв вентиляционные отверстия. Добавление количества свежесрезанного зеленая древесина также может работать. Вы просто отказываетесь от и без того горячего топлива в достаточном количестве кислорода для полного сгорания, способствующего образованию CO. Но все эти меры тоже уменьшите температуру и будьте осторожны, чтобы не подвергать опасности ваши продукты.
Приложив хитрость, так можно сделать черные горшки. С особой хитростью вы сможете сделать черные или красные горшки с красными или черные фотки на нем.
Но нет хорошего способа использовать печи, работающие на биотопливе, для плавки. металлы напрямую. Для этого нам нужно обратиться к технологии древесного угля.

Процесс кремации — Ассоциация кремации Северной Америки (CANA)

Следующая информация предназначена для того, чтобы помочь общественности лучше понять, что происходит в процессе кремации.Шаги подробно описаны и должны быть тщательно продуманы.

Однако обратите внимание, что эта информация была подготовлена в общих чертах. Из-за различий в законах штата / провинции и местных законах могут быть некоторые различия в юридических требованиях в разных юрисдикциях; ваш поставщик похоронных услуг должен быть в состоянии объяснить юридические требования в вашем регионе.

Определение

Кремация — это механический, термический или другой процесс растворения, при котором человеческие останки превращаются в костные фрагменты.Кремация также включает обработку и измельчение костных фрагментов на куски, которые обычно не превышают одну восьмую дюйма.

Типы

Это определение охватывает множество технологий, которые могут быть использованы для восстановления костных фрагментов, включая традиционную кремацию на основе пламени и щелочной гидролиз.

Кремация на основе пламени использует пламя и тепло для превращения человеческих останков в костные фрагменты или кремированные останки. Это выполняется в машине, называемой крематором.Кремация на огне является наиболее распространенным типом кремации и доступна в большинстве похоронных бюро, крематориях или кладбищах. Этот процесс подробно описан на этой странице ниже.

Щелочной гидролиз превращает человеческие останки в костные фрагменты, кремированные останки или, более конкретно, гидролизованные останки, посредством процесса растворения на водной основе, который использует щелочные химические вещества, нагревание, перемешивание и давление для ускорения естественного разложения. Щелочной гидролиз — это новая технология, которая в настоящее время доступна только в нескольких штатах и провинциях США.С. и Канада. В тех случаях, когда приемлем щелочной гидролиз, количество поставщиков ограничено. Для получения подробной информации об этом процессе посетите нашу страницу щелочного гидролиза.

Кремация с помощью пламени и щелочной гидролиз в настоящее время являются законными процессами кремации в США и Канаде. Дополнительные процессы могут быть в разработке, но в настоящее время не приняты регулирующими органами.

Существует как минимум четыре основных элемента кремации.

Транспортировка умершего от места смерти до крематория.
Безопасное, холодное Хранение умерших до кремации
процесс кремации сам
Вернуть кремированных останков уполномоченному агенту

При сравнении цен и поставщиков убедитесь, что каждый элемент включен в цену, и задавайте вопросы о конкретных политиках и процедурах цепочки идентификации на каждом этапе.

Вы по-прежнему можете выбрать посещение или осмотр до кремации, которые могут включать бальзамирование, настройку функций или мытье и одевание умершего.Вы также можете стать свидетелями самой кремации.

Транспорт

Покойный будет удален с места смерти и доставлен в похоронное бюро; в редких случаях их можно отнести прямо в крематорий. С момента удаления личность умершего тщательно подтверждается на каждом этапе процесса. Это гарантирует, что цепочка идентификации прочно установлена.

Хранилище

Требуется время, чтобы завершить оформление документов и составить планы, поэтому, пока не будут запланированы службы и кремация, покойный будет помещен в безопасное холодное хранилище.Время между смертью и кремацией может значительно варьироваться в зависимости от многих факторов; кремация обычно происходит через 48 часов после смерти.

Этапы процесса кремации

Умершего поместят в контейнер для кремации. Минимальное требование к контейнеру для кремации — он должен быть полностью закрытым, жестким, герметичным и горючим. Вы можете выбрать контейнер из картона или ДСП, арендованную шкатулку, деревянную шкатулку или даже полированную шкатулку, при условии, что она горючая и нетоксичная.Металлические гробы не подлежат кремации.
Персонал учреждения подтвердит личность умершего, проверив все документы. Будет присвоен номер кремации или другой идентификатор (идентификатор). Этот номер / идентификатор часто штампуется на диске из нержавеющей стали, но также может иметь форму штрих-кода. Идентификационный номер / номер записывается в журнал кремации. Диск из нержавеющей стали остается с останками все время их пребывания в кремационном центре.
Когда придет время кремации умерших, они будут извлечены из хранилища, и их идентификация будет подтверждена с помощью документов и диска из нержавеющей стали.Контейнер доставят в крематорий и поставят на стол перед дверью крематория.
Дверь крематора откроется, и контейнер будет помещен внутрь первичной камеры. Обычно это выполняется вручную с помощью картонных роликов или механически с помощью роликового конвейерного погрузчика. Диск из нержавеющей стали с номером / идентификатором будет помещен в крематор с останками.
Дверь будет закрыта, и кремация будет тщательно контролироваться, пока она не будет завершена.Процесс может занять от 30 минут, как в случае мертворожденного, до более двух часов в зависимости от размера тела и сохраненного тепла в камере.
Когда процесс кремации будет завершен, дверь откроется, и идентификация снова будет проверена по документам и диску из нержавеющей стали. Остающиеся фрагменты костей, которые теперь называются кремированными останками, будут осторожно выметаны из крематория в охлаждающую емкость, позволят остыть и отправят в процессор.
Процессор — это машина, которая использует лезвия для измельчения костных фрагментов до тех пор, пока размер останков не станет меньше 1/8 дюйма.
Кремированные останки затем переносятся в прочный пластиковый пакет и помещаются либо в урну, либо во временный контейнер, если семья еще не выбрала урну. Идентификация снова проверяется, и нержавеющий диск помещается в контейнер с остатками. Урна и ее ящик помечаются опознавательными документами и снова проверяются, прежде чем будут отправлены на хранение семье.

Процесс кремации — это, по сути, преобразование твердого вещества в газ.Это достигается путем нагревания тела, которое содержит от 65% до 85% воды по весу, до температуры, достаточно высокой для облегчения процесса сгорания. Законы для требуемых температур варьируются в зависимости от штата, но процесс кремации обычно происходит между 1400 и 1600 градусами по Фаренгейту.

Процесс горения в крематоре происходит в два этапа — первая — это первичное сжигание умершего в основной камере крематора. Ткани, органы, телесный жир, шкатулка или другие материалы контейнера сгорают как газы и перемещаются во вторичную камеру, где продолжают подвергаться горению.Костные фрагменты остаются в первичной камере. Неорганические частицы, обычно из контейнера для кремации, оседают на дне вторичной камеры. Газы, образующиеся в качестве побочных продуктов сгорания, такие как углекислый газ, вода, кислород и т. Д., В конечном итоге выходят через дымовую трубу на крыше здания крематория.

Что можно кремировать?

Личные вещи умершего, такие как украшения, часы или другие предметы, будут извлечены из контейнера и возвращены семье по предварительной договоренности.Иногда семьи просят кремировать важные предметы вместе с умершим. В некоторых случаях это можно разрешить, но во многих случаях нельзя. Это сделано из соображений безопасности, так как не все является горючим и может вызвать повреждение оборудования или оператора, если оставить его в контейнере. Директор похорон посоветует семье, что можно, а что нельзя класть в контейнер.

Что находится в кремированных останках?

Костные фрагменты, которые остаются в первичной камере, в основном состоят из фосфатов кальция и некоторых других второстепенных минералов.Кремированные останки обычно имеют цвет от белого до серого. Кроме того, в кремированных останках могут быть кусочки металла — этот металл может быть получен из хирургических имплантатов, таких как протезы бедра, зубные пломбы, ручки шкатулок или украшения, которые не были удалены до кремации. Металл отделяется от кремированных останков перед их переработкой (измельчением). Металл обычно перерабатывается

Средний вес кремированных останков взрослых составляет от четырех до шести фунтов; крошечный процент от первоначальной массы тела.Кремационную камеру либо тщательно подметают, либо пылесосят с помощью специально разработанного оборудования, чтобы собрать как можно больше останков.

Как я узнаю, что возвращаю останки любимого человека?

Под цепочкой поставок понимается хронологическая документация по хранению, контролю, передаче, анализу и распоряжению останками и личным имуществом. Это важное определение. Кремация — это необратимый, неудержимый процесс. Каждый этап процесса должен быть задокументирован, от получения человеческих останков до окончательной утилизации кремированных останков, включая возврат кремированных останков уполномоченному агенту.

Пункты удостоверения личности:

Удаление умершего с места смерти
Транспортировка в крематорий
Размещение на складе
Помещение в крематорий
Удаление из крематора
Обработка в измельчителе
Размещение в урне
Вернуться к уполномоченному агенту

Важно отметить, что каждый штат / провинция требует регистрации различных операционных данных и требует определенных форм документации, поэтому каждое учреждение может иметь разные политики и процедуры, которые будут незначительно отличаться от приведенных выше.Директор похорон может посоветовать семье, каковы процедуры их учреждения и чего ожидать.

Щелочной гидролиз: восстановление мертвого человеческого тела до основных элементов посредством процесса растворения на водной основе с использованием щелочных химикатов, тепла, перемешивания и давления для ускорения естественного разложения, обработка гидролизованных остатков после удаления из щелочного гидролиза емкости, размещение обработанных остатков в контейнере для гидролизованных остатков, а также выпуск гидролизованных остатков в соответствующую партию.Узнайте больше о щелочном гидролизе и о том, где этот процесс применим, здесь.

Уполномоченный (-ие) агент (-и) : лицо (-а), имеющее законное право контролировать размещение человеческих останков.

Альтернативный контейнер / контейнер для кремации: случай, когда человеческое тело доставляется в крематорий и кремируется.

Шкатулка: Жесткий контейнер, предназначенный для заключения человеческих останков, обычно изготовленный из дерева, металла или подобных материалов, украшенный орнаментом и обшитый тканью, которая может быть горючей или негорючей.

Кремация: механический и / или термический или другой процесс растворения, при котором человеческие останки превращаются в костные фрагменты. Кремация включает обработку и обычно включает измельчение костных фрагментов. Это определение охватывает множество технологий, которые могут применяться для восстановления костных фрагментов, включая традиционную кремацию на основе пламени и щелочной гидролиз.

Прямая кремация: кремация, которая происходит без официального осмотра останков, без посещения или церемонии с присутствующим телом.

Кремированные останки: Все останки кремированного человеческого тела, извлеченные после завершения процесса кремации, включая измельчение в порошок, в результате которого остаются только костные фрагменты, уменьшенные до неидентифицируемых размеров.

Кремационная камера: Закрытое пространство, в котором происходит процесс кремации.

Контейнер для кремации / альтернативный контейнер: случай, в котором человеческое тело доставляется в крематорий и в котором оно кремируется.

Контейнер для погребения кремации / хранилище урны: Жесткий внешний контейнер, который, в соответствии с правилами и постановлениями кладбища, состоит из бетона, стали, стекловолокна, пластика или какого-либо подобного материала, в который урну помещают перед тем, как ее закопать в кладбище. земля, и которая разработана, чтобы выдерживать длительное воздействие элементов и поддерживать землю над урной.

Крематор: Полная механическая установка для процесса кремации.Внутри он облицован — сверху, по бокам и снизу — тяжелой огнеупорной плиткой или кирпичом со слоем изоляции между внутренней поверхностью и внешним защитным кожухом или кожухом.

Крематорий / Крематорий: Здание, в котором находится кремационная камера (камеры). Это может быть здание, которое выполняет одну функцию, или многоцелевое здание, в котором также находятся административные помещения, помещения для подготовки к моргам или помещения для обслуживания кладбища.

Оператор крематория: Лицо, которое уполномочено и лицензировано советом на эксплуатацию крематория и выполнение процесса кремации.

Удаление: Перевозка, захоронение, захоронение, кремация или анатомическое пожертвование мертвого человеческого тела или частей мертвого человеческого тела.

Бальзамирование: дезинфекция, подготовка или консервирование для окончательной утилизации мертвых человеческих тел.

Окончательное размещение: Захоронение или иное захоронение на постоянной основе мертвого человеческого тела, кремированных останков или частей мертвого человеческого тела.

Директор по похоронам: Специалист по похоронным службам, имеющий лицензию «управляющий похоронами» или «управляющий похоронами и бальзамировщик», как это определено законодательством штата, для практики руководства похоронами или руководства похоронами и бальзамирования.

Общий прайс-лист (GPL): содержит идентифицирующую информацию, подробные цены на различные проданные товары и услуги и другую важную информацию.

Человеческие останки: Тело умершего человека или часть тела или конечности, которые были удалены у живого человека, включая тело, часть тела или конечность на любой стадии разложения.

Погребение: Акт или церемония захоронения мертвого человеческого тела.

Inurnment: Акт или церемония захоронения урны с кремированными останками.

Предварительные мероприятия: Планирование и / или предоплата кремации / захоронения, услуг и товаров заранее.

Поставщик, похороны или кремация: предприятие, которое продает или предлагает продать как похоронные товары, так и похоронные услуги населению.

Обработка: процесс предварительного измельчения для удаления любых посторонних материалов (кроме тела и контейнера) из кремированных останков в рамках подготовки к измельчению.

Измельчение: измельчение идентифицируемых костных фрагментов после завершения кремации и обработки до гранулированных частиц ручным или механическим способом.

Временный контейнер: Емкость для кремированных останков, обычно сделанная из картона, пластика или аналогичного материала, предназначена для хранения кремированных останков до тех пор, пока не будет найдена урна или другой постоянный контейнер.

РубрикаРазное