Воз­мож­но ли во­вле­че­ние воды в клас­си­че­ский топ­лив­ный цикл?

Аватар пользователя Homo 2.0

В связи с вы­ход­ны­ми решил ещё раз под­нять тему о во­вле­че­нии воды в клас­си­че­ский топ­лив­ный цикл сжи­га­ния уг­ле­во­до­ро­дов в ат­мо­сфе­ре воз­ду­ха.

Тема "сжи­га­ния" воды кем толь­ко не мус­си­ро­ва­лась, но всё про­ис­хо­ди­ло на таком кол­хоз­ном уровне, что разо­брать­ся в си­ту­а­ции ре­ши­тель­но невоз­мож­но.

На­толк­ну­ла на это ста­тья на АШ (https://aftershock.news/?q=node/679538) и на­пи­са­ние на неё ком­мен­та­рия.

В общем сна­ча­ла мне идея по­ка­за­лась (как и мно­гим) глу­пой, од­на­ко когда начал изу­чать ма­те­ри­ал, на­толк­нул­ся на то что хи­ми­кам давно из­ве­стен про­цесс ав­то­тер­ми­че­ско­го раз­ло­же­ния (в част­но­сти ме­та­на, но при­ме­ни­мо к любым уг­ле­во­до­ро­дам) с уча­сти­ем воды.

При этом ко­ли­че­ство энер­гии и рав­но­ве­сие ре­ак­ции по­лу­ча­е­мой при про­цес­се можно ре­гу­ли­ро­вать, - или по­лу­чать боль­ше хим­про­дук­та, (чем хи­ми­ки всего мира и были за­ня­ты) либо по­лу­чая боль­ше энер­гии, сжи­гая весь по­лу­чен­ный синтез-​газ в той же самой уста­нов­ке


Хо­те­лось бы услы­шать мне­ние ка­мра­дов об­ла­да­ю­щих хо­ро­ши­ми зна­ни­я­ми химии (и же­ла­тель­но прак­ти­че­ски­ми на­вы­ка­ми) на­сколь­ко воз­мож­но во­вле­че­ние воды  такой топ­лив­ный цикл?

Что для этого тре­бу­ет­ся?

При каких тем­пе­ра­ту­рах и дав­ле­ни­ях дол­жен идти про­цесс?

Какие уг­ле­во­до­ро­ды пер­спек­тив­ны в боль­шей сте­пе­ни (газ, жид­кость?)

Тре­бу­ет­ся ли ка­та­ли­за­то­ры и какие?


Те­перь ка­са­тель­но того как я понял прин­цип дей­ствия аг­ре­га­та, до­сто­ин­ства, недо­стат­ки и осо­бен­но­сти. (То есть те кто в курсе, по­жа­луй­ста по­правь­те и до­пол­ни­те мои со­об­ра­же­ния.)

В крат­це суть про­цес­са (НЯП) та­ко­ва:

на пер­вой ста­дии жгем уг­ле­во­до­род с недо­стат­ком воз­ду­ха и по­лу­ча­ем энер­гию, угар­ный газ и пары воды (синтез-​газ). (Энер­гии по­лу­ча­ем много, почти пол­ную энер­гию сжи­га­ния топ­ли­ва.)

На вто­рой ста­дии, во вто­ром ре­ак­то­ре, рас­хо­ду­ем ЧАСТЬ этой энер­гии для по­лу­че­ния из уг­ле­во­до­ро­да и воды соб­ствен­но во­до­ро­да и опять таки угар­но­го газа. (Тра­тим при­мер­но треть-​половину от того что по­лу­чи­ли в пер­вой части уста­нов­ки)

Клас­си­че­ские уста­нов­ки на этом и оста­нав­ли­ва­лись, так как у хи­ми­ков задача-​​ по­лу­чить ве­ще­ства для хим син­те­за.

Ну а наш ар­мя­нин до­ба­вил тре­тью ста­дию:, по­лу­чен­ный в пер­вой и вто­рой ста­дии смесь синтез-​​газа и паров воды он до­жи­га­ет кис­ло­ро­дом воз­ду­ха, по­лу­ча­ет энер­гию, и опять таки разо­гре­тые пары воды, ко­то­рые он на­прав­ля­ет в первую сту­пень ре­ак­то­ра.

У ар­мя­ни­на и ре­ак­тор трех­сту­пен­ча­тый. 

То есть ни­ка­ко­го на­ру­ше­ния за­ко­нов со­хра­не­ния вроде бы не име­ет­ся. Дей­стви­тель­но со­зда­ют­ся усло­вия при ко­то­рых в со­зда­нии энер­гии ис­поль­зу­ет­ся и топ­ли­во и вода.


Ос­нов­ная труд­ность со­зда­ния и экс­плу­а­та­ции такой уста­нов­ки это:

1. Под­бор ка­та­ли­за­то­ра. Не факт что без него про­цесс по­лу­чит­ся как за­ду­ма­но. (Плю­сом то что глу­бо­кие спецы от­лич­но знают эту тему)

2. Ну соб­ствен­но из школы помню что про­цесс раз­ло­же­ния углей тре­бу­ет дав­ле­ний в пре­де­лах 20-30 атм. Что при тем­пе­ра­ту­ре около 1000 град на­кла­ды­ва­ет нехи­лые тре­бо­ва­ния к ма­те­ри­а­лам ре­ак­то­ра и без­опас­но­сти. (Плю­сом то что можно и без дав­ле­ния, но при­дет­ся по­дол­бать­ся)

3. Сам про­цесс НЯП, весь­ма чув­стви­те­лен к со­от­но­ше­ни­ию ком­по­нен­тов топ­ли­во/вода/воз­дух. 


В общем за­слу­га ар­мя­ни­на в том, что он сумел со­брать все это в до­воль­но ком­пакт­ной и про­стой в управ­ле­нии уста­нов­ке.


Те­перь соб­ствен­но к самой сути про­цес­са.

1. Без топ­ли­ва уста­нов­ка не ра­бо­та­ет.

2. Уста­нов­ка будет иметь теп­ло­вую инер­ци­он­ность.

3. Пуск в хо­лод­ное время года пре­вра­ща­ет­ся в нетри­ви­аль­ную за­да­чу, а про­де­мон­стри­ро­ван­ная уста­нов­ка к этому со­вер­шен­но не при­спо­соб­ле­на. (Экс­пе­ри­мен­таль­ная)

4. Управ­ле­ние и экс­плу­а­та­ция таких уста­но­вок нетри­ви­аль­но.

5. Со­от­но­ше­ние топ­ли­ва/вода на ко­то­рое можно рас­счи­ты­вать от 1/10 до 1/3 в за­ви­си­мо­сти от тре­бу­е­мой чи­сто­ты вы­хло­па и тре­бу­е­мо­го КПД и ка­че­ства са­мо­го топ­ли­ва. Чем выше тре­бо­ва­ния, - тем мень­ше со­от­но­ше­ние. К чему это при­ве­дет? - к тому что такая уста­нов­ка вы­год­на там где нет ни­ка­ких тре­бо­ва­ний по эко­ло­гии, и где есть много дар­мо­во­го топ­ли­ва (от­ра­бот­ка), за ути­ли­за­цию ко­то­ро­го ещё и денег можно сру­бить.

То есть как раз си­ту­а­ция ко­то­рая и сло­жи­лась у ар­мя­ни­на на его ос­нов­ном про­из­вод­стве.


Вы­год­на ли такая уста­нов­ка для сто­рон­не­го по­тре­би­те­ля, ко­то­рый будет по­ку­пать то или иное топ­ли­во по ры­ноч­ной цене? Оку­пит ли эко­но­мия труд­но­сти экс­плу­а­та­ции?  Этот во­прос нетри­ви­а­лен и в каж­дом кон­крет­ном слу­чае ответ ока­жет­ся раз­ный.

Без ка­че­ствен­ной ав­то­ма­ти­за­ции, ма­ло­гра­мот­но­му обы­ва­те­лю такую уста­нов­ку не оси­лить, а ав­то­ма­ти­за­ция тре­бу­ет сер­ти­фи­ци­ро­ван­но­го топ­ли­ва, что сво­дит на нет всю затею с бро­со­вой от­ра­бот­кой....

Соб­ствен­но уста­нов­ки та­ко­го типа и не по­лу­чи­ли по­все­мест­но­го рас­про­стра­не­ния имен­но в силу своей спе­ци­фи­че­ской ниши при­ме­не­ния.


Прошу спе­ци­а­ли­стов вы­ска­зать­ся и по то­ва­ри­ще­ски по­пра­вить меня во всех мо­мен­тах в ко­то­рых я оши­ба­юсь. При­вет­ству­ет­сяне толь­ко то­ва­ри­ще­ская кри­ти­ка, но и кон­струк­тив­ные пред­ло­же­ния.

Граж­дан ко­то­рые будут за­би­вать об­ще­ние му­со­ром, буду сво­ра­чи­вать, а особо злост­ных.... Ну сами долж­ны по­ни­мать, не ма­лень­ки­ие...

Ав­тор­ство: 
Ав­тор­ская ра­бо­та / пе­ре­во­ди­ка
Ком­мен­та­рий ав­то­ра: 

Как и сле­до­ва­ло ожи­дать в ка­мен­та­рии по­сы­пал­ся мусор. По­вто­ряю, если ваш ка­мен­та­рий скрыт, зна­чит я счи­таю его му­со­ром.

Нач­ни­те пи­сать по сути за­дан­ных мной во­про­сов и будет вам сча­стье.

Если про­дол­жи­те за­ки­ды­вать об­суж­де­ния му­со­ром, пе­няй­те на себя. И ком­мен­та­рии могу по­те­реть и на вас самих на су­точ­ки на­ло­жить за­кля­тие мол­ча­ния.

Будь­те па­инь­ка­ми и будет вам сча­стье.

Комментарии

Аватар пользователя Miguel_Gonsalez
Miguel_Gonsalez (9 лет 9 месяцев)

Име­ет­ся в виду ка­та­ли­тич­ское из­вле­че­ние во­до­ро­да?

Аватар пользователя Homo 2.0
Homo 2.0 (11 лет 11 месяцев)

Вы с устрой­ством озна­ко­ми­лись?

Ком­мен­та­рий ад­ми­ни­стра­ции:  
*** Сред­ний рос­си­я­нин нищ не толь­ко энер­ге­ти­че­ски, но и моз­га­ми (c) ***
Аватар пользователя Miguel_Gonsalez
Miguel_Gonsalez (9 лет 9 месяцев)

Так устрой­ство про рас­щеп­ле­ние воды, а Вы про рас­щеп­ле­ние уг­ле­во­до­ро­дов, на­сколь­ко я понял. Само устрой­ство живо на­пом­ни­ло схему низ­ко­вы­сот­но­го фор­си­ро­ва­ния дви­га­те­лей MW-50, хотя, на­вер­ное, де­та­ли от­ли­ча­ют­ся.

Аватар пользователя Homo 2.0
Homo 2.0 (11 лет 11 месяцев)

Кста­ти да впрыск воды при­ме­ня­ют и для фор­са­жа на В-52.

Но это ко­неч­но пал­ли­а­тив, а здесь мы имеем спе­ци­а­ли­зи­ро­ван­ную кон­струк­цию

Ком­мен­та­рий ад­ми­ни­стра­ции:  
*** Сред­ний рос­си­я­нин нищ не толь­ко энер­ге­ти­че­ски, но и моз­га­ми (c) ***
Скрытый комментарий купорос (без обсуждения)
Скрытый комментарий kimo161 (без обсуждения)
Скрытый комментарий купорос (без обсуждения)
Аватар пользователя micro
micro (8 лет 5 месяцев)

В клас­си­че­ский не знаю, а в при­род­ный она во­вле­че­на весь­ма эф­фек­тив­но - в про­цесс фо­то­син­те­за.

Скрытый комментарий Dimitriys (c обсуждением)
Скрытый комментарий serguchcho (без обсуждения)
Аватар пользователя Dimitriys
Dimitriys (6 лет 4 месяца)

Вода это оксид во­до­ро­да. При­чем у нее ко­ва­лент­ная связь, она услов­но го­во­ря "самая проч­ная" и тре­бу­ет при про­чих рав­ных боль­шое ко­ли­че­ство энер­гии для ее раз­ры­ва.

По этому - за­будь­те.

Вода хо­ро­ший рас­тво­рить, на этом все.

ЗЫ. Вроде не "по­ко­ле­ние ЕГЭ" как любят ки­чит­ся мно­гие. А ба­зо­вые вещи из курса школь­ной химии не зна­е­те.

Ком­мен­та­рий ад­ми­ни­стра­ции:  
*** от­клю­чен (хохло­про­па­ган­да) ***
Аватар пользователя Homo 2.0
Homo 2.0 (11 лет 11 месяцев)

Не знал бы,- не спра­ши­вал.

Энер­го­ба­ланс ре­ак­ции по­ло­жи­тель­ный (пер­вые две стро­ки):

А сами про­дук­ты ре­ак­ции, - обыч­ные го­рю­чие газы, ко­то­рые тоже дают энер­гию.

Ком­мен­та­рий ад­ми­ни­стра­ции:  
*** Сред­ний рос­си­я­нин нищ не толь­ко энер­ге­ти­че­ски, но и моз­га­ми (c) ***
Аватар пользователя chaoticgood_cat
chaoticgood_cat (13 лет 2 месяца)

Энер­го­ба­ланс пер­вых двух стро­чек, без­услов­но, по­ло­жи­те­лен. Энер­гия вы­сво­бож­да­ет­ся, а не тра­тит­ся.

Для пу­ще­го эф­фек­та до­бавь­те тре­тью строч­ку - энер­го­ба­ланс сжи­га­ния мо­ле­ку­лы ме­та­на без недо­стат­ка кис­ло­ро­да. И срав­ни­те цифры.

Аватар пользователя Homo 2.0
Homo 2.0 (11 лет 11 месяцев)

А по­че­му вы вы­ки­ну­ли из энер­го­ба­лан­са во­до­род и угар­ный газ?

Я как раз и прошу хи­ми­ков со­ста­вить пра­виль­ное урав­не­ние энер­го­ба­лан­са не про­сто ре­ак­ции, а уста­нов­ки, с учё­том уве­ли­че­ния массы всту­па­ю­щих в ре­ак­цию ве­ществ. А не толь­ко на моль.

Мне ин­те­рес­ны кон­крет­ные цифры и фор­му­лы.

Ком­мен­та­рий ад­ми­ни­стра­ции:  
*** Сред­ний рос­си­я­нин нищ не толь­ко энер­ге­ти­че­ски, но и моз­га­ми (c) ***
Скрытый комментарий chaoticgood_cat (без обсуждения)
Аватар пользователя Quimiq
Quimiq (3 года 9 месяцев)

А сами про­дук­ты ре­ак­ции, - обыч­ные го­рю­чие газы, ко­то­рые тоже дают энер­гию

Цен­ность CO и во­до­ро­да - вовсе не в том, что они го­рю­чие газы, а в том, что они - цен­ней­шее сырье для хи­ми­че­ский про­мыш­лен­но­сти.

Аватар пользователя Homo 2.0
Homo 2.0 (11 лет 11 месяцев)

Это из­вест­но. Но в кон­тек­сте ста­тьи это про­сто топ­ли­во. Пред­ла­гаю не от­кло­ня­еть­ся от сути

Ком­мен­та­рий ад­ми­ни­стра­ции:  
*** Сред­ний рос­си­я­нин нищ не толь­ко энер­ге­ти­че­ски, но и моз­га­ми (c) ***
Аватар пользователя Dimitriys
Dimitriys (6 лет 4 месяца)

Даже если при­нять эти цифры.

Преж­де всего нам нужно "урав­но­ве­сить" ре­ак­ции по воде. А зна­чит.

При сжи­га­ние од­но­го моля ме­та­на мы по­лу­ча­ем 2 моля воды.

Это зна­чит. Нам нужно два моля ме­та­на для ре­ак­ции с ме­та­ном. То есть.

519-206х2=107.

Те­перь у нас есть во­до­ро­да 3 моля.

Энер­гия его сго­ра­ния 285х3=855.

Те­перь счи­та­ем сколь­ко по­лу­чи­ли в сумме. 855+107=962.

Но по­тра­ти­ли мы 3 моля ме­та­на. По вашим циф­рам могли по­лу­чить 1557.

А зна­чит мы по­те­ря­ли 595.

Во­прос на­хре­на? Го­ро­дить слож­но схему если проще и вы­год­нее про­сто жечь метан?

 

Ком­мен­та­рий ад­ми­ни­стра­ции:  
*** от­клю­чен (хохло­про­па­ган­да) ***
Аватар пользователя Homo 2.0
Homo 2.0 (11 лет 11 месяцев)

Имхо,Вы ошиб­лись.

НЯП прин­цип дей­ствия уста­нов­ки:

В левой части пер­во­го урав­не­ния это вода по­лу­чен­ная в пер­вой сту­пе­ни ре­ак­то­ра в ре­зуль­та­те сго­ра­ния ме­та­на.

А вода в левой части вто­ро­го урав­не­ния это вода ко­то­рую мы до­пол­ни­тель­но впрыс­ну­ли во вто­рую сту­пень ре­ак­то­ра.

То есть имеем уве­ли­че­ние массы вы­сту­пив­ших в ре­ак­цию ве­ществ, а сле­до­ва­тель­но и энер­го­ба­ланс  по­ме­нял­ся.

Ком­мен­та­рий ад­ми­ни­стра­ции:  
*** Сред­ний рос­си­я­нин нищ не толь­ко энер­ге­ти­че­ски, но и моз­га­ми (c) ***
Скрытый комментарий Dimitriys (c обсуждением)
Скрытый комментарий alex633423 (без обсуждения)
Скрытый комментарий Олежа (c обсуждением)
Скрытый комментарий Y.Polanski (c обсуждением)
Скрытый комментарий Remchik (без обсуждения)
Скрытый комментарий Quimiq (c обсуждением)

Страницы