2017-12-14
312
Продление горения дров с помощью гетерогенного катализатора
"Чудо - мембраны".
В.Н. Почеевский, А.А. Насыров РГГРУ, Москва, Россия.
Региональное объединение ветеранов госбезопасности "ЭФА - ВЫМПЕЛ".
Поисковикам, геологоразведчикам, полярникам, военным, охотникам, скотоводам при ведении работ в полевых условиях часто приходится разжигать костры и топить печь для обогрева и приготовления пищи, как в дневное время, так и в ночных условиях. Дров не хватает на длительное горение.
Чтобы костёр длительно и равномерно горел при различных погодных условиях, расходуя гораздо меньше дров, авторами изобретён гетерогенный катализатор "Чудо-мембрана".
Принцип его работы заключается в следующем:
Вода, имея повышенное поверхностное натяжение, попадая в зону горения испаряется медленно, но температуры горения дров в костре, печи или камине достаточно для весьма интенсивного испарения её верхнего слоя и образования небольшого количества водяного газа из молекул воды и катализатора, проходящих сквозь нижнюю (каталитичную) и среднюю по высоте пламени среднетемпературные зоны.
Термическое разложение воды на её химические компоненты, ряд химических реакций с воздухом и катализатором в конце концов приводит к созданию нескольких горючих веществ и их частичному воспламенению в верхней, высокотемпературной части пламени.
|
|
|
Эффективность приведенного процесса зависит от концентрации пара, скорости движения молекул сквозь температурные зоны, величины температур этих зон, протяженности зон, а также каталитических факторов.
Металлическая чудо-мембрана, помещаемая в основание костра над водой, закрыта крышкой.
Перегретый водяной пар выходит из крышки через специально сделанные отверстия и проходит сквозь горящие угли, которые являются катализатором процесса возникновения водяного газа.
При этом костёр частично переходит в режим горения аналогичный горению восковой свече, где роль воска выполняет вода, а угли горящих дров являются фитилём.
Горючая газовая смесь, получаемая при разложении водяного пара Н2О раскаленным углем С, имеет следующий, в предельной степени чистоты, состав: по объему 50% водорода и 50% окиси углерода, по весу - 6% водорода и 94 % окиси углерода.
Обыкновенно же водяной газ не имеет этого состава; он содержит, кроме названных составных частей, примесь угольной кислоты, азота и болотного газа.
Состав водяного газа изменяется в зависимости от способа его получения и исходного горючего. Факт получения горючего газа через разложение водяного пара раскаленным углем открыт итальянским ученым, профессором Фелицием Фонтана, жившим в 1730-1805гг.
Несмотря на давность открытия, водяной газ только в последние 15-20 лет, преимущественно в США, получил большое распространение как для освещения, так и для технических целей.
|
|
|
Рассмотрим физические и химические свойства водяного газа, благодаря которым он оспаривает свое преимущество перед другого рода газообразными топливами: каменноугольным (светильным) и генераторным газами.
Водяной пар при прохождении через раскаленные угли дров разлагается, образуя водород, окись углерода и угольную кислоту. Количество последней зависит от температуры, при которой происходит процесс: при t=500°C пар разлагается на водород и углекислоту, а при t=1000-1200° C на водород и окись углерода.
Хотя в газовой смеси водяного газа находится небольшое количество угольной кислоты и азота, отличительные его качества обусловливаются двумя главными составными частями: водородом и окисью углерода. Поэтому при определении нагревательной способности водяного газа и количества возможных единиц тепла (калорийности) нужно иметь в виду количества тепла, выделяемых при сгорании газа - переходе водорода в воду и окиси углерода в угольную кислоту.
Расход теплоты сгорания топлива (углерода) на образование водяного газа по Науманну составляет около 8% На основании этого считают, что при водяном газе наивыгоднейшим способом реализуется тепловая способность углерода.
Это мнение оспаривает Лунге, который считает, что эффективность горения водяного газа нужно сравнивать не со сгоранием угля в печи, а с генераторным газом, который перед его употреблением в раскаленном состоянии из генератора поступает к месту сжигания.
При таких условиях генераторный газ, по мнению Лунге, представляет более выгодную реализацию тепловой способности углерода, чем водяной.
Сравнение водяного газа с другими по температурам горения показывает следующее: для каменноугольного (светильного) газа t=2700°C; для генераторного газа t=2350°C; для водяного газа t=2859°C; для водорода t=2669°C; для окиси углерода t=3041°C.
Как видно, тепловой эффект, который производит водяной газ значительнее, чем от нагретого до высокой температуры генераторного газа т.к. в регенеративных топках воздух для горения газообразных видов топлива нагревается за счет части тепла, отводимого из топки.
Кроме того, пламя водяного газа гораздо компактнее; в нем плавится платиновая проволока, сильно накаливается магнезиальное тело, испуская яркий белый свет, чего нельзя достичь ни каменноугольным (светильным) газом, сжигая его в бунзеновской горелке, ни генераторным газом. Пламя водяного газа, по сравнению с пламенем светильного, имеет почти в 6 раз меньшую поверхность при равных объемах вытекающих газов, вследствие чего оно охлаждается посредством излучения весьма незначительно. Эти свойства водяного газа и делают его выгодным и удобным источником теплоты.
Вывод.
Чудо-мембрана, по сути, является гетерогенным катализатором получения горючей смеси (водяного газа) из пара обыкновенной воды. Используя её вы сожжёте гораздо меньшее количество топлива и при этом получите больше тепловой энергии, одновременно продляя срок горения очага.
Для этого в полевых условиях на месте укладки костра достаточно выкопать ямку, создать в ней емкость для воды из целлофана, кастрюли, сковородки и т.п., заполнить емкость водой и над ней установить "чудо-мембрану" или сделать простейшее устройство из плоской ёмкости, накрыть «чудо мембраной» и установить в печь или камин.
При помощи гетерогенного катализатора «ЧУДО-МЕМБРАНА». Вы сожжете меньше дров, получите больше тепла и дымоход в печи будет меньше засорятся, так как при повышении температуры горения дров в печи происходит полное сгорание газов горения.
Апреля 2009 год.
