Бензин дорожает – хотя нефть падает! Как то странно все устроено все в нашей стране. Ну да ладно, многие из нас с вами задумываются — а можно ли сделать бензин в домашних условиях? И как его делают вообще? Что же это за сложный технический процесс, после которого бензин сейчас стоит просто как «золото». Сегодня я решил написать небольшую статейку, где мы с вами рассмотрим процесс изготовления, этого топлива. Вы увидите, что не так все сложно, как кажется на самом деле …
Как известно бензин делают из нефти, если хотите, то это «заготовка» для будущего горючего. Кстати из остатков после перегонки, получают еще много чего, например — , керосин, мазут и т.д. Так что литр этого «ископаемого» раскладывают на много составляющих.
В свою очередь нефть можно разложить на два основных составляющих, это – углерод (примерно 85%) и водород (примерно 15%). Они соединяются между собой сотнями связей, которые мы потом называем углеводороды – в свою очередь их также можно разделить на сложные и легкие составы — но все эти соединения, по сути, и есть нефть.
Бензин из нее добывают двумя основными способами – это процесс «прямой перегонки», и более совершенный который носит массу названий – платформинг, риформинг, гидрориформинг, но самые сейчас популярные – термический и каталитический крекинг. Теперь более подробно.
Это очень древний способ, его изобрели еще на заре бензиновых двигателей. Он если хотите не отличается супер технологиями, и его запросто можно повторить у каждого дома, про это чуть позже.
Сам физический процесс заключается в нагреве нефти и испарению из нее по очереди нужных составов . Процесс происходит при атмосферном давлении и закрытой емкости, в которую установлена газоотводящая трубка. При нагреве из нефти начинают испаряться летучие составы:
После чего их просто конденсируют в другую емкость.
Но при таком методе есть очень много минусов:
В общем, этот процесс безнадежно устарел, в современных условиях он просто коммерчески не выгоден. Поэтому многие перерабатывающие предприятия сейчас перешли на более выгодный, совершенный способ изготовления.
Вот этот процесс получения бензина очень сложный, дома таким способом вам его не получить – однозначно! Не хочется лезть в дебри, грузить вас сложными химическими и физическими терминами. Поэтому постараюсь рассказать, что говорится «на пальцах».
Суть крекинга проста . Нефть химически и физически разлагают на составляющие – то есть из больших, сложных молекул углеводорода, делают более мелкие и простые, которые образуют бензин.
Что нам это дает, какие есть плюсы:
В общем, за этим процессом однозначно будущее. Вот почему их так сегодня много — платформинг, риформинг, гидрориформинг, крекинг. Каждый процесс старается увеличить число получаемого топлива + улучшить октановое число, в идеале, чтобы вообще обойтись без присадок.
Немного все же хочется поговорить про разбавление первоначального бензина. То есть как мы получаем октановое число равное 92, 95 и 98, применяемые сейчас.
Октановое число характеризует устойчивость бензинового топлива к детонации, простыми словами можно описать это так – в топливной смеси (бензин + воздух), которая сжимается в камере сгорания, пламя распространяется со скоростью 1500 – 2500 м/с. Если показатель давления при воспламенении смеси слишком велик, то начинают образовываться дополнительные перекиси, сила взрыва увеличивается – это простой процесс детонации, который никак неполезен для поршней двигателя.
Как раз стойкость топлива к детонации и оценивается октановым числом. Сейчас существуют установки, которые содержат эталонную жидкость – обычно это смесь изооктана (у него число равное «100») и гептана (у него ровно «0»).
Затем на стенде сравнивают два топлива один полученный из нефти (бензиновая смесь), второй из изооктана. Их сравнивают, если двигатели работают одинаково, смотрят на вторую смесь и на число изооктана в ней – таким образом, получают октановое число. Конечно это все в идеале, лабораторные испытания.
НА практике детонация может быть вызвана многими другими неисправностями двигателя, так например неправильное положение дроссельной заслонки, обедненная горючая смесь, неправильное зажигание, перегрев двигателя, нагары в топливной системе и т.д.
Если подвести итог — то сейчас в качестве присадок для повышения октанового числа применяют спирты, эфиры, алкилы, они очень экологичные, а также присадки для . Соотношение в составе примерно такое – состав католического крекинга (73 — 75%), алкилы (25 – 30%), бутиленовые фракции (5 – 7%). Для сравнения раньше для повышения октанового числа применяли тетраэтилсвинец, он прекрасно улучшает топливо, однако он наносит сильный вред экологии (всему живому), а также оседает в легких, может быть причиной рака. Поэтому сейчас от него отказались.
Знаете, мой дед бы легко и просто сделал бы бензиновое топливо у себя дома! Все потому что самогонный аппарат как нельзя кстати, подходит для этого мероприятия. Остается найти где-то сырую нефть!
ИТАК, процесс по пунктам:
Указанное в статье описание поможет получить метиловый спирт или, как его принято называть в своей отрасли метанол. В своем чистом виде эта жидкость применяется в виде растворителя, а так же в качестве высокооктановой добавки к моторному топливу. Метанол может применяться и в качестве бензина, при условии, что он будет высокооктановый, то есть октановое число будет равняться 150. В таких случаях это будет тот самый бензин, заправляются которым сегодня все баки автомобилей и гоночных мотоциклов. Таким образом, изготовив в домашних условиях метанол, человек получает качественный бесплатный бензин, сделанный собственными руками.
Стоит знать! Зарубежные исследования показали, что все двигатели, работающие на метаноле, служат намного дольше, чем такие же моторы, но работающие на обычном автобензине. Кроме всего прочего на 20% повышается и мощность двигателя, а так же вредные выхлопы в таких случаях практически отсутствуют, то есть применение метанола – это одни плюсы.
Для начала нужно сделать небольшой аппарат для изготовления метилового спирта. Делается он очень просто и не требует совершенно никаких особых знаний и уникальных деталей. Зависеть производительность такого аппарата будет от нескольких причин и, конечно же, первая из них – габариты. Чем больше устройство, тем, соответственно, больше жидкости в нем может быть сделано за один прием.
Так, например, аппарат высота которого будет 20 см, длина 50 и ширина 30, а вес около 20 килограмм и Д=75мм сможет производить до трех литров качественного готового топлива за один час.
Внимание, важно знать! Метанол – это бесцветная жидкость, которая имеет сильный резкий запах, подобный тому, который излучает обычный питьевой спирт, и является сильнейшим ядом! Температура кипения метанола – 65 градусов, он может прекрасно смешиваться с различными органическими жидкостями и, конечно же, с водой. Никогда не стоит забывать о том, что выпитые человеком всего 30 миллиграмм метилового спирта, приведут к смерти.
В аппарате к «входу воды» подключается шланг, который будет подавать обычную водопроводную воду. Проходя через определенную конструкцию, в дальнейшем эта вода автоматически будет разделена на два потока. Первый – вода, проходя через краник и небольшое отверстие, входит в специальный смеситель. Второй – поток воды, проходя через краник и отверстие, попадает сразу в холодильник, а затем, после охлаждения в нем воды, предназначенной для снижения температуры синтез газа и конденсата бензина, она выходит из специального отверстия.
Природный бытовой газ в это время должен быть подключен к специальному отверстию «Вход газа». Газ в этом случае будет входить через отверстие в специальный смеситель, где, смешиваясь с паром от воды, нагреется на горелке до 110, примерно, градусов, после чего через другое отверстие из смесителя эта самая смесь нагретого газа и паров воды войдет в реактор. Реактор в свою очередь заполнен катализатором №1 (75% алюминия + 25% никеля, которые представлены здесь в виде зерен или специальной стружки). В нем под воздействием огромной (от 500 градусов) температуры образуется синтез газа. Столь высокая температура достигается в данном случае при помощи нагрева конструкции горелкой.
После нагревания синтез-газ идет через отверстие и входит в холодильник, где охлаждается до температуры 35 градусов и ниже и выходит уже из холодильника охлажденным через другое отверстие, попадая при этом в компрессор. В качестве этого самого компрессора можно использовать деталь из любого бытового холодильника. Затем сжатый синтез-газ под небольшим давлением выходит из компрессора и через небольшое отверстие напротив поступает в реактор. Этот реактор заполнен уже катализатором №2, включающим 20% цинка + 80% меди. Этот реактор является самым главным узлом аппарата. В нем после поступления синтез газа образуется синтез бензина.
Будьте внимательны, температура в этом реакторе ни в коем случае не должна превышать 270 градусов. Это можно контролировать при помощи специального градусника и если требуется регулировать специальным краником подачи огня на горелке. Лучше всего здесь поддерживать температуру в пределах от 220 до 240 градусов, можно даже и немного ниже.
После образования паров бензина, они вместе с не прореагировавшим синтезом газа идут через специальное отверстие из реактора в холодильник, в котором пары бензина конденсируют и выходят из холодильной камеры. Далее не прореагировавший синтез-газ и образовавшийся конденсат входят в конденсатор, в котором уже и накапливается со временем готовый бензин. Он в свою очередь выходит из конденсатора и через специальный краник поступает в поставленную человеком емкость. Этот краник должен быть отрегулирован таким образом, чтобы через него постоянно сливался жидкий чистый бензин без примеси газа.
При всем этом важно знать, что в конденсаторе должно быть специальное отверстие, в которое нужно вставить манометр, он в свою очередь позволит контролировать давления в конденсаторе. Такое давление не должно превышать цифру 10. Лучше всего 5-7 атмосфер.
Должно иметься в конденсаторе и отверстие под краник, через который будет выходить не прореагировавшего синтез газа, который в последующем будет идти на рециркуляцию снова в смеситель.
Лучше всего, когда уровень бензина в конденсаторе постоянно увеличивается, нежели уменьшается, однако наиболее оптимальный вариант, чтобы он был постоянным. Это можно без труда контролировать при помощи, например, встроенного стекла. Краник на выходе нужно отрегулировать таким образом, чтобы в смесителе было как можно меньше пара, чтобы в бензине в последующем не было воды.
Для того, чтобы запустит аппарат по изготовлению метанола, сначала открывается доступ газа, вода при этом закрыта и включают горелки. Краники, через которые поступают необходимые вещества, должны быть полностью открыты, включен компрессор. Затем открывается кран подачи воды и соответственно регулируется сразу нужное давление в конденсаторе. Не забываем, что давление нужно контролировать при помощи манометра.
Спустя минут пять при помощи клапана температура в реакторе доводится до 220-240 градусов и немного приоткрывается краник, через который в последующем должна будет выходить струйка готового бензина. Если бензин будет выходить постоянно, краник следует приоткрыть больше. Наличие воды в готовом продукте нужно проверять при помощи спиртометра. Знайте, что плотность метанола — 793 кг/м3.
Изготавливать аппарат для производства бензина лучше всего из железа или нержавеющей стали. Трубки в данном случае могут быть выполнены из меди. Что касается холодильника, чем больше витков уместится в нем, тем будет лучше. Все краники для аппарата можно взять из газовых горелок. Два главных крана можно выполнить из редукционных клапанов от газовых бытовых баллонов или же применить капиллярные трубки от обычного холодильника. Реактор и смеситель должны нагреваться в горизонтальном положении.
Переработка мусора - выгодный бизнес, приносящий много пользы. Вот почему превращение его в пригодное для использования топливо заманчивая идея. Насчитывается немало людей пытающихся превратить органические отходы в высокооктановый бензин, используя микроорганизмы и химические процессы.
До настоящего времени ничто не оказалось действительно эффективным. Нет экологически верного решения растущей глобальной проблемы с полигонами. Фактически топливо из отходов не оправдывало ожидание, полученный на выходе продукт оказывался дорогостоящим, энергомалоэффективным или одинаково вредным для окружающей среды, как сам пластик.
С развивающейся технологией пиролиза, есть решение, которое является удивительно простым, экономически жизнеспособным и безопасным.
Получить топливо в домашних условиях можно, если человек хоть немного знаком с основными химическими реакциями. В процессе разложения органических отходов используется смешанная культура микроорганизмов, встречающихся в естественной среде, как пастбища крупного рогатого скота, болот. Благодаря ферментации биомассы смесь преобразуется в карбоновую кислоту. Процесс кислотной ферментации превращающий биомассу, углеродсодержащее сырье давно применяется на западе. Полученный органический газ превращается в высокооктановый бензин благодаря конденсации газа, который можно смешивать непосредственно в топливный бак, избегая проблем, представленных этанолом.
Пиролиз был разработан в 70-х годах. Использовался для разложения органического вещества. Та же технология применяется для переработки пластика. Пиролизный процесс с источником тепла для горения (нефть, уголь или газ) энергоемкий из-за его низкого коэффициента теплопередачи. Нецелесообразно инвестировать или управлять коммерческим пиролизом пластмасс.
Пиролиз представляет собой разложение материала при повышенной температуре без участия кислорода. В химическом процессе длинные молекулы полимера разлагаются на более короткие цепи углеводородов с помощью тепла и давления.
Преимущество пиролиза заключается в том, что этот процесс не создает вредных загрязнителей, побочные продукты используются в домашних условиях для запуска установки. В случае с пластмассой топливо из мусора, полученное благодаря химической реакции, представляет собой:
Килограмм отходов может давать до одного литра бензина из мусора, сжигание пластика приведет к 3 кг CO2. Пиролиз отходов шин является популярным в России и самый прибыльный из всех.
Основной процесс пиролиза заключается в следующем:
Технология пиролизной установки для производства бензина из мусора своими руками пользуется все большей популярностью и спросом в России. Коммерческие машины для домашнего использования по-прежнему дорогие. Пиролизная установка для производства бензина из мусора своими руками - это существенная экономия средств.
Благодаря технологии может получиться мазут, топливо из отходов пластмассы в процессе пиролиза. Сначала определяется масштаб настройки. В идеале 1 кг пластика, шин может вырабатывать 1 кг нефти. Для перегонки большего объема продукта необходимо использовать полипропилен, то есть изделие из пластмассы с маркировкой PP. Уникальная схема работы энергокомплекса может принести пользу, функционируя в автономном режиме без внешних электросетей, а продукты из мазута ценятся на рынке.
Пиролизная установка для производства бензина из мусора преобразует пластмассы в топливо поэтапно:
Завершив строительные работы, установка для перегонки используется в домашних условиях, чтобы получить нефть из мусора. Начинается увлекательный процесс превращения отходов в черное золото.
Процесс превращения:
Конверсия пластика в мазут включает 2 этапа. 1 стадия от 100 до 250 градусов. Легкий газ должен быть выпущен при 100 градусах, а нефтяной при 120. Известно, что от 280 до 360 градусов - верхний интервал выходной скорости. Коллектор может скапливать нефтяной газ. Затем тяжелые частицы и масло собираются в центре коллектора, опускаясь в резервуар.
Более легкий газ будет сжижаться до многофункциональных конденсаторов, затем храниться в масляном баке. Неконденсирующийся через десульфирование и удаление пыли с помощью гидроизоляции будет приводить к нагреву печи для снижения стоимости энергии. Мусор исчезает, и все, что осталось - пригодное для использования масло с высокой энергетической способностью. Если необходимо получить очищенные пригодные для использования продукты из этой смеси проводится тщательная фракционная перегонка. Преобразование отходов пластмассы в топливо является экологически чистым, выброс может достигнуть стандарта.
Благодаря этому процессу пиролиза, проклятие отвратительных пластиковых отходов, теперь может стать благом, источником обильной неиссякаемой энергии. Производство синтетического топлива уменьшит количество пластмассы на полигонах, сократит выбросы, станет надежной альтернативой истощению ископаемых видов топлива.
Преимущества утилизации отходов:
Как пластик, так и шина могут обрабатываться в одном реакторе преобразователя. Добытое масло промышленными агрегатами содержит до 95% дизельного топлива. В России можно приобрести запатентованные на международном уровне технологические установки. Продукция испытана на соответствие требованиям безопасности.
Продукция, полученная в домашних условиях, может применяться как промышленное топливо для выработки тепла и электроэнергии, в производстве нефтепродуктов (бензин, дизельное топливо, смазочные материалы). Установка для переработки пластмассы газ пиролиза используется в качестве топлива при нагреве.
Во многих странах нет своего завода по переработке пластмасс. Часто экономически нецелесообразно сжигать отходы, легче экспортировать. Народные умельцы придумали в России альтернативный способ справиться с этим. Вместо того, чтобы отправлять пластик, шины, бумагу (углеродсодержащие материалы) на свалку или мусоросжигательные пункты, отходы перерабатываются в домашних установках. Дизель и бензин, полученный в ходе химического процесса, используется для личных нужд человека.
Сегодня цены на бензин постоянно поднимаются вверх, даже вопреки тому, что стоимость нефти все время падает. Местных умельцев это заставляет задумываться над тем, чтобы найти альтернативу постоянно дорожающему продукту. Но, возможно ли изготовить бензин в кустарных домашних условиях, и как можно это сделать. Все мы уверены в том, что бензин можно делать только на больших промышленных предприятиях. Однако, так ли это на самом деле?
Очень многие из окружающих нас предметов в большей или меньшей степени состоит из нефти. Одежда, зубная щетка, телевизор, электрический чайник, светильник, посуда, игрушки, и многие другие предметы, которые мы используем в быту состоят из пластмассы, а, следовательно, являются результатом деятельности химической промышленности с применением нефти.
Нефть – одно из наиболее ценных и массово используемых видов сырья. Государства же, владеющими ее обширными месторождениями, можно сказать управляют мировой экономикой и процессами.
На протяжении тысячелетий люди изучали природные ископаемые и пытались извлекать из них полезные качества. Исследовав структуру нефти, химики выяснили, что можно из нее можно делать много полезных продуктов, и теперь быт человека окружает множество предметов, вещей и средств, которые изготовлены именно из черного золота. Под определенным давлением и температурой происходит удаление из нефти различных ненужных примесей и создаются чистые нефтепродукты.
Предметы из нефти, которые нас окружают:
Практически невозможно перечислить все продукты, которые производятся на основе нефти. Общее количество можно определить цифрой в пределах 6000 таких изделий.
Специалисты утверждают, что для того, чтобы сделать бензин из угля просто в домашних условиях, существует два очень интересных и проверенных способа. Они были разработаны немецкими ученными в первые годы прошлого века. В период великой отечественной войны вся немецкая техника работала от угольного дизельного топлива. Ведь в Германии и ФРГ не было месторождений нефти, а вот добыча и переработка каменного угля работала отлажено. Из бурого угля немцы делали жидкое дизельное топливо и отличный синтетический бензин.
С точки зрения химических соединений уголь не особо отличается от нефти. Они имеют одну основу – водород и горючие элемент углерода. Правда, в угле водорода поменьше, однако, горючую смесь возможно получить, если уровнять показатели водорода.
Из одной тонны угля можно добыть до 80 кг бензина. Однако, при этом в нашем угле должно содержаться около 35% летучих веществ. В начале переработки, уголь измельчают до пылевидного состояния. После чего угольную пыль хорошо просушивают, смешивают с мазутом или маслом, чтобы получить пастообразную массу. После добавления недостающего водорода сырье помещают в специализированный автоклав и нагревают до температуры 500 градусов, нагнетая при этом давление в 200 Бар.
Выполнив некоторые исследования, ученые томского НИИ пришли к выводу, что бензин можно сделать из очень многих отходов, которые мы выбрасываем на мусор, даже не задумываясь о его возможном дальнейшем использовании.
Опыты ученых доказали, что из одного килограмма измельченных пластиковых обычных бутылок получается около одного литра топлива – бензина.
Данные ученые в Томске разработали специальную установку, которая перерабатывает углеродосодержащие отходы в синтетическое топливо. Ее действие заключается в том, что под действием высокой температуры в пластике углеродосодержащие вещества разрушаются, и в следствие синтеза водорода и углеродов получают необходимые молекулы бензина. А при выработке большого количества бензина можно получить и мазут, бензин любой марки, и дизельное топливо.
Ученые утверждают, что сегодня бензин самому можно получить не только из пластиковых бутылок, для этого подойдут:
И это еще не полный список предметов, которые подходят для того, чтобы из них добыть так необходимые для обеспечения жизнедеятельности вещества.
Нефть – горючая жидкость которая имеет природное происхождение, Она состоит из всевозможных углеводородов, а также некоторого количества прочих органических веществ. Производство бензина из добытой в земле нефти – удел нефтеперерабатывающих заводов, однако в качестве любопытного эксперимента его, в небольших количествах есть возможность получить и в домашних условиях.
Для этого вам понадобятся:
Уберите подальше детей. Подготовив емкость с плотно закрывающейся крышкой необходимо присоединить жаропрочную трубку. Это будет нашей ретортой. Для конденсатора нам подойдет любая тара, а для того, чтобы сделать водяной затвор, необходимо найти прочный сосуд, имеющий две трубки. Необходимо собрать данное устройство для жидких углеводородов, соединить трубу, из крышки реторты, с конденсатором, и вставить шланг Второй его конец соединяем с трубкой водяного затвора. Вторую трубку затвора соединяем с печью и ставим на нее реторту. У нас получается замкнутая система для производства высокотемпературного пиролиза. Нам остается только загружать резиновые покрышки и ждать бензин на выходе.
Нефть на сегодняшний день основной источник энергии и синтетических материалов на Земле. Трудно представить себе наш мир без автомобилей, электричества, самолетов и прочего. От нефти зависит много, и похоже, зависим мы сами. Но не пора ли нам отыскать прочие, альтернативные способы добычи топлива из средств, которые лежат у нас с вами под ногами? Ведь это так просто – взять и переработать мусор. На много проще, чем истощать природные ресурсы и зависеть от тех, кто их добывает.
Информация об аппарате для изготовления бензина из воды и бытового газа
Материал этот был опубликован около 10 лет тому назад в журнале «Паритет». Идея получения жидкого топлива из газа и воды показалась нам интересной (ранее о такой технологии изготовления синтез-бензина мы просто не знали). Конечно, приведенной в материале информации недостаточно, чтобы сделать соответствующую работающую установку. Но мы надеемся, что этот материал поможет нашим самодельщикам найти замену все дорожающему в последнее время бензину.
Получаемая при помощи данного аппарата жидкость - метанол (метиловый спирт).
Как известно, метанол в чистом виде применяется в качестве растворителя и как высооктановая добавка к моторному топливу, он также является самым высокооктановым (октановое число равно 150) бензином. Это тот самый бензин, которым заправляют баки гоночных мотоциклов и автомобилей. Как показывают зарубежные исследования, двигатель, работающий на метаноле, служит во много раз дольше, чем при использовании обычного автобензина, мощность его повышается на 20%. Выхлоп двигателя, работающего на этом топливе, экологически чист, и при проверке выхлопных газов на токсичность вредные вещества в них практически отсутствуют.
Аппарат для получения метанола прост в изготовлении, не требует особых знаний и дефицитных деталей, безотказен в работе, имеет небольшие габариты. Кстати, его производительность, зависящая от многих причин, в том числе определяется и его габаритами. Аппарат, схему и описание сборки которого предлагаем вашему вниманию, при наружном диаметре смесителя D = 75 мм дает 3 л готового топлива в час, масса собранного аппарата около 20 кг, габариты его приблизительно следующие: высота - 20 см, длина - 50 см, ширина - 30 см.
Внимание: метанол является сильным ядом . Он представляет собой бесцветную жидкость с температурой кипения 65°С, имеет запах, подобный запаху обычного питьевого спирта, смешивается во всех отношениях с водой и многими органическими жидкостями. Помните о том, что 30 мм выпитого метанола смертельны! Понятно, что и обычный бензин опасен не меньше.
Водопроводная вода подключается к «Входу воды», из которого одна часть воды направляется (через краник) в смеситель, а другая часть (уже через свой краник) поступает в холодильник, проходя через который она охлаждает и синтез-газ, и конденсат бензина (рис. 1).
Бытовой природный газ, подсоединенный к трубопроводу «Вход газа», подается в тот же смеситель. Так как в смесителе температура составляет 100...120°С (смеситель нагревают с помощью горелки), в нем образуется нагретая смесь газа и водяного пара, которая из смесителя поступает в реактор №1. Последний заполнен катализатором №1, состоящим из 25% никеля и 75% алюминия (в виде стружки или зерен, промышленная марка ГИАЛ-16). В нагреваемом горелкой реакторе №1 под воздействием высокой температуры (от 500°С и выше) образуется синтез-газ. Далее нагретый синтез-газ охлаждается в холодильнике как минимум до температуры 30...40°С. После холодильника охлажденный синтез-газ сжимают в компрессоре, в качестве которого подойдет компрессор от любого бытового или промышленного холодильника. Далее сжатый до давления 5...50 атмосфер синтез-газ поступает в реактор №2, заполненный катализатором №2 (марка СНМ-1), состоящим из стружки меди (80%) и цинка (20%). В этом реакторе №2, который является главным узлом аппарата, образуется пар синтез-бензина. Температура в реакторе не должна превышать 270°С. Так как регулировка температуры в реакторе не предусмотрена, необходимо, чтобы сжатый синтез-газ, поступающий в реактор, уже имел соответствующую температуру, что достигается в холодильнике путем регулирования краном расхода охлаждающей воды. Температура в реакторе контролируется термометром. Обращаю ваше внимание, что желательно поддерживать эту температуру в пределах 200...250°С, но можно и ниже.
Из реактора пары бензина и непрореагировавший синтез-газ поступает в тот же холодильник, где пары бензина конденсируются. Далее конденсат и непрореагировавший синтез-газ отводятся в конденсатор, где накапливается готовый , который сливается из конденсатора в какую-либо емкость.
Манометр, установленный в конденсаторе, служит для контроля в нем давления, которое поддерживается в пределах 5...10 атмосфер или больше в основном с помощью краника, врезанного в «трубопровод», предназначенный для отвода из конденсатора непрореагировавшего синтез-газа снова в смеситель на рециркуляцию. Краник для слива бензина из конденсатора регулируют так, чтобы из конденсатора постоянно выходил чистый жидкий бензин без газа. При этом будет лучше, если уровень бензина в конденсаторе станет в процессе работы слегка увеличиваться, а не уменьшаться. Но самый оптимальный случай, когда уровень бензина в конденсаторе останется постоянным (положение уровня можно проконтролировать с помощью встроенного в стенку конденсатора стекла или каким-либо другим способом). Краник, регулирующий поступление воды в смеситель, устанавливают в такое положение, чтобы в полученном бензине не было газа.
Принципиальные конструкции основных узлов установки приведены на рис. 2-6.
 D - наружный диаметр; L - высота. |
Открывают доступ газа в смеситель (воду в последний пока подают), зажигают горелки под смесителем и реактором №1. Краник, регулирующий поступление воды в холодильник, полностью открыт, компрессор включен, краник слива бензина из конденсатора закрыт, а краник, стоящий на «трубопроводе» конденсатор-смеситель, полностью открыт.
Затем приоткрывают краник, регулирующий доступ воды в смеситель, а краником на вышеупомянутом «трубопроводе» устанавливают нужное давление в конденсаторе, контролируя его манометром. Но ни в коем случае не закрывайте краник на «трубопроводе» полностью!!! Далее, минут через пять, краником подачи воды в смеситель доводят температуру в реакторе №2 до 200...250°С. Затем на конденсаторе чуть-чуть приоткрывают краник слива бензина, при этом из краника должна пойти струя бензина. Если она будет идти постоянно - приоткройте краник побольше, если же будет идти бензин в смеси с газом - приоткройте краник подачи воды в смеситель. Вообще, чем на большую производительность настроите аппарат, тем лучше. Содержание воды в бензине (метаноле) Вы можете проверить с помощью спиртометра. Плотность бензина (метанола) равна 793 кг/м³.
Все узлы данного аппарата изготавливают из подходящих труб из нержавеющей (что лучше) или обычной стали. В качестве тонких соединительных труб подойдут медные трубки. В холодильнике необходимо, чтобы соотношение между длинами (высотами) змеевиков для синтез-газа (X) и паров синтез-бензина (Y) было равно 4. То есть, например, если высота холодильника равна 300 мм, длина X должна быть равна 240 мм, a Y, соответственно, 60 мм (240/60=4). Чем больше витков змеевика уместится в холодильнике с той и с другой стороны, тем лучше. Все краники применены от газосварочных горелок. Вместо краников, регулирующих слив из конденсатора бензина и поступление в смеситель непрореагировавшего синтез-газа, можно использовать редукционные клапана от бытовых газовых баллонов.
Ну, вот, пожалуй, и все. В заключение хотелось бы добавить, что данная конструкция для домашнего изготовления бензина, была опубликована в одном из номеров журнала «Паритет».
А теперь комментарии автора-изобретателя Геннадия Николаевича Вакса в виде ответов на вопросы самодельщиков. (В дальнейшем автор неоднократно усовершенствовал эту свою первую установку, поэтому в комментариях часто обращается к «новым технологиям», отсутствующим в описанном здесь аппарате. - Примечание редактора.)
Что можно и чего нельзя
Какое есть соображение относительно числа необходимых компрессоров?
Моя установка сконструирована в 1991 году, когда бензин стоил что-то около 40 копеек, причем эту машину я сделал ради собственного удовольствия. Аппарат был рассчитан на высокое давление и ему требовалось два компрессора. Сейчас мы ее усовершенствовали, просчитали, получается, что можно вести процесс, подавая нормировано воздух. Такое упрощение появилось благодаря созданию скачков давления в магнитном реакторе. Так внутри среды возникают импульсы, напоминающие хлопки. Эти хлопки и их генератор и являются изобретением, внесенным нами в разработку. Большинство же вещей, которые нами были описаны в связи с метанольной установкой, общеизвестны.
Я не химик, я физик и брал данные из литературы. Новое, что также мы внесли, это очень компактный теплообменник. И последнее: если в классических реакторах получения метанола (их много, они распространены) обычно гранулометрический состав сферических гранул катализатора составляет от 1 до 3 см, мы сделали катализатор мелкодисперсным. Но чтобы проходимость газа не ухудшалась, как раз и происходит периодическое сжатие, в физике плазмы это называется пинч-эффектом.
Не могу сказать. Сам химический состав катализатора взят из классических книг. Первые установки для получения метанола работали с катализатором только из окиси цинка. Это в принципе цинковые белила, белый порошок. Но в дальнейшем химики начали делать опыты и на окисях меди, хрома и кобальта. Есть огромное количество отчетов. В ГПНТБ целый стеллаж стоит. Эти катализаторы более эффективны, чем окись цинка. Неплохой катализатор получается из измельченных старых «серебряных» монет, которые состоят из никеля и меди. Их, эти опилки, надо, конечно, обжечь, окислить.
И хром можно не добавлять?
Можно не добавлять. По всей видимости, состав оптимального катализатора еще не нашли.
Схема должна быть герметична. Но катализаторы надо вынимать и загружать в реакторы.
В установке реакция синтеза идет при 350°С. Поэтому, если бы в схеме мы обозначили штуцера и кто-то сделал бы их немножечко не так, как следует, в помещение могли бы просачиваться окись углерода, водород и парообразный метанол. Замечу, все эти газы опасные. Так что мы дали рекомендацию - применять сварку, и эта рекомендация, в принципе, остается в силе. Ну, а если кто-то сделает со всеми предосторожностями для смены катализатора открывающуюся пробку, естественно, с медной прокладкой, чтобы гарантировать герметичность процесса, это, наверное, возможно. А нет уверенности, так надо не полениться - заварить с аргоном крышку, потом разварить, заменить катализатор и заварить все заново.
Обязательно ли вертикальное расположение реактора?
Вертикальное обязательно.
Почему в реакторах портится катализатор?
Основная болезнь всех реакторов, где используется катализатор, состоит в том, что последний через какое-то время, как говорят химики, отравляется. Скажем, в газе есть примесь - сера или еще что-то. На поверхности гранул катализатора появляется какая-то пленка. Можно организовать вибрацию частиц катализатора, в результате чего он самоочищается, когда гранулы трутся друг о друга. Подобному очищению способствует и то, что одни гранулы катализатора более абразивны, чем другие.
Как осуществляется смешивание воды и метана?
Конечно, нужно подавать в смеситель воду и метан в определенном соотношении. Классическим методом это делают, используя дозатор воды и дозатор метана. Мы отказались от дозаторов. Дело в том, что при температурах порядка 80...100°С давление насыщающих паров становится почти атмосферным (собственно, вода потому и кипит при температуре 100°С). Так вот, паров воды, которые окажутся в пузырьках метана, вполне достаточно, чтобы осуществить реакцию конверсии. Тут встал серьезный технический вопрос. У нас при проведении экспериментов выявилось, что когда газ пропускаешь через мелкую крошку снизу, чтобы «разбить» его, газ обязательно находил себе какую-нибудь дорожку, в результате остальная часть диспергатора не работала, то есть становилась пробкой. Поэтому нужно постоянно сбивать - разбивать пузырьки, что достигается с помощью электромагнитного вибратора. Тогда становится пузырьков больше, которые, пока поднимаются, полностью насыщаются водой.
Как регулируется процентное соотношение метана и воды?
В основном оно регулируется температурой. Вообще процесс этот очень сложный. Система контрольно-измерительных приборов для подобных процессов занимает солидное помещение. Я был на Таллиннском метаноловом заводе и видел эту сложнейшую систему. Конечно, мы не могли ее повторить. Но все-таки мы нашли выход из положения, сведя весь этот КИП к одному фитильку. Чем меньше у него пламя, тем, значит, меньше осталось в реакторе непрореагировавших метана, водорода, окиси углерода. Чем меньше их вступит в реакцию, тем больше будет фитилек пламени на выходе из реактора. Таким образом, вы сами сможете оптимизировать процесс. Ведь газ-то из сети поступает равномерно. В результате главная задача оператора делать все, чтобы уменьшить пламя фитилька. День-два потратите и научитесь регулировать.
Давления газа в магистрали достаточно?
Давление, какое есть, такое пусть и будет. Вы все равно не можете его ни увеличить, ни уменьшить.
А если в систему попадут пары фреона? Ведь компрессор заполнен фреоновым маслом.
Если Вы посмотрите внимательно, там сделано так, что масло не может пойти. А если и пойдет по системе, то ничего страшного не случится.
Можно ли заменить газовые горелки на электрические ТЭНы?
Можно. Но это дорого, наверное? Электричество дороже, чем газ. Газ можно брать прямо от одной горелки газовой плитки. Длина пламени примерно 120...150 мм.
Насколько жесткий контроль температурного режима?
Не очень жесткий. В пределах 100°С. Можно, конечно, было установить термопару. Но большинство самодельщиков ее проградуировать бы не смогло. Платиновые термопары к тому же очень дороги. Самый простой способ следить за температурой - это термокраски или еще сплавы. У каждого своя точка плавления. Тут должен быть сплав типа высокоплавкого припоя.
Как производить запуск установки?
Включите, прежде всего, горелки. По всей системе пускаете газ и зажигаете фитилек. Газ начинает проходить по диспергатору и насыщается водой. В фитильке продолжает просто гореть газ. Ничего больше не происходит. Продолжается насыщение газа водой, горелки горят. В реакторе поднимается температура до 350...800°С. Начинается конверсия метана, который превращается в окись углерода и водород. При этом частично остается нетронутым метан, попутно также появляется углекислый газ. Лишняя вода еще идет. Процесс эндотермический, то есть с поглощением тепла. Пока теплообменники (узлы) прогреются, фитилек будет гореть с переменной силой. При конверсии идет выделение теплоты, так что дальше процесс пойдет сам, он сам себя начинает раскачивать.
Какой предполагаемый срок службы такой установки может быть?
Установка-то будет работать долго, только срок службы катализатора остановит непрерывную работу. Тут многое зависит от загрязненности газа, от свойств катализатора. Если в газе много серы, может образоваться серная кислота, она при высоких температурах агрессивна.
Хочу внести также некоторое уточнение. Ранее упоминалось, что трубки для холодильников толстостенные, 7 м длиной. Дело в том, что раньше планировалось теплообменники делать в виде змеевиков. А потом мы их упростили и сделали коробчатые с заполнителем.
В чем принципиальная необходимость применения в установке компрессора от холодильника?
В его долговечности, надежности, бесшумности, доступности.
Геннадий Иванович Федан, механик, изобретатель, у него много своих разработок. Его особое увлечение - автомобиль. По специальности он горный инженер, выпускник Донецкого политехнического университета. Работал одно время механиком по обслуживанию спидвеистов, тогда и познакомился с использованием метанола.
Вот что он рассказал: «Лет восемь как мы начали использовать метанол в автомобиле. В течение первых двух лет мы боролись с коррозией. Образовывался конденсат воды, нужно было как-то это нейтрализовать. В основном коррозия поражала поршневую систему. В «Запорожце» сам двигатель чугунный, а карбюратор дюралевый. Поршневая же система стальная. Подвергались коррозии клапана, седла клапанов. Мы пробовали добавлять касторовое масло. Оно значительно повышает компрессию. Авиамоделисты, например, применяют метанол, добавляя 15% касторового масла. Но опять же идет большая коррозия: после каждого использования этой смеси надо все промывать.
Мы спаслись от этого добавлением в метанол авиационного масла. На 20 л метанола мы добавляем 1 л авиационного масла МС-20. От наших традиционных автомобильных масел отказались, так как при сгорании они образуют нагар. В результате горят клапана. Авиационное же масло обладает большой вязкостью, не дает смачиваться поверхности и благодаря этому не происходит коррозии. Итак, в смеси 5% МС-20, остальное метанол.
Должен сказать, что метанол во многих отношениях очень привлекателен как автомобильное топливо. Кстати, у нас двигатель старый, порядком изношенный, а с метанолом работает прекрасно. На оборотах выше средних есть смысл добавлять воду. В этом случае увеличивается топливный запас двигателя. Я пока экспериментально уточняю дозировку. Разрабатываю установку, чтобы была дозированная добавка воды в зависимости от режима работы двигателя. Как только пойдут высокие обороты, начинается впрыскивание.
Допустим, по какой-то причине вам необходимо временно или постоянно перейти на бензин. Для этих случаев я упростил регулировку жиклера главной топливной системы. Дело в том, что под метанол сечение жиклера нужно увеличивать. Если оставить жиклер, каким он был для бензина, то при использовании метанола будет падать мощность. Чтобы этого не происходило, нужно увеличить сечение жиклера, и двигатель заработает прекрасно.
Зимой двигатель с метанолом запускается гораздо легче, чем на бензине, буквально в течение нескольких секунд. Детонации нет вообще. Еще один положительный момент. Часто приходилось оказывать помощь владельцам «Жигулей», у которых образовывалась ледяная пробка в топливном тракте. Это бывает сплошь и рядом. Продают бензин, разбавленный водой. На глаз это не определить. Человек купил, залил - и все. Зимой в топливной системе образуется ледяная пробка. Приходится разбирать двигатель, все промывать. Автомобилисты тратят на это до двух суток. Между тем, ликвидировать пробку можно буквально в течение двух часов. Я беру 2 л метанола, заливаю в топливную систему, и пробка растворяется. Без разборки двигателя.»
