Геннадий Вакс - Бензин. Экономим и делаем его сами [СИ]

Д/g б.

Теплообменник

О цели этих изменений будет сказано ниже. Количество витков в катушке может быть от 500 до 1000. Диаметр провода 0,1–0,3мм. Необходим бачок воды для подпитки, поскольку вода непрерывно расходуется на образование паро-метановой смеси (см. рис. 1). Труба диспергатора берется из неферромагнитного металла, этому в переменном магнитном поле она будет разогреваться. Кроме того, и метан ступает в воду разогретым, этому специального нагревателя для воды не требуется.

ВНИМАНИЕ: необходимо расположить бачок таким образом, чтобы уровень воды в смесителе— диспергаторе не поднимался выше 150 мм, т. е. до половины его высоты, это связано с величиной давления в газовой сети (=150 мм водного столба).

Готовая паро-метановая смесь разогревается до температуры 550–600 градусов в теплообменнике. Устройство теплообменника уже достаточно дробно описано (см. рис 1.). этому приведем только уточнение размеров.

Теплообменник изготавливается из нержавеющей стали, обязательно варится в среде инертного газа. Трубки из нержавеющей стали крепятся к корпусу только сваркой. Наполнитель теплообменника изготовляется из 1–2 миллиметровых частиц керамики. Это может быть, например, дробленая фарфоровая суда. Наполнять емкость надо достаточно плотно, с обязательным встряхиванием. Возможная ошибка: при недостаточном наполнении теплообменника частицами керамики газ "найдет себе дорогу", и токи будут ламинарными, чем ухудшается теплообмен.

ВНИМАНИЕ: В теплообменнике 3.2 (см. рис. 10) температуры высокие! Никакие уплотнители не применять — только аргонная сварка.

САМЫМ СЛОЖНЫМ И ОТВЕТСТВЕННЫМ УЗЛОМ УСТАНОВКИ ЯВЛЯЕТСЯ КОНВЕРТОР-РЕАКТОР

(см. рис. 7), где происходит конверсия метана (превращение его в синтез — газ).

Рис 7. Конвертор — реактор

Конвертор состоит из кислород-прометанного смесителя и реакционных каталитических колонн. Вообще, реакция идет с выделением тепла. Однако в нашем случае, чтобы процесс начался, на подводящих трубках проводим нагрев, поскольку мы осуществляем конверсию метана реакции:

СН4 + Н2О <���—> СО + ЗН2 — 206 кдж, с потерей тепла, а значит нужно обязательно подводить тепло в конвертор. Для этого паро-метановый газ мы пропускаем через трубки, стоянно обогреваемые горелками "Г". Конвертор работает следующим образом. Парометанная смесь ступает в камеру, в которой вварены трубки из нержавеющей стали. Количество трубок может быть от 5 до 20 в зависимости от желательной производительности конвертора. Пространство камеры должно быть обязательно плотно набито крупнозернистым песком или дробленой керамикой или крошкой нержавейки, размеры частиц 0,5–1,5 мм. Это необходимо для лучшего перемешивания газов, а самое главное — для пламягашения. При соединени воздуха с горячим метаном может произойти загорание, этому в камере набивка осуществляется с обязательным встряхиванием и досылкой. Трубки и сборная камера (на рис 7.-нижняя), как раз и набиваются частицами, содержащими катализатор— окись никеля. Который смешивается в пропорции 1/3 объема порошка с 2/3 объема молотой керамики (0,5 мм) или чистого грубозернистого песка. Промежуток между верхними частями трубок заполняются на 10 см любым высокотемпературным теплоизолятором. Это делается, чтобы не перегревать камеру. Мы можем предложить свой способ лучения такого теплоизолятора. Обычный канцелярский силикатный клей смешивают с 10–15 весовыми процентами тонкомолотого мела или талька или глины. Перемешивают тщательно. Наливают смесь тонким слоем и сразу же прижигают огнем паяльной лампы. Вскипевшая в клее вода образует пемзообразную белую массу. Когда она остынет, опять наливают на нее слой клея с мелом и опять обрабатывают пламенем. И так повторяют до тех пор, пока не получат, необходимый слой теплоизолятора. После окончания сборки конвертора его помещают в стальной короб, которой обязательно теплоизолируют материалом, выдерживающим температуру до 1000 градусов, например, асбестом. Горелки инжекционного типа, могут быть любые, от 5 штук до 8. Чем их больше, тем равномернее нагрев. Возможна также система, использующая одну горелку. Пламя ее имеет несколько выходов через отверстия в трубе. Газовые горелки есть в продаже, например, те, что используются для обработки лыж. Есть в продаже также газовые паяльные лампы, этому мы даем только общую схему. Горелки должны соединяться параллельно и регулироваться стандартным газовым краном, например, от газовой плиты, или "родным" краном от "лыжной" горелки.

Ещё один из ответственных узлов — это эжекторный смеситель дачи воздуха и метана (рис. 8.)

в камеру конвертора. Эжекторный смеситель воздуха и метана состоит из двух сопел: одно дает метан, насыщенный парами воды, а другое — эжектор воздуха. Воздух ступает от компрессора, количество его регулируется клапаном давления (Рис. 9.). Компрессор может быть практически от любого бытового холодильника, давление регулируется от "нуля" до необходимого, которое будет не на много выше давления в газовой магистрали (т. е. >150 мм. вод. ст.).

Необходимость дачи воздуха (кислорода) в конвертор обусловлена тем, что реакции [5] часть водорода должна быть поглощена с выделением СО, тем самым увеличивается количество окиси углерода до пропорции СО:Н2 == 1:2, т. е. число молей (объемов) водорода должно быть в два раза большим объемов окиси углерода. Но возникновение СО2 произойдет реакции [1] с выделением большого количества тепла, этому

Рис 8. Эжекторный смеситель воздуха и метана

вначале процесса компрессор мы не включаем и винт держим вывернутым. Воздух не даем. И мере разогрева камеры и включении всей системы будем

степенно, включив компрессор и вворачивая винт клапана давления, увеличивать дачу воздуха и

Рис 3. Клапан давления