Интернет-журнал 'Домашняя лаборатория', 2007 №11 - Журнал «Домашняя лаборатория»

общества сельхоз и пром продукции) способ газификации топлива с малым содержанием летучих компонентов (древесный уголь, антрацит, кокс и т. п.). Суть этого способа в том, что в газогенераторе происходит т. н. опрокинутый процесс горения. Основное же отличие его в том, что присадка водяного пара, необходимого для хорошей газификации топлива, производится за счет добавки к основному топливу определенного количества влажного древесного. Этот способ до сих пор довольно широко распространён ввиду своей простоты и высокой эффективности. В том же году военное министерство Франции испытывало газогенераторные автомобили на манёврах. Особо следует отметить работы В. Фойта (1933 г.) и Е. Розера (1938 г.), посвященные усовершенствованию процесса газификации в транспортных газогенераторах.

Однако на пути массового применения автомобильных газогенераторов встала техническая сложность: генераторный газ содержал большое количество примесей (в первую очередь смолы). Следовательно, перед подачей в двигатель его надо было фильтровать. Но эту проблему довольно быстро решили в Германии. В 1940 г., когда вермахт оккупировал Францию, в составе его тыловых частей находились грузовики, которые не имели потребности в бензине. Нововведение пришлось весьма кстати — бензин в оккупированных районах в свободную продажу не поступал. А вот угля, дров и других органических отходов хватало: стратегическими материалами они не считались. Осенью 1944 г., когда Советская Армия захватила нефтяные верфи Плоешты (единственного источника моторного топлива Германии), еще полгода там, где это было возможно, функцию моторного топлива в немецкой армии выполнял генераторный газ.

Дальнейшее своё развитие транспортные газогенераторы получили во Франции, Германии и Швеции. Эти страны не имели своих запасов нефти и после второй мировой войны испытывали острую нехватку топлива. Поэтому очень большое значение в послевоенные годы специалисты французской и шведской автомобильной промышленности придавали использованию газового топлива. Наиболее практичным представлялось использование машин не с запасом сжатого или сжиженного газа на борту, а с газогенераторной установкой для газификации органического сырья (дерева, угля, торфа). Организация сети газонаполнительных станций требовала значительных капиталовложений, а производство высокопрочных баллонов для сжатого газа требовало применения легированных сталей, которые в то время были дефицитны. Отсутствие необходимой производственной базы сделало эти причины решающими и поставило в центр внимания создание мобильных транспортных газогенераторов.

Рис. 8. Автомобиль ГАЗ-42 с газогенератором.

Рис. 9. Урал-ЗиС 354. Наиболее известный советский газогенераторный автомобиль.

Забавно то, что автомобили и тракторы с транспортными газогенераторами до сих пор используются, хотя и являются редкостью. Есть самоделки, но в ходу и промышленно выпускаемые образцы газогенераторов.

Рис. 10. Современный газогенераторный грузовой автомобиль (Франция, 2005 г.)

Рис. 10. Прицепная газогенераторная установка типа «Имберт» фирмы VOLVO (Швеция, 2002 г.)

Несомненно, что с настройкой газогенератора на нужный выход придется повозится. Впрочем, управляющих параметров немного — это поток воздуха и его влажность. Необязательно сразу строить большой аппарат, для прикидочных экспериментов, можно сделать небольшой, такой как показанный на следующей фотографии.

Рис. 11. Мотовелосипед с самодельным газогенератором!!!

Что дальше? Дальше было бы неплохо провести синтез ФИШЕРА-ТРОПША. К сожалению, мне не удалось найти в Интернет готовую мини-технологию по конверсии генераторного (пиролизного) газа в жидкое топливо. Это не значит, что ее нет. Просто встретить «не пришлось». Нашлась технология по выработке метилового спирта из метана. Ранее уже упоминалось, что пиролизный газ содержит, как метан, так и уже готовые компоненты синтез-газа: водород и окись углерода. Выход же продуктов синтеза зависит, от применяемого катализатора, температуры, давления и соотношения водорода к окиси углерода. Можно попробовать самостоятельно состыковать процесс получения генераторного газа с процессом получения метанола.

ТЕХНОЛОГИЯ ПОЛУЧЕНИЯ МЕТАНОЛА

По материалам автора-изобретателя Г.Вакса.

МЕТАНОЛ

Для улучшения антидетонационных свойств метанол стали использовать с 80-х годов прошлого века — в качестве 15 %-й добавки к бензинам низких сортов.

Краткие сведения о метаноле.

Метанол, метиловый спирт, древесный спирт, карбинол, СН3ОН — простейший алифатический спирт, бесцветная жидкость со слабым запахом, напоминающим запах этилового спирта. Температура кипения +64,5 °C, температура замерзания — 97,8 °C, плотность — 792 г/л. Пределы взрывоопасных концентраций в воздухе 6,7-36 % по объему. Октановое число больше 110. Температура воспламенения 467 °C, Теплота сгорания 24000 кдж/кг — меньше, чем у бензина (44000 кдж/кг), поэтому расход метанола (в литрах) будет выше примерно в два раза. Как топливо применяется в гоночных машинах, например в "Формуле-1".

МЕТИЛОВЫЙ СПИРТ смешивается в любых концентрациях с водой, органическими растворителями и ЯДОВИТ, выпитые 30 миллилитров метанола могут быть СМЕРТЕЛЬНЫ, если не принять срочных мер! Пары также ядовиты!

Традиционно метанол получали возгонкой древесины. Но более перспективен способ получения метанола — из природного газа. В дальнейшем по мере совершенствования этой технологии возможны и другие источники сырья, например биомасса (навоз). Промышленные способы получения метилового спирта пока недостаточно эффективны для использования метанола в качества топлива, но в ближайшие десятилетия цена на нефть будет только подниматься и ситуация может изменится в пользу спиртового топлива (особенно при использовании автомобилей на топливных ячейках). Природный газ, как известно, почти на 100 % состоит из метана — СН4. Ни в коем случае не надо его путать с баллонным газом пропанбутаном, последний является продуктом крекинга нефти и используется напрямую в качестве автомобильного топлива. Впрочем, это и делают многие автомобилисты, устанавливая соответствующее оборудование. А при использовании метанола никакого дополнительного оборудования не требуется. Используя метанол в качестве топлива, как можно существенно повысить мощность двигателя. Это достигается увеличением диаметра главных жиклеров или уменьшением количества воздуха в топливной смеси.

Итак, о химии процесса получения метанола из природного газа.

Метан при неполном окислении превращается в окись углерода и водорода, реакция эта выглядит следующим образом:

2СН4 + О2 —> 2СО + 4Н2 + 16,1 ккал.

Более простой технологически способ проходит по реакции конверсии метана с водяным паром:

СН4 + Н2О —> СО + 3Н2 — 49 ккал.

В первом уравнении стоит +16,1 ккал. Это означает, что реакция идет с выделением тепла. Во втором — с поглощением. Тем не менее, мы остановимся на втором способе получения окиси углерода и водорода. При наличии этих двух компонентов уже можно напрямую синтезировать метанол. Реакция идет по следующей формуле:

СО + 2Н2 <=> СНЗОН.

Сложность в том, что конечный продукт получается лишь при высоком давлении и высокой температуре (Р > 20 атм., Т = 350 градусов), но при наличии катализатора