Повышаем эффективность котлов на отработанном масле своими руками

Тема в разделе "Котлы на отработанном масле своими руками", создана пользователем электрик, 16 ноя 2010.

  1. Тиамо

    Тиамо Специалист

    Регистрация:
    26 ноя 2010
    Сообщения:
    146
    Симпатии:
    72
    Адрес:
    Москва
    Re: Котел на отработанном масле. Самостоятельное изготовление.

    Для котла на отработке нужны катализаторы для реакций неселективного (сжечь всё без разбора, любой углеводород) и полного (сжечь совершенно, до углекислоты и воды) окисления углеводородов.
    В настоящее время в качестве таких катализаторов применяют металлы (оксиды металлов) переходных групп. Такими металлами являются никель, кобальт, железо, ванадий.

    Как правило катализаторы используют не сами по себе, а нанося их на некий носитель, выдерживающий условия (например температуру) проведения ускоряемой реакции. Для высокотемпературных применений в качестве матрицы используют глиноземы (оксид алюминия Al2O3) или их смесь с кремнеземами (алюмосиликаты, например цеолиты).
    Обсуждаемый катализатор представляет из себя активную часть в виде оксида железа(II) где (II) это валентность или степень окисления железа (численный показатель обоих этих понятий в данном случае совпадает), нанесённую на матрицу (носитель) из смеси оксида алюминия и кремнезема. Аммиачная соль нужна для предотвращения дальнейшего окисления железа, тогда оно потеряет каталитическую активность. Катализатор как изделие должен быть высокопористым чтобы иметь очень высокую поверхность в единице объёма (так его активность будет выше) и пропускать через себя газы-реагенты, потому что реакция с участием катализатора происходит на его поверхности. Окисление вне его поверхности будет идти с прежней, неувеличенной скоростью. Это называется "гетерогенный катализ" - катализ на границе раздела фаз, в данном случае "твёрдое тело/газ".

    Теперь задумаемся, что представляет из себя белый, серый или желтый порошок, остающийся после сжигания отработки или тем паче мазута? Выяснится что именно эти металлы содержатся в присадках к маслам или в природном мазуте. Особенно моден в качестве высокотемпературного катализатора оксид ванадия, которого в мазуте навалом. Значит светлый порошок это оксиды или более сложные соединения (например сульфаты/сульфиды, ведь сера в отработке и в мазуте есть) этих металлов.
    Не исключено что этот порошок обладает каталитической активностью именно в нужном нам направлении. Не исключено что присутствием этих веществ в золе можно объяснить быстрое выгорание горячего спека на дне топки при подаче в него воздуха.

    Не исключено что из этой золы можно изготовить элемент катализатора. Он должен быть пористым, чем больше пор и чем они Уже тем катализатор будет активнее. Например попытаться спрессовать его в виде конуса с помощью пресса, изготовленного из домкрата, усилия должно хватить.

    Прошу простить за "много букав".

    С уважением.
     
    KIRIl и электрик нравится это.
  2. электрик

    электрик Специалист

    Регистрация:
    17 сен 2010
    Сообщения:
    68
    Симпатии:
    23
    Re: Котел на отработанном масле. Самостоятельное изготовление.

    Да, это МЫСЛЬ! Но спрессовать не получится - поры ведь нам нужны! А вот например смешать его с глиной и создать пористую заготовку, как я думаю КНВ нам подскажет!, после чего прокалить! САМОЕ ТО!
     
  3. Тиамо

    Тиамо Специалист

    Регистрация:
    26 ноя 2010
    Сообщения:
    146
    Симпатии:
    72
    Адрес:
    Москва
    Re: Котел на отработанном масле. Самостоятельное изготовление.

    Благодарю за плюсик к моей репутации. :0)

    Смешать, просушить и обжечь при относительно невысокой (упоминалось про 800 градС) температуре. Полученная керамика будет пористой. Температуру повышать медленно чтобы вероятность растрескивания изделия уменьшить. При обжиге из массы глины будет испаряться вода, формируя поры. Для того чтобы пор было как можно меньше нужно нагреть глину очень сильно, почти до 2000 градС.
    Если вы видели непокрытые глазурью или неокрашенные деревенские крынки для молока или свистульки то представляете какая у такого материала структура.

    Имеет смысл сделать химанализы зол, полученных при сжигании например отработки и например мазута. Состав может очень сильно отличаться. Иногда сделать это можно бесплатно или совсем недорого. Например спектральный.
     
  4. Тиамо

    Тиамо Специалист

    Регистрация:
    26 ноя 2010
    Сообщения:
    146
    Симпатии:
    72
    Адрес:
    Москва
    Re: Котел на отработанном масле. Самостоятельное изготовление.

    Мне представляется, что оптимальной структурой катализатора для обсуждаемого применения будет сетчатая конструкция, наполненная пористыми гранулами наподобие угольного фильтра для кухонного воздухоочистителя над плитой. Насыпать не тонким слоем, воздух подавать большим количеством трубок непосредственно в массу гранул. Этим будет защищёна от перегрева нижняя сетка, на которой лежат гранулы.

    Также логично будет применение волокнистого неплотного носителя на подобие металлической сетки для мытья посуды.
     
  5. сан

    сан Участник

    Регистрация:
    17 ноя 2009
    Сообщения:
    10
    Симпатии:
    5
    Re: Котел на отработанном масле. Самостоятельное изготовление.

    IstopNik, пасиба за насосик, осталось найти знакомого электронщика... А то я далёк от этого:drinks:
     
  6. КНВ

    КНВ Специалист

    Регистрация:
    17 ноя 2010
    Сообщения:
    56
    Симпатии:
    100
    Re: Котел на отработанном масле. Самостоятельное изготовление.

    Все правильно по части изготовления заготовки для катализатора. Я применяю обычный гончарный круг и шаблон под конструкцию моего котла. По поводу золы не знаю. Здесь нужен анализ химсостава. На его основе разработать рецептуру, а это может профессиональный химик, занимающийся катализом. Мой катализатор меня полностью устраивает. С его помощью я имею бесплатное тепло и горячую воду круглый год. Плюс покрытие всех расходов на изготовление.
     
    britmila и Energomagazine нравится это.
  7. сан

    сан Участник

    Регистрация:
    17 ноя 2009
    Сообщения:
    10
    Симпатии:
    5
    Re: Котел на отработанном масле. Самостоятельное изготовление.

    Проблема коксования маслоподающей магистрали в котлах - печах с принудительной подачей первичного воздуха решаема. Надо одеть на неё ещё одну трубочку из тонкого металла примерно 0,5мм с зазором 5-7мм по сторонам по высоте немного выше зоны горения (сделать экран).
     
    britmila и Тиамо нравится это.
  8. Тиамо

    Тиамо Специалист

    Регистрация:
    26 ноя 2010
    Сообщения:
    146
    Симпатии:
    72
    Адрес:
    Москва
    Re: Котел на отработанном масле. Самостоятельное изготовление.

    Подробное описание состава, технологии изготовления и конструкции катализатора, доказавшего свою функциональность и экономический эффект от применения есть большое благо для посетителей форума.

    Большое Вам спасибо!

    Хотелось бы получить разъяснение того,

    - как организованы потоки газообразного горючего, окислителя (воздух) и
    - как эти потоки пространственно соотносятся с каталитическим конусом как объектом?
    - Весь ли объём горючего и окислителя проходят через катализатор или только их часть?
    - Вводится ли в газовый поток дополнительный воздух выше конуса, окисляющий топливо некаталитически?
    - Каким способом и по каким критериям определён срок службы железного катализатора?

    Тема очень интересна.
     
  9. KIRIl

    KIRIl Эксперт форума

    Регистрация:
    24 сен 2009
    Сообщения:
    458
    Симпатии:
    444
    Адрес:
    Сертолово. СПБ
    Re: Котел на отработанном масле. Самостоятельное изготовление.

    Отлично. Спокойная, вежливая, проф. подача материала говорит о глубоком знании самого предмета. Лично меня больше интересуют конструкции отопителей на отработке, в пределах мощности 5-7-10 квт., способные без присмотра уверенно проработать не менее 15 часов. Все это как-бы уже есть и работает с чистым выхлопом и сгоранием голубым пламенем, но остается много шлаковых остатков. Есть планы по созданию механизма удалению этих остатков в процессе горения, как только появиться время для их реализации, выполню и постараюсь выложить на форуме.
     
    britmila и Тиамо нравится это.
  10. Тиамо

    Тиамо Специалист

    Регистрация:
    26 ноя 2010
    Сообщения:
    146
    Симпатии:
    72
    Адрес:
    Москва
    Re: Котел на отработанном масле. Самостоятельное изготовление.

    Я так понимаю, что количество золы зависит от количества сгоревшей отработки. К сожалению мне интересны более мощные котлы, способные в широком диапазоне изменять свою производительность и расход топлива при хорошем КПД на всех режимах, в пике достигающего потребления 20 литров в час и способные долго поддерживать такую нагрузку.

    Видимо чистить их придётся раз в 2-3 часа. Без автоматики не обойтись.
     
  11. vladbor

    vladbor Специалист

    Регистрация:
    17 фев 2010
    Сообщения:
    75
    Симпатии:
    98
    Re: Котел на отработанном масле. Самостоятельное изготовление.

    Спасибо ТИАМО за ликбез. Так получилось, что у меня практика опережает мои теоретические познания. А после Ваших постов тема стала вдвойне интересней. Спасибо.
     
  12. КНВ

    КНВ Специалист

    Регистрация:
    17 ноя 2010
    Сообщения:
    56
    Симпатии:
    100
    Re: Котел на отработанном масле. Самостоятельное изготовление.

    При выходе котла на рабочий режим, а это происходит в течение 10-15 минут, катализатор раскаляется до ярко красно-желтого цвета. И языков пламени вокруг дожигателя почти не видно. Они видны только на первых двух рядах отверстий выше катализатора. Горючие газы проходят по спирали вдоль катализатора и поднимаются вверх, проходя через зазор между конусом и трубой дожигателя. Вот здесь и видны небольшие языки зеленовато-голубого пламени. После использования катализатора в течении 3.5 тысяч часов, его свойства начинают падать, наверное происходит процесс отравления. Это выражается в постепенном увеличении расхода топлива и увеличении к-ва золы, при постоянных условиях сжигания топлива. У меня котел работает в среднем на мощности 45-55 kWt . Чистке подвергается каждые 10 суток. За это время сгорает примерно 1000 литров отработанного масла. Сухой остаток в виде серо-желтой пыли умещается в мешке пылесборника пылесоса "Ракета".
     
    britmila, Тиамо и Alexander нравится это.
  13. IstopNik

    IstopNik Участник

    Регистрация:
    24 ноя 2010
    Сообщения:
    18
    Симпатии:
    11
    Re: Котел на отработанном масле. Самостоятельное изготовление.

    Как-то не очень понятно, как будет работать ПО ПОВЕРХНОСТИ!!! катализатор, спрессованный , к примеру, домкратом.
    Автомобильный катализатор, если кто разбирал, это сквозные соты из керамики с нанесенным активным веществом. Причем, эти катализаторы проплавляются, когда
    мотор начинает дымить от повышенного износа , дымить маслом. Или очень легко отравляется бензином со свинцовыми присадками.

    Те эффекты, что наблюдаются в ситуациях, описанных выше , на мой взгляд, просто
    наличие пористой поверхности, где происходит горение и возгонка масла. И не более.
     
  14. IstopNik

    IstopNik Участник

    Регистрация:
    24 ноя 2010
    Сообщения:
    18
    Симпатии:
    11
    Re: Котел на отработанном масле. Самостоятельное изготовление.

    Ну если так туго - купите программируемый автоматик-выключатель и задайте ему ритм,
    запитайте от него релюшку или трансформаторчик, питающий насосик...
    Или действительно найдите электронщика. Хотя уровень знаний, требующихся для этой автоматики - мизерный. Не ленитесь!
     
  15. КНВ

    КНВ Специалист

    Регистрация:
    17 ноя 2010
    Сообщения:
    56
    Симпатии:
    100
    Re: Котел на отработанном масле. Самостоятельное изготовление.

    Фото выложить не получается. Выкладываю схему моего котла. Первый раз попробовал рисовать схему с помощью компьютера. Если что то не понятно задавайте вопросы. Постараюсь ответить.
     

    Вложения:

    britmila нравится это.
  16. КНВ

    КНВ Специалист

    Регистрация:
    17 ноя 2010
    Сообщения:
    56
    Симпатии:
    100
    Re: Котел на отработанном масле. Самостоятельное изготовление.

    В своем котле я при испытаниях и отработке конструкции сжигал стабильно до 15 литров масла в час. Без катализатора это был мрак! Горело хорошо и грело прекрасно но в камере сгорания скапливался шлак в больших к-вах и его приходилось выбивать молотком и зубилом. И потом очень важно теплообменник расположить как можно дальше от камеры сгорания. Шлак и наблюдения за процессами происходящими в котле толкнули меня на применение катализатора.
     
    britmila и Тиамо нравится это.
  17. gothic

    gothic Специалист

    Регистрация:
    5 апр 2010
    Сообщения:
    80
    Симпатии:
    34
    Адрес:
    Темиртау
    Re: Котел на отработанном масле. Самостоятельное изготовление.

    Керамическая основа понятна.
    Только с тремолитом проблема. Не подскажете где его можно взять?

    Как получить растворы 89мг/мл пяти водного щавелевокислого железа и 81 мг/мл одно водного щавелевокислого аммония.?
    Можно ли в домашних условиях изготовить такой катализатор?
    Или без лаборатории и химиков не обойтись?

    Уважаемый КНВ. Опишите свой котел в размерах. А то ваш рисунок практически ни о чем не говорит. Н-да 15л/ч серьезный расход.
     
  18. gothic

    gothic Специалист

    Регистрация:
    5 апр 2010
    Сообщения:
    80
    Симпатии:
    34
    Адрес:
    Темиртау
    Тиамо нравится это.
  19. Тиамо

    Тиамо Специалист

    Регистрация:
    26 ноя 2010
    Сообщения:
    146
    Симпатии:
    72
    Адрес:
    Москва
    Re: Котел на отработанном масле. Самостоятельное изготовление.

    В студенческие годы я интересовался высокотемпературной керамикой.

    Существует керамическая технология изготовления деталей. В сильно упрощённом виде её можно описать так:
    Первым этапом является подготовка смеси из сырья и связующего - смешивание.
    Второй этап - формовка. Это может быть отливка, а может быть прессование если полученная смесь непластична.
    После сушки идёт спекание.

    Удивительно но материал, состоящий из прессованного порошка, является пористым.

    Для формирования непористой структуры изделия приходится идти на большие ухищрения, например проводить спекание при очень высокой температуре в условиях вакуума.

    Оптимальная форма катализатора как изделия, является предметом отдельного изучения, над этим работают лаборатории, институты, фирмы.

    Проплавляется катализатор при повышении содержания углеводородов (дымление двигателя) в выхлопном тракте ДВС, потому что он катализатор. В норме несгоревших углеводородов и СО в выхлопе в целом немного и их ускоренное сгорание на катализаторе не приводит к критическому повышению температуры. Увеличение количества реагентов в выхлопе на порядок или несколько порядков и их ускоренное сгорание на катализаторе приводит к резкому повышению температуры в том месте, где это ускоренное сгорание происходит. Проплавляется что?
    Проплавляется катализатор. Значит ускорение реакции происходит на его поверхности.

    Определить, есть ли изменение течения реакции после добавления в высокотемпературный газовый тракт катализатора можно по изменению результатов этой реакции.
    Уважаемый КНВ привёл объективные критерии изменения результатов реакции, полученные путём измерения, описал условия опыта, технологию получения катализатора и конструкцию котла. Он готов отвечать на дополнительные вопросы заинтересованных читателей.
    Его опыт повторяем.
    Я верю его данным.

    С уважением.
     
  20. Тиамо

    Тиамо Специалист

    Регистрация:
    26 ноя 2010
    Сообщения:
    146
    Симпатии:
    72
    Адрес:
    Москва
    Re: Котел на отработанном масле. Самостоятельное изготовление.

    Видимо только поиском по месту жительства.

    К сожалению, в описании патента не указана степень окисления железа, это имеет значение. Компоненты приобретать в любом доступном месте. Как правило это фирмы, торгующие химреактивами. Наличие в названии химикатов слов "пятиводный" и "одноводный" говорит о том что речь идёт о кристаллогидратах, сухих веществах, порошках.
    Концентрация 89 мг/мл равна концентрации 89 граммов в 1 литре раствора. или 8,9 граммов в 100 миллилитрах (0,1 литра) раствора.
    Соответственно с 81 мг/мл.
    Как видите, без точных весов и посуды с метками объема не обойтись. Но вполне возможно что точность при составлении растворов допустима очень приблизительная, пусть об этом выскажется уважаемый КНВ.

    При наличии в собственности или доступа к весам, посуде, обжиговой печи с контролем повышения и снижения температуры, терпения и времени на обучение, денег на испорченные в процессе обучения образцы это можно делать "на коленке".

    Надо помнить что в керамической технологии есть свои подводные камни, например усадка изделия при сушке и обжиге, иногда сопровождающаяся растрескиванием его.
    Вероятность брака не равна нулю.

    Может быть нам заказывать катализаторы у КНВ?

    С уважением.