0
 

Топливная таблетка

 
В данном проекте предусматривается разработка технологии получения брикетов (таблеток) из металлотермических смесей, которые с большим успехом можно использовать в быту. При решении этой задачи «мерзлой России» (Сибирь, Арктика, Дальний Восток) не страшны катаклизмы природы. Топливо можно хранить в домашних условиях.
Выполнение проекта предусматривает использование производственных площадей Дагестанского инженерно-исследовательского центра (ДИИЦ) в
г. Каспийске.
Производственная площадь под намечаемые исследования составляет 250 кв.м.
Исполнитель располагает металлотермической лабораторией с необходимым оборудованием, участком термической обработки (термические печи с Тмах=13500С), участком механической обработки (токарные, сверлильные, фрезерные, шлифовальные станки).

Поставленная задача может быть решена путем выбора оптимального состава металлотермической смеси, с принятием мер по противопожарной безопасности за счет введения в смесь теплопоглощающих добавок оптимального (установленного экспериментально) количества.
Для долговременного хранения и удобства транспортировки производимых брикетов, в состав смеси необходимо ввести связующие добавки (жидкое стекло, нитроцеллюлоза, и др.), не создающие атмосфероотравляющие выделения при сжигании.
При разработке технологической оснастки для изготовления брикетов необходимо исходить из соображений удобства хранения, паковки и транспортировки готовой продукции.
Задача использования тепла металлотермических реакций для бытовых целей в мировой практике решается впервые. В данном проекте в качестве потенциальных теплоносителей предлагается использовать окислы железа, хрома, марганца (их руды, чем богата Россия), восстановителем является алюминий (алюминиевая пудра, порошок титана, магия, и др.), этими компонентами Россия также не обделена.
В перспективе, в зависимости от возможностей регионов, эти материалы легко заменяются другими окислами и восстановителями.
Новизна темы состоит в том, что при решении поставленной задачи резко расширяется круг используемых теплоносителей. При этом металлотермические среды имеют неиссякаемые запасы в земной коре, и с успехом могут заменить для человека катастрофически убывающие углеводородные и углеродные источники.

 

 

 
 
 
3. Использование планируемых результатов

 
Результаты исследований и разработок по данному проекту можно использовать как для бытовых, так и для промышленных целей.
В бытовом отношении металлотермические брикеты легко могут заменить в топках дрова, уголь, газ, керосин. Их целесообразно так же использовать для топок центральных котелен, тепловых электростанций, тепловозов, судов. По нашим расчетам (см. приложение) брикет массой 16 гр. из металлотермической смеси по теплотворной способности может заменить 1 кг угля.
В перспективе обмазки из металлотермических смесей можно применить при создании сжигаемых космических топливоносителей. При этом резко увеличивается  удельная мощность космических ракет, ввиду облегчения аппаратов за счет исключения расхода транспортируемого кислорода, и увеличения на порядок теплового эффекта сгорания теплоносителя.
Предлагаемая технология применения в качестве топлива металлотермической смеси является абсолютно безопасной, так как в процессе горения нет газовыделений, отходы горения не токсичны и безопасны для будущих поколений.
Более того, утилизация отходов целесообразна с целью извлечения из них химически чистых восстановленных элементов (железа, хрома, марганца, и др.).

 

 
6. Планируемая стоимость работ составляет 6000 тыс. рублей.

 

 
 
 Экономическое обоснование целесообразности использования
 
 
        металлотермических брикетов в качестве топлива

 
 Для приближенных расчетов материальной целесообразности использования металлотермических брикетов в бытовых топках взамен каменного угля приняты следующие обоснованные упрощения:
удельная теплотворная способность металлотермической смеси на нижнем уровне 1200 ккал/кг; для каменного угля эта величина взята на верхнем уровне 1200 ккал/кг. Масса брикета при плотности 2,0 г/см3 составляет m = V = 16 г.
 Один брикет при сжигании выделяет тепло G равное:
G= mq = 0,016 * 25000 = 400 ккал, т.е. 1 кг каменного угля по теплотворной способности можно заменить 3 брикетами из металлотермической смеси.
При этом, масса нетрадиционного топлива в 1000 : 25 ≈ 40 раз меньше массы каменного угля той же теплотворности.
Чтобы сравнения были экономически состоятельными, надо сопоставить себестоимость рассматриваемых видов топлива.

Себестоимость 1 кг брикетной массы составляет:

       С = С1 + С2,
где С1 – затраты на материалы;
       С2 – трудовые затраты на изготовление 1 кг брикетной массы.

 

С учетом отходов, коэффициент годного при изготовлении брикетов примем равным 0,8, т.е. с 1 кг массы можно получить :

n = 1000*0,8/16 = 50 брикетов.
При себестоимости 1 кг брикетной массы – 0,15 р., стоимость 1 брикета составит: 0,15 : 50= 0,03 рубля, следовательно, для получения тепла эквивалентного сжиганию 1 кг угля (0,8 р) затраты на металлотермические брикеты составят [(0,3*3)]= 0,09 рублей, это в 9 раз меньше, чем затраты на сжигание физического топлива.