Amestecul de monoxid de carbon și hidrogen (gaz sintetic), care în industrie este sintetizat cu hidrocarburi combustibil, poate fi obținut prin trecerea aburului prin cocs cu sârmă incandescentă (gazificare a cărbunelui) și prin conversia gazului natural - metan.

dimetilic

Producția de combustibil pentru motoare din materii prime care nu conțin hidrocarburi, precum cărbune, biomasă, biogaz și gaze naturale. Schema de procesare a materiei prime similară: în prima etapă sunt transformate în gaz de sinteză (amestec de monoxid de carbon și hidrogen), după ce gazul de sinteză este procesat în metanol (diagramă convențională) sau dimetil eter (DME) (schemă dezvoltată la Institutul de Petrochimie Synthesis RAS) care este transformat în combustibil pentru motor (benzină, motorină).

Benzină sintetică produsă de o schemă convențională de sare industrială pentru prelucrarea gazelor naturale pentru a alimenta hidrocarburi prin formarea de metanol, de două ori mai mult decât „petrol”. O metodă de sinteză a hidrocarburilor cu eter combustibil dimetilic (DME), dezvoltată de Institutul de sinteză petrochimică RAS, mult mai eficientă și mai economică decât schema tradițională „metanol” a combustibililor sintetici pentru motoare.

Schema unui reactor chimic pentru producerea gazului sintetic din arderea amestecurilor de metan și aer la temperaturi ridicate. Aceste reactoare sunt proiectate pe principiul unui motor rachetă.

Detalii pentru curioși

Cea mai importantă caracteristică a calității benzinei - capacitatea sa de a arde fără a exploda. O explozie de combustibil numită detonare. Pentru a estima cantitatea „pantei” detonației, se presupune că explozia „proastă” a hidrocarburii are o putere anti-izocană egală cu 100. Pentru o detonare ușoară n-heptanul este luat ca zero. Această opțiune se numește numărul octanic. De exemplu, dacă numărul octanic de combustibil pentru motor este 80, acesta are din proprietățile sale de detonare echivalente unui amestec de 80% izootan și 20% n-heptan. Cu cât este mai mare numărul octanic, cu atât este mai bun combustibilul motorului.

Calitatea motorinei este determinată de capacitatea sa de a se aprinde sub influența presiunii și temperaturii. Combustibil inflamabil ideal pentru motoarele diesel - hexadecan sau cetan cu 16 atomi de carbon. I se acordă maximum 100, numit cetan. Numărul de cetan al metilnaftalenei, care nu se aprinde, este luat ca zero. Numărul cetanic caracterizează perioada de întârziere a aprinderii combustibilului în motor - intervalul de timp de la injectarea combustibilului în cilindru până la începutul arderii lor. Cu cât numărul cetanic este mai mare, cu atât este mai scurtă această perioadă și cu atât arderea și liniștea arderii motorinei.

Dimetilul este un derivat al metanolului, care se obține în procesul de transformare a gazului de sinteză într-o stare lichidă. Există un proiect pentru conversia motoarelor diesel, dimetil eter. Acest lucru îmbunătățește semnificativ performanța de mediu a motorului.

Până în prezent, consumul de dimetil eter în lume este de aproximativ 150 de mii. Tone pe an.

În ultimii ani, s-au dezvoltat procese tehnologice pentru producerea dimetil eterului din combustibil sintetic gazos produs din cărbune.

Spre deosebire de gazele naturale lichefiate, eterul dimetilic este mai puțin competitiv, în principal datorită faptului că valoarea eliberării căldurii pe tonă de dimetil eter este cu 45% mai mică în calorii pe tonă de GNL. De asemenea, producția de dimetil eter necesită nu numai un grad ridicat de preinvestire, ci și un volum mai mare de gaz de alimentare pentru a obține un produs cu putere calorică echivalentă.

În viitor, dimetil eterul poate fi considerat doar ca un produs cu capacitate limitată, deoarece producția de gaz natural lichefiat se caracterizează prin economii semnificative de scară, niveluri mai mici de costuri de capital și o eficiență mai mare a procesului de producție.

Motor Stirling - un motor termic în care un mediu de lucru lichid sau gazos se deplasează într-un volum închis, un tip de motor cu ardere externă. Pe baza încălzirii și răcirii periodice a fluidului de lucru pentru a extrage energia din modificările întâlnite în volumul fluidului de lucru. Poate funcționa nu numai din combustie, ci și din orice sursă de căldură.

Din termodinamică știm că presiunea, temperatura și volumul unui gaz ideal sunt interconectate și respectă legea. unde: P - presiunea gazului; V - volumul de gaz; n - numărul de moli de gaz; R - constantă universală a gazului T - temperatura gazului Kelvin.

Aceasta înseamnă că încălzirea cu gaz își mărește volumul, iar la răcire - scade. Această proprietate a gazului stă la baza funcționării motorului Stirling.

Motorul Stirling folosește un randament termodinamic al ciclului Stirling, care nu este mai mic decât ciclul Carnot și are chiar avantajul. Faptul că ciclul Carnot constă din mai multe izoterme și călduri diferite. Aplicarea practică a acestui ciclu nu este promițătoare. Ciclul Stirling este permis să obțină aproape performanțe ale motorului la dimensiuni acceptabile.

Diagrama presiune-volum a unui ciclu Stirling idealizat

Ciclul Stirling este format din patru etape și este împărțit în două faze de tranziție: încălzire, expansiune, tranziție la sursa rece, răcire, compresie și trecerea la sursa de căldură. Astfel, în timpul tranziției de la sursa de căldură la sursa rece se extinde și comprimă gazul din butelie. Acest lucru schimbă presiunea datorită faptului că se poate face o muncă utilă. Încălzirea și răcirea fluidului de lucru (secțiunile 4 și 2) se face recuperator. În mod ideal, cantitatea de căldură radiată și schimbătorul de căldură sunt prezentate în același mod. Munca utilă se efectuează numai în detrimentul izotermelor, adică. Acest lucru depinde de diferența dintre încălzitor și temperaturile mai scăzute din ciclul Carnot. Ciclul de lucru al motorului Stirling tip beta:

unde: a - deplasarea pistonului; b - pe pistonul de lucru; c - volant; d - foc (încălzirea regiunii) aprins; e - aripioare de răcire (zona de răcire).

  1. Sursa de izolație termică externă încălzește gazul din partea inferioară a cilindrului de schimb de căldură. Presiunea generată împinge pistonul de lucru în sus (rețineți că deplasarea pistonului este montată liber pe pereți).
  2. Deplasarea volantului împinge pistonul în jos, deplasând astfel aerul fierbinte din fundul camerei de răcire.
  3. raceste si contracta aerul, pistonul se deplaseaza in jos.
  4. Deplasarea pistonului este ridicată, mutând astfel aerul răcit în partea de jos. Și ciclul se repetă.

Mișcarea Stirling a pistonului de lucru este deplasată cu 90 ° în raport cu mișcarea pistonului de schimb. În funcție de semnul mașinii de tuns poate fi un motor sau o pompă de căldură. Mașina de tuns 0 nu face nicio lucrare (cu excepția pierderilor prin frecare) și nu o produce.