Химический аккумулятор теплоты

[dmr]

Гугл есть ?

спрашивайте у него?

или Яндекс

[Danila88]

Гугл есть ?

спрашивайте у него?

или Яндекс

 

Специализированный сайт есть, типа биржи металлов в США?

Или надо по каждому соединению искать отдельно?

[Художник67]

Есть ещё "каталитический аккумулятор тепла"  или попросту "грелка". Обычно используют перенасыщенный  р-р ацетата натрия. Но насколько это стабильно и выгодно в промышленных масштабах? Теплопотери, объёмы растворов большие, температура фазового перехода низкая  +50 °С.

 

Гидроаккумулирующая станция - здравое решение, если небольшая, и боитесь что вода может замёрзнуть, можно перекачивать/использовать незамерзающий при -30 °С рассол.

 

Если много "лишней" электроэнергии, и нет желания строить гидроаккумулирующую электростанцию (низкие температуры зимой, не совсем аргумент, Загорская ГАЭС в Московской области работает же) можно конечно что нибудь химическое делать.

 

Можно например, перекись водорода электролизом производить, зимой в парогенераторах разлагать. Выход по току 80%, но общий КПД невысокий, большие затраты электроэнергии на перегонку до пергидроля, водород - побочный продукт, можно в баллоны закачивать, но дорого и хранится плохо, потери + взрывоопасный. Гидриды лития, кальция, титана, делать сложно и неудобные как аккумуляторы в следствии периодичности загрузки. Жидкий водород надеюсь не рассматриваем 

 

Водород можно в аммиак связывать, процесс очень энергозатратный. Аммиак для хранения сжижать необходимо, тоже способ энергию заморозить. Но аммиак тот ещё товарищ, - ядовит, горюч, взрывоопасен.

 

Обжигать известняк "дармовой" электроэнергией, это конечно вариант, но объёмы большие, сырьё где то брать надо, хранить/фасовать в герметичную тару.  Карбид кальция конечно тоже можно производить. Печь обжига потребляет много электроэнергии. Но объёмы сырья и продукции большие, в герметичные бочки необходимо фасовать, как сырьё кокс необходимо закупать. Если есть свободная пресная вода, можно например азотную кислоту производить. Всё это лучше конечно продавать, на выручку покупать уголь или сжиженный газ на зиму. Если воды нет, можно окислы азота из воздуха производить.

 

Неплохой "химический аккумулятор энергии"   - закись азота. 

 

Из новостей по аммиаку:

http://www.chemport.ru/datenews.php?news=3632

Аммиак из воздуха, паров воды и электричества на катализаторе "наноразмерный оксид железа".

Выход по току до 35%, побочный продукт - водород.

 

Можно ещё подумать в направлении производства топлива для топливных элементов, зимой жечь это топливо в элементах, вырабатывать электроэнергию. http://www.abok.ru/for_spec/articles.php?nid=2340  Или напрямую сжигать.

 

Распространённое топливо - метанол. Альтернативное топливо - аммиак. Более изощрённое - гидразин или гидразингидрат, но производство уже не такое простое и гидразин ядовит.

 

Метанол можно получать из углекислого газа воздуха или того же газа обжига известняка или газов горения топлива в ТЭС.

Изменено 11 Октября, 2014 в 09:24 пользователем Художник67

[Художник67]

Кстати, метанол можно жечь с 50% перекисью водорода, тепловой эффект очень высокий, для парогазовой турбины хороший вариант. КПД выше, чем от каталитического  разложения перекиси.

[Художник67]

Парогенератор Вальтера (на перекиси водорода):

 

Изменено 11 Октября, 2014 в 14:48 пользователем Художник67

[Художник67]

Да, ещё пересыщенный раствор сернокислого натрия (Глауберова соль - десятиводный)  как аккумулятор тепла может использоваться по принципу  солевой грелки. Температура при кристаллизации +32 °С совсем мало (получается ниже чем у ацетата, там вроде до +54 °С), количество тепла фазового перехода кристаллизации  - 78,5 кДж/моль. Не знаю насколько стабилен раствор. Предположу, что длительное хранение без кристаллизации проблематично. С температурой ниже +20 градусов спорно. Эффективность в промышленном применении сомнительна. 

Изменено 11 Октября, 2014 в 12:25 пользователем Художник67

[Художник67]

Пожалуй самое изящное решение - производство перекиси водорода электролизом воды.

 

Самое красивое решение - производство метанола из воздуха и воды.

 

CO₂ + 3H₂ <--> CH₃OH + H₂O + 49.53 кДж/моль

 

Абсорбция СО2:

http://chem21.info/page/020115031201163032199201050252109129139137116039/

 

С применением этаноламинов:

http://chem21.info/page/210013188133010154005119042209215220244219009219/

 

С аммиаком красиво, если аммиак из воздуха и воды с последующим сжиганием в топливном элементе.

 

4NH₃  +  3O₂ --> 2N₂ + 6H₂O

 

Окисление аммиака в закись азота:

http://chem21.info/info/1474945/

Селективное разложение закиси азота в условиях процесса Оствальда:

http://www.findpatent.ru/patent/243/2430781.html

Способ каталитической очистки отходящих газов от закиси азота:

http://ru-patent.info/20/85-89/2085263.html

 

Цены на закись азота:

http://www.alliance-gaz.ru/nitrous-oxide.html

Сложно, дорого.

 

Перекись водорода, цены:

http://e-shop.aquafreshsystems.ru/index.php?route=product/product&product_id=306

http://satu.kz/p2017049-vodoroda-perekis-medpergidrol.html

http://xn----7sbihstf4e.xn--p1ai/list/Himicheskie-reaktivy/perekis-vodoroda.html

 

 

Продажная цена разная, от 11400 руб/тонна 35%

http://himmarket.com/%D0%BF%D0%B5%D1%80%D0%B5%D0%BA%D0%B8%D1%81%D1%8C-%D0%B2%D0%BE%D0%B4%D0%BE%D1%80%D0%BE%D0%B4%D0%B0/

700-800 $ за тонну 30-50% до 2,25 - 3,8 $ кг в пересчёте на 100% фасованная. 

 

Аммиак  520 долларов за тонну FOB , при поставках в США в 587 долларов за тон­ну CFR.

 

Метанол Цена ФОБ: US $ 350-650 / тонна.

 

Гидрид кальция 300 - 640 $ за тонну.

Изменено 11 Октября, 2014 в 19:00 пользователем Художник67

[Художник67]

Побочный продукт.

Синтез гидрида кальция, отличающийся тем, что гидроксид кальция, помещенный в реактор, нагревают до температуры 860°С за счет пропускания по трубам, размещенным во внутреннем объеме реактора, теплоносителя, являющегося продуктом окисления водорода кислородом в водородной горелке, температура водородного факела на выходе из которой достигает 2600°С, производят многократное впрыскивание в реактор через форсунки воды, нагретой в камере с водородной горелкой до температуры не менее 860°С, с образованием высокотемпературного водяного пара, подключают к источнику постоянного электрического тока клеммы катода, функцию которого выполняют стенки реактора, и клеммы анода, функцию которого выполняет твердооксидная сплошная пленка, нанесенная на заглушенную снизу полую трубу с множеством сквозных отверстий в стенках, предназначенных для выхода во внутреннюю полость трубы кислорода, абсорбированного твердооксидной пленкой, и осуществляют высокотемпературный электролиз водного раствора гидроксида кальция с образованием гидрида кальция у внутренних поверхностей стенок реактора.

http://www.findpatent.ru/patent/233/2333294.html

Изменено 11 Октября, 2014 в 17:33 пользователем Художник67

[Художник67]

Т.е. вы говорите, что дешево хранить тепло не получится?

 

В то время как уже есть солнечные электростанции на PCM (Phase Change Materials) и на  2NH3 ↔ N2 + 3H2

 Что то вообще не понял,

 

N2 + 3H2 ↔ 2NH3 + 91,84 кДж

Процесс Габера, при синтезе требует высокого давления. Температура 500 °C, давление 350 атмосфер, циркуляция, охлаждение. На производство одной тонны аммиака в России расходуется в среднем 1200 нм³ природного газа, в Европе — 900 нм³. Несмотря на то что реакция синтеза аммиака - экзотермическая, процесс Габера очень энергоемкий: средний расход электрической энергии на производство 1 т аммиака – 3200 кВт•ч. Энергия затрачивается на сжатие и нагрев смеси азота и водорода, и частично рассеивается в тепло при охлаждении, необходимом для конденсации и отделения аммиака.

Какой смысл аммиак обратно на компоненты разлагать? Его же опять греть нужно (900°C) и процесс уже эндотермический.   

 

Даже сжигать наработанный аммиак, и то, это дело затратное.

 

 

Окись азота, полученная при сжигании аммиака на катализаторе, далее окисляется кислородом, присутствующим в нитрозных газах. При этом образуются высшие кислородные соединения азота, которые при взаимодействии с водой дают азотную кислоту. 

 

Анализ неравенства приводит к выводу, что сжигание аммиака становится нецелесообразным при значительных единичных мощностях установок. В то же время использование его рационально на небольших установках, так как в этом случае исключаются трудоемкие и дорогостоящие стадии хранения, погрузки, транспортирования и реализации незначительных количеств аммиака и аммиачной воды.

Изменено 11 Октября, 2014 в 19:21 пользователем Художник67

[Художник67]

Или надо по каждому соединению искать отдельно?

Торопитесь, евреи патентовать собрались "топливо из воздуха и воды". 

 

25 ноября 2013, 13:07

Альтернативный продукт был изготовлен с использованием наноматериалов, что значительно уменьшает количество необходимой энергии, для осуществления каталитического процесса, применяемого при производстве нефти. В процессе получения горючего из воды извлекается водород, который затем смешивается с диоксидом углерода, полученным из внешних источников. Образовавшуюся смесь помещают в реактор, где содержится твердый катализатор, имеющий наноструктуру. В результате получается органическая жидкость и газ.

 

Эту разработку поддержал Израильский фонд стратегической альтернативной энергетики. Университет подал документы на получение патента на изобретение.

http://elektrovesti.net/28468_izrailskie-uchenye-razrabotali-novoe-vozobnovlyaemoe-toplivo-alternativu-nefti

 

01 февраля 2014

 

Мордехай Гершкович, профессор, вице-президент университета имени Бен-Гуриона по науке:

 

- Мы подсчитали, что того углекислого газа, который производят шесть израильских электростанций хватит, чтобы покрыть потребности страны в топливе полностью. Я имею в виду, разумеется, топливо для транспортных средств.

http://podrobnosti.ua/podrobnosti/2014/02/01/956641.html

Изменено 12 Октября, 2014 в 04:27 пользователем Художник67