Экономия топлива посредством получения водорода.

[polpol]

Вот тут изображена такая печь

(К сожалению рисунок загрузить не удалось.

А вообще это возможно?)

 

 

http://vivovoco.rsl.ru/VV/Q_PROJECT/FAR/FARADAY3.HTM

Вот тут у меня печь с проходящей сквозь нее железной трубкой вроде ружейного ствола. Эту трубку я набил блестящими железными стружками и поместил ее над огнем, чтобы она раскалилась докрасна. Сквозь эту трубку мы можем пропускать либо воздух, чтобы он приходил в соприкосновение с железом, либо пар из этого маленького кипятильника, присоединив его к концу трубки.

 

Пар проходит сквозь нагретую трубку с железными опилками, разлагается с выдением свободного водорода, который собирается в колбу слева.

Кислород окисляет железо.

3Fe + 4H2O = Fe3O4 + 4H2 + 160,67 кДж

 

Теперь вот я о чём.

 

Пусть конструкция печи, в отличие от показанной, будет следующей.

 

Сосуд с водой (который справа от печи) помещается непосредственно в топку печи.

Водород не собирается в пробирку слева, а сразу направляется в топку печи и там сгорает.

 

Вопрос такой.

 

Увеличится ли количество тепла, которое образуется в печной топке?

 

По моему мнению.

 

Реакция окисления железа идёт с выделением тепла. Тепло остаётся в топке.

Горение водорода в топке (окисление водорода) тоже идёт с выделением тепла.

Горение топлива тоже выделяет тепло.

 

Таким образом в топке концентрируется тепло сгорающего топлива и сгорающего водорода, а также тепло реакции окисления железа.

 

Отсюда.

Если мы будем не просто сжигать топливо в топке печи, а попутно разлагать воду при помощи железа и сжигании в топке получаемого при этом водорода, то эффективность сжигания топлива возрастёт.

 

Сразу рассмотрим такой вариант.

 

Имеется сосуд с водой. Вода имеет температуру окружающей среды. Пусть 20 градусов Цельсия. Давление атмосферное.

Железо помещается в воду. Ёмкость дополнительно не подогревается.

Там происходит реакция 3Fe + 4H2O = Fe3O4 + 4H2 + 160,67 кДж

При этом реакция происходит неизбежно и независимо от подогрева, как это осуществлено в печи.

Естественно, что реакция эта будет происходить очень медленно.

Но всё равно когда то эта реакция завершится. Железо будет окислено, т.е. тепло реакции окисления выделится, и водород тоже будет получен, который можно сжечь тоже с выделением тепла.

 

Очевидно, что теплота выделяемая топливом, которое сгорает в топке печи, не используется для разложения воды. Химическая реакция окисления железа и выделения свободного водорода идёт сама по себе.

Сгорающее топливо лишь ускоряет процесс окисления железа и разложения водяного пара.

 

Будут ли возражения?

 

Кстати посмотрите тут

http://www.tartaria....5439dfbf383.doc

 

Выскажите своё мнение.

Будет ли работать это изделие, т.е. экономить топливо при условии, что железо бесплатно, а вода почти бесплатна.

Изменено 31 Марта, 2013 в 18:49 пользователем polpol

[химик-кун]

Там происходит реакция 3Fe + 4H2O = Fe3O4 + 4H2 + 160,67 кДж

При этом реакция происходит неизбежно и независимо от подогрева, как это осуществлено в печи.

Естественно, что реакция эта будет происходить очень медленно.

Но всё равно когда то эта реакция завершится. Железо будет окислено, т.е. тепло реакции окисления выделится, и водород тоже будет получен, который можно сжечь тоже с выделением тепла.

Знак + при енергии говорит о том что реакция эндотермична тоесть для её осуществления нужно подвести такое количество теплоты.

[polpol]

Знак + при енергии говорит о том что реакция эндотермична тоесть для её осуществления нужно подвести такое количество теплоты.

 

Когда дополнительного подогрева нет значит эта теплота отбирается из окружающей среды (ведь реакция то всё равно идёт) и, следовательно, её (теплоты) для нас не существует.

Остаётся только тепло, которое выделится при сжигании водорода.

 

Сколько выделится водорода и сколько получится тепла?

 

И 160,67 кДж это на какие массы воды, железа или это на моль вещества?

 

3Fe + 4H2O = Fe3O4 + 4H2 + 160,67 кДж

 

Как это в единицах массы?

Сколько должно участвовать в реакции килограммов железа и литров воды? Сколько килограммов водорода получится?

Сколько литров воды необходимо для окисления 1 кг делеза и сколько килограммов водорода при этом будет.

Величина этого Fe3O4 не интересует.

Изменено 31 Марта, 2013 в 19:45 пользователем polpol

[химик-кун]

Когда дополнительного подогрева нет значит эта теплота отбирается из окружающей среды (ведь реакция то всё равно идёт) и, следовательно, её (теплоты) для нас не существует.

И 160,67 кДж это на какие массы воды, железа или это на моль вещества?

3Fe + 4H2O = Fe3O4 + 4H2 + 160,67 кДж

Как это в единицах массы?

Не факт что такая реакция идёт при н.у.(смотри енергия активации), а даже если и идёт то ОЧЕНЬ МЕДЛЕННО(не верите налейте в чашку воды и опустите туда железный гвоздь).

Енергия указана в расчете на 1 моль.

ИХМО если надо получить водород в малых количествах бросайте алюминий в раствор щелочи, если в "промышленных" маштабах то осваивайте електролиз.

Изменено 31 Марта, 2013 в 21:08 пользователем химик-кун

[polpol]

О скорости реакции - это другой вопрос.

Его можно решить потом.

Главное - реакция будет происходить или же нет.

 

Ответ получен - реакция возможна и при температуре окружающей среды в 20С.

 

Ладно на моль чего?

Воды, железа, водорода, окисида железа.

 

Я не умею. А если посчитать на килограммы и литры?

[химик-кун]

При реакции 3 моль железа и 4 молей воды поглощяетса 160.67 кДж и выделяетса 1 моль Fe3O4 и 4 моля водорода. В граммах будет примерно 168 грамм железа, 72 грамма воды, 8 грамм водорода и 232 грамма Fe3O4

Изменено 31 Марта, 2013 в 22:06 пользователем химик-кун

[polpol]

Вот что у меня получается.

 

 

3Fe + 4H2O = Fe3O4 + 4H2

Железо 56 г/моль

Водород 1гр/моль

Кислород 16 гр/моль

 

168 гр Fe + 72гр воды = 232 гр оксида железа + 8гр водорода.

 

При этом, для того чтобы реакция произошла, надо затратить 168 кдж

Пусть эти кдж даст нам бензин или дизтопливо. 1 кг бензина имеет теплотворную способность 47000 кдж/кг. 1 гр бензина даст 47 кдж.

Следовательно, чтобы эта реакция случилась надо сжечь 3-4 грамма топлива

 

Но 1000гр водорода даст 141 000 кдж

8 гр водорода дадут икс кДж

8 граммов водорода при сжигании дадут 141 х 8 = 1128 кдж

 

Так?

 

Теперь далее.

 

Для того, чтобы произошло окисление 1 кг железа понадобится 428 грамм воды.

При этом выделится примерно 47 гр водорода.

И для его получения надо будет сжечь примерно 21 грамм бензина.

 

ИТОГ:

Чтобы получить 47 гр водорода, имеющего теплотворную способность 6627 кдж, надо затратить 21гр топлива с теплотворной способностью 987 кдж, 1 кг железа и 428 гр воды.

 

Вывод.

При бесплатном железе (металлом) и относительно бесплатной воде, дорогом бензине сжигание бензина непосредственно для получения тепла неэффективно.

Эффективней этот бензин (да и любое другое топливо) использовать для поддержания реакции разложения воды железом с последующим сжигание водорода для получения тепла.

 

Теперь в деньгах.

1 кг бензина стоит у нас 60 рублей или 45 руб/литр

При сжигании 1 кг бензина получится 47 000 кдж тепла, которое можно использовать для отопления.

 

В то же время если этот бензин (1 кг)использовать для поддержания реакции 3Fe + 4H2O = Fe3O4 + 4H2 + 160,67 кДж то полученный при этом водород 2,2 кг будет иметь уже 315000 кдж тепла, что в 6,7 раза больше чем в бензине.

Для того чтобы получить 315000кдж напрямую сжигая бензин денег надо 402 рубля.

 

Если же сжигать этот бензин для получения водорода то денег надо будет 60 руб на бензин плюс деньги на воду и железо.

Изменено 31 Марта, 2013 в 22:20 пользователем polpol

[химик-кун]

1)Основная проблема при использовании водорода в том что его сложно хранить(дифундирует зараза).

2)К тому же металолом не бесплатен и его запасы сыльно поменьше запасов нефти.

Изменено 31 Марта, 2013 в 22:15 пользователем химик-кун

[polpol]

1)Основная проблема при использовании водорода в том что его сложно хранить(дифундирует зараза).

2)К тому же металолом не бесплатен и его запасы сыльно поменьше запасов нефти.

 

Его хранить не надо. Его надо сразу же сжигать.

Я живу в таком месте, что металлома у нас лежит (ещё с советских времён) несколько тысяч тонн.

Вывозить? Стоимость перевозки 50 000 тонна..За металлом платят не более 7000 руб/тонна.

 

 

Но скажи, прикидки по количеству получаемого водорода из килограмма железа и политра воды верны?

Количество бензина для поддержания реакции тоже верно?

[aversun]

Вы забыли подсчитать расход тепла на перевод воды в парообразное состояние и нагрев его и массы железа градусов до 800°, плюс, перевод железного лома в тонкую стружку.