Этим способ реально хотя бы на 4% кислород увеличить?

[Сергей Крутиёв]

Требуется производительность на уровне 4-5 кг кислорода за 10 минут.

Несколько громоздко будет.Кроме того затребованы габариты установки типа куб с гранью 0,5м, четверть кубометра.

все верно!

[Андрей Воробей]

Требуется производительность на уровне 4-5 кг кислорода за 10 минут.

Несколько громоздко будет.

Растворимость Кислого в воде, помнится, что-то около 10 мг/л (при о.у.). При перепаде давления в 10 атм литр воды перенесёт за один проход из абсорбера в десорбер ~100 мг О₂, а кубометр, соответственно, - 100 г. Требуемые 400-500 грамм в минуту переносит тот же куб воды за 4-5 прокачек (или 100 литров за 40-50 прокачек). Нужен насос-водомёт производительностью 4-5 м³/мин. при напоре 10 атм (или 2-2,5 м³/мин. при напоре 20 атм, или 8-10 м³/мин. при напоре 5 атм, ну вы понЕли...), два бака общей ёмкостью от 100-200 литров до 1-2-3-5-10 кубометров (сколько удастся впихнуть; конкретный объём не принципиален, можно, в конце-то концов, работать по открытой схеме на забортной воде), инжектор, типа водоструйного насоса, для засоса атмосферного воздуха в абсорбер, компрессор для откачки обогащённого воздуха из десорбера и подачи его дизелю. Охлаждение, учитывая малое время работы, не требуется (а тем более, при открытой схеме; в этом случае можно даже греть воду выхлопом для более полного выделения кислорода, если повышенная влажность не проблематична). Мощность для работы насоса брать либо напрямую с вала дизеля, либо от вспомогательного дизель-генератора (несколько десятков киловатт в течение 10 минут - многовато, но не запредельно).

 

Если и это громоздко, тогда действительно, либо кислородный баллон, либо впрыск перекиси. Любые химические патроны, выделяющие кислород, гораздо более опасны, чем просто баллон под давлением. А с регенерацией - это как раз тот случай, когда "телушка - полушка, да рупь - перевоз"! Не окупится, да и потомки не скажут нам спасиба за реки, засранные барием...

 

Кроме того затребованы габариты установки типа куб с гранью 0,5м, четверть кубометра.

И кстати, куб с гранью 0,5м это не четверть, а одна восьмая кубометра...

Изменено 26 Марта, 2016 в 16:02 пользователем Андрей Воробей

[Himeck]

...

И кстати, куб с гранью 0,5м это не четверть, а одна восьмая кубометра...

Пардон, чет двоится

По задаче агрегат находится в машинном отделении речного судна. 

Из ранних обсуждений была отвергнута возможность установки агрегата размером с 200л бочку.

Под условия задачи не могу предложить варианта кроме пиропатрона с термитом и пероксидом бария.

Вариант с прямым впрыском пергидроля уже утвержден, модельный эксперимент с кислородным баллоном вроде проведен.

Изменено 26 Марта, 2016 в 16:26 пользователем Himeck

[Вадим Вергун]

Пробовали воздух озонировать? Там и озон и оксилы азота... и проще... Может будет эффект какой.

[Сергей Крутиёв]

Растворимость Кислого в воде, помнится, что-то около 10 мг/л (при о.у.). При перепаде давления в 10 атм литр воды перенесёт за один проход из абсорбера в десорбер ~100 мг О₂, а кубометр, соответственно, - 100 г. Требуемые 400-500 грамм в минуту переносит тот же куб воды за 4-5 прокачек (или 100 литров за 40-50 прокачек). Нужен насос-водомёт производительностью 4-5 м³/мин. при напоре 10 атм (или 2-2,5 м³/мин. при напоре 20 атм, или 8-10 м³/мин. при напоре 5 атм, ну вы понЕли...), два бака общей ёмкостью от 100-200 литров до 1-2-3-5-10 кубометров (сколько удастся впихнуть; конкретный объём не принципиален, можно, в конце-то концов, работать по открытой схеме на забортной воде), инжектор, типа водоструйного насоса, для засоса атмосферного воздуха в абсорбер, компрессор для откачки обогащённого воздуха из десорбера и подачи его дизелю. Охлаждение, учитывая малое время работы, не требуется (а тем более, при открытой схеме; в этом случае можно даже греть воду выхлопом для более полного выделения кислорода, если повышенная влажность не проблематична). Мощность для работы насоса брать либо напрямую с вала дизеля, либо от вспомогательного дизель-генератора (несколько десятков киловатт в течение 10 минут - многовато, но не запредельно).

 

Если и это громоздко, тогда действительно, либо кислородный баллон, либо впрыск перекиси. Любые химические патроны, выделяющие кислород, гораздо более опасны, чем просто баллон под давлением. А с регенерацией - это как раз тот случай, когда "телушка - полушка, да рупь - перевоз"! Не окупится, да и потомки не скажут нам спасиба за реки, засранные барием...

 

И кстати, куб с гранью 0,5м это не четверть, а одна восьмая кубометра...

 

http://www.piromagazin.ru/himicheskoe-syrie.shtml

Пероксид стоит 300 руб/кг. Очистить от серебра его два пальца об асфальт. Растворил в воде - он гидрат. Процедил через фильтр - он свободен от серебра. В печку на пару часов - он снова пероксид. Выше в теме мы считали, что пероксида нам нужно не больше 10 кг на 100 кВт. Поверьте это очень мало 3000 рублей на 100 кВт. На судне токсичностей много, оно в принципе загрязняющий вид транспорта. Выхлопные газы нагреют его до 450 точно, а это халява! Я лично откажусь от этого вариант лишь в случае если процесс не пойдет при 500 градусах. 

А так список приемлемых вариантов таков:

- перекись (самый оптимальный пока) - недостаток - одноразовая. Преимущество - можно хранить в канистрах сколько угодно по количеству и дозаправлять когда нужно. Ожидает эксперимента.

- Медицинский концентратор кислорода с насосом высокого давления для набивки в баллон (такими огнетушители заправляют). Плюс - не нужно заправлять сам зарядится. Минус - громоздче перекиси, наполняться будет медленно так что между форсажами будет какой-то промежуток времени (примерно пару суток для форсажа в час), жрет электричество.

- адсорбционная установка. Недостаток громоздкая,жрет электричество. Тоже требует набивки в ресивер или баллон высокого давления. Все никак руки не дойдут посчитать его. Даже книжку себе купил по расчету.

- Барий (самое сладкое но пока не подтвержденное) даст возможность ПОСТОЯННО питать движок более богатым воздухом. Это уже не просто форсаж!!! ЭТО ЭКОНОМИЯ ТОПЛИВА!!! Я уже писал что некоторые суда жрут по 500 кг топлива в час. 

Пробовали воздух озонировать? Там и озон и оксилы азота... и проще... Может будет эффект какой.

Да. Посмотрите тему листов на 10 пораньше. Это диссертация белоруса. Пилатов его фамилия. Там правда он добивался экономичности трактора. Эффект 1%.

[Андрей Воробей]

А почему вы медицинский концентратор и адсорбционную установку пишете разными пунктами? Разве это не одно и то же? По крайней мере мой концентратор работает именно за счёт селективной адсорбции азота на цеолите. Бывают ещё, слыхал, мембранные, но мне такие не попадались. Кстати, у концентратора есть свой компрессор в.д. Там кислород на выходе дросселируется до атмосферного давления скорее, просто чтоб пациенту "хлебало не порвало", а так он может смесь отдавать и под давлением.

 

Насчёт окиси/перекиси бария. Чтобы получить окисление/восстановление при одной и той же температуре, можно поиграться не с катализатором, а с давлением: при высоком кислород поглощается, а при пониженном - выделяется.

 

Насчёт защиты окиси/перекиси от отравления СО₂ и другими кислыми газами. В промышленности, вроде, для этого используется этаноламин. Его преимущество перед щелочами в том, что он легче регенерируется. Но это я, что называется, "слышал звон"...

Изменено 26 Марта, 2016 в 18:22 пользователем Андрей Воробей

[Сергей Крутиёв]

1 А почему вы медицинский концентратор и адсорбционную установку пишете разными пунктами? Разве это не одно и то же? По крайней мере мой концентратор работает именно за счёт селективной адсорбции азота на цеолите. Б�вают ещё, слыхал, мембранные, но мне такие не попадались. Кстати, у концентратора есть свой компрессор в.д. Там кислород на выходе дросселируется до атмосферного давления скорее, просто чтоб пациенту "хлебало не порвало", а так он может смесь отдавать и под давлением.

 

2 Насчёт окиси/перекиси бария. Чтобы получить окисление/восстановление при одной и той же температуре, можно поиграться не с катализатором, а с давлением: при высоком кислород поглощается, а при пониженном - выделяется.

 

3 Насчёт защиты окиси/перекиси от отравления СО₂ и другими кислыми газами. В промышленности, вроде, для этого используется этаноламин. Его преимущество перед щелочами в том, что он легче регенерируется. Но это я, что называется, "слышал звон"...

1 Нет медицинский  я имел ввиду мембранный. У него производительность побольше, габариты поменьше, но правда и чистота воздуха меньше, да и энергопотребление побольше. В общем это другой аппарат по газоразделению

 

2 Об этом я тоже думал и даже собирался проверить. Есть еще пару мыслей, правда они немного бредовы и я пока стесняюсь их озвучить 

 

3. Спасибо за полезную инфу! Надо будет покопаться, но сначала надо убедиться, что Барий вообще имеет смысл применять.

[Андрей Воробей]

А вот ещё один вариант. Помнится, лет дцать назад (середина 90-х) читал (вроде в ХиЖ) про такой "кислородный фильтр": труба из оксидной керамики (кажется РЗЭ + цирконий) на внешнюю и внутреннюю поверхности которой нанесены пористые (газопроницаемые) электроды; к электродам приложено небольшое постоянное напряжение, труба нагрета до 400^оС, через неё прокачивается кислородсодержащая газовая смесь, а на наружной поверхности трубы выделяется чистый кислород. Более подробно за давностью лет не помню, но думаю, что это сродни тому, о чём говорил ZaecЪ вот здесь

[Сергей Крутиёв]

А вот ещё один вариант. Помнится, лет дцать назад (середина 90-х) читал (вроде в ХиЖ) про такой "кислородный фильтр": труба из оксидной керамики (кажется РЗЭ + цирконий) на внешнюю и внутреннюю поверхности которой нанесены пористые (газопроницаемые) электроды; к электродам приложено небольшое постоянное напряжение, труба нагрета до 400^оС, через неё прокачивается кислородсодержащая газовая смесь, а на наружной поверхности трубы выделяется чистый кислород. Более подробно за давностью лет не помню, но думаю, что это сродни тому, о чём говорил ZaecЪ вот здесь

К диссертации это не пришьешь. Нужна ссылка хотя бы на ВАКовский журнал. Я пробовал поискать в киберленинке. Не получилось

[Сергей Крутиёв]

 

chaus сказал(а) 07 Янв 2016 - 15:20:

А чем плохи канонические способы получения кислорода из воздуха через оксиды марганца или железа?

 

4MnO₂ → 2Mn₂O₃ + O₂

2Mn₂O₃ + O₂ → 4MnO₂

 

2Fe₂O₃ → 4FeO + O₂

4FeO + O₂ → 2Fe₂O₃

 

Вещества вроде безобидные, при нагреве отдают кислород, при охлаждении потоком воздуха обратно насыщаются...

Извиняюсь что воскрешаю трупа. Обещал в феврале эксперимент провести и поделиться результатами.

С Барием вышла промашка. Куча минусов. Карбонизируется на воздухе, токсичный, а самое главное - превращается в расплав при переходе БаО в БаО2 при 500-700 градусах, который из тигля потом ломом не выковоришь. Так что к регенерируемым его точно отнести нельзя.

 

Если кому интересно, кстати, опробовал метод о котором говорил Аверсан с перекисью водорода, правда пока просто неконтролируемо распылял во впуск и зависимостей не вывел. Результат прекрасный!!! Повышение мощности при снижении максимальной температуры в цилиндре двигателя!!! По идее даже увеличивает ресурс движка. Значительно снижает вредные выхлопы (до 35% по ноксам пока). Это круче закиси азота, не знаю почему никто не применяет...

 

Сейчас присматриваюсь к этому эксперименту  предложенным chaus. 

Не нашел условий реакций с железом. Только это

 

6FeO + O₂ = 2(Fe^IIFe₂^III)O₄ 300-500° C

 

6Fe₂O₃ = 4(Fe^IIFe₂^III)O₄ + O₂ 1200-1390° C

 

Но думаю chaus не это имел ввиду. Температуры запредельные да и соединения какие-то странные.

 

А тут регенерация в принципе халявная - 400 градусов это температура выхлопных газов. До 350 будут подогреты всегда, а перегреть на 150 градусов это не так долго.

Эти вроде оба плавятся и разлагаются выше температур реакций, не то что пероксид Бария.

Есть какие-нибудь тут подводные камни типа карбонизации или еще чего?

4MnO₂ = 2Mn₂O₃ + O₂ (530-585° C)

 

2Mn₂O₃ + O₂ = 4MnO₂ (300° C)

Самый лучший способ это оксид серебра )))) Понимаю что звучит как троллинг, но он разлагается при 300. Окислять можно озоном. Вообще халява. Интересно сколько его будет нужно для реактора )))) При озонировании получаются Ag2O2, Ag2O3 температура разложения которых вообще 100 градусов )))   Не жизнь а просто рай)))

Изменено 28 Июля, 2016 в 21:07 пользователем Сергей Крутиёв