RU2461608C1 - Металлотермическое топливо - Google Patents
Металлотермическое топливо Download PDFInfo
- Publication number
- RU2461608C1 RU2461608C1 RU2011122695/04A RU2011122695A RU2461608C1 RU 2461608 C1 RU2461608 C1 RU 2461608C1 RU 2011122695/04 A RU2011122695/04 A RU 2011122695/04A RU 2011122695 A RU2011122695 A RU 2011122695A RU 2461608 C1 RU2461608 C1 RU 2461608C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- fuel
- metallothermic
- magnesium
- metallothermal
- powder
- Prior art date
Links
Landscapes
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
- Compounds Of Alkaline-Earth Elements, Aluminum Or Rare-Earth Metals (AREA)
- Solid Fuels And Fuel-Associated Substances (AREA)
Abstract
Изобретение относится к металлотермическим топливам для получения тепловой энергии. Состав металлотермического топлива представляет собой в мас.%: порошок магния 10-15, окись магния 25-30, порошок окиси алюминия - остальное. Технический результат - использование более доступных компонентов металлотермического топлива, более длительное время горения топлива, возможность замены углеродного и углеводородного сырья, нетоксичные отходы горения. 2 табл.
Description
Изобретение относится к нетрадиционным источникам тепловой энергии, в частности к металлотермическим топливам, используемым с целью получения тепловой энергии для бытовых и промышленных нужд.
Известно металлотермическое топливо по патенту RU №2254359 и RU №2416627, которые по совокупности существенных признаков наиболее близки к предлагаемому изобретению и которые можно выбрать в качестве прототипа. Металлотермическое топливо по первому патенту содержит 40-45% окиси железа, 20-22% порошка алюминия, 30-35% окиси алюминия, остальное - гидролизованный этилсиликат. По второму патенту содержит окись хрома 50-60%, порошок алюминия 20-25%, окись алюминия - остальное. В состав обоих топлив входит порошок алюминия.
Недостаток данных изобретений состоит в том, что в составе металлотермического топлива используются довольно ограниченные в земной коре компоненты (окись железа, окись хрома), а сгорание топлива происходит в скоротечном режиме, что делает затруднительным его практическое применение.
Технической задачей данного изобретения является создание более доступного по используемым компонентам высококалорийного металлотермического топлива с более длительным временем горения.
Поставленная задача решается применением в составе топлива вместо окиси железа и окиси хрома природно-распространенной окиси алюминия, которая более теплоемка по сравнению с ними. Для увеличения времени горения в состав металлотермического топлива введена химически пассивная балластная добавка - природный магнезит (окись магния).
Известно, что процесс горения металлотермического топлива состоит в том, что входящие в его состав компоненты при нагреве до температуры возбуждения восстановительной реакции (700…800°С) вступают во взаимодействие с выделением большого количества тепла (Байков А.А. «Восстановление и окисление металлов», «Металлургия», 1926). То есть согласно теории любой химический элемент, стоящий впереди в ряду активности металлов, при химическом реагировании вытесняет из его окислов элемент, стоящий после него в этом ряду, и реакция сопровождается огромным тепловыделением. Такой же процесс происходит при реакции смеси порошка окиси алюминия и порошка магния.
Аl2O3+Mg---MgO+Al+Q
Количество выделяемого тепла Q по расчетным данным (Ворошнин Л.Г. «Антикоррозионные диффузионные покрытия», Минск, «Наука и техника», 1981 г., с.296) составляет 50-80 тысяч ккал/кг, т.e. в 10-15 раз больше теплового эффекта от сгорания угля, газа и нефти.
Для решения поставленной задачи и выявления оптимального соотношения компонентов предлагаемой металлотермической смеси были проведены подробные эксперименты по определению теплотворной способности объекта с изменением соотношения окиси алюминия и магния. Для этого спроектирована и изготовлена специальная установка по измерению температуры и времени горения металлотермической смеси. Составы исследованных композиций и результаты измерения температуры и времени их горения приведены в таблице 1.
Таблица 1 | |||
№ | Состав смеси, мас.% | Температура среды, °С | Время горения, с |
1 | 95% Аl2О3+5% Mg | 1100 | 50 |
2 | 85% Аl2О3+15% Mg | 2000 | 30 |
3 | 80% Аl2О3±20% Mg | 2400 | 20 |
4 | 70% Аl2О3+30% Mg | 3000 | 10 |
Из табличных данных видно, что по температуре горения рациональное содержание порошка магния составляет 10-15%, но при этом температура горения этого состава (2000°С) является недопустимо высокой для топок печей, котлов. Поэтому для снижения температуры горения решено ввести в состав металлотермического топлива теплопоглотитель - балластную добавку, химически пассивную для данного восстановителя. В качестве такой добавки выбрана окись магния (магнезит). Были проведены дополнительные исследования по оптимизации содержания балластной добавки металлотермической смеси по температуре и времени горения топлива. Результаты этих исследований отражены в таблице 2.
Таблица 2 | |||
№ | Состав смеси, мас.% | Температура среды, °C | Время горения, с |
1 | 90 (85% Аl2О3+15% Mg)+10 MgO | 1900 | 30 |
2 | 80 (85% Аl2О3+15% Mg)+20 MgO | 1640 | 50 |
3 | 70 (85% Аl2О3++15% Mg)+30 MgO | 1280 | 60 |
4 | 60 (85% Аl2О3+15% Mg)+40 MgO | 1100 | 75 |
5 | 50 (85% Аl2О3+15% Mg)+50 MgO | 990 | 90 |
Из полученных данных видно, что наиболее практически пригодной является металлотермическая смесь, содержащая 25-30% балластной добавки - окиси магния. При сжигании такой смеси температура окружающей среды повышается до 1280 градусов за 60 с, что вполне приемлемо для применения в топках печей, котлов.
Новизна темы состоит в том, что при решении поставленной задачи расширяется круг используемых ингредиентов, позволяющих заменить катастрофически исчезающие углеводородные источники, чрезмерное использование которых может привести человечество к энергетическому кризису. Металлотермические источники имеют неиссякаемые запасы в земной коре и с успехом могут заменить углеводородное сырье. Особая положительная роль металлотермического топлива состоит в том, что оно горит без потребления атмосферного кислорода и без отравляющих газовых выбросов, т.е. экологически безопасно. Более того, отходы горения металлотермического топлива (шлаки) содержат до 8% чистых восстановленных металлов (железо, хром, алюминий), и их извлечение может принесет дополнительную прибыль. Предлагаемое топливо может поставляться потребителю в виде брикетов (бытовое назначение) и порошковых пакетов (промышленное использование). Расчеты показывают, что топливо на базе окиси алюминия в 6-8 раз дешевле углеводородного эквивалента.
Claims (1)
- Состав металлотермического топлива на основе порошка окиси алюминия, отличающийся тем, что включает порошковые магний и окись магния при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Порошок магния 10-15 Окись магния 25-30 Окись алюминия Остальное
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011122695/04A RU2461608C1 (ru) | 2011-06-03 | 2011-06-03 | Металлотермическое топливо |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011122695/04A RU2461608C1 (ru) | 2011-06-03 | 2011-06-03 | Металлотермическое топливо |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2461608C1 true RU2461608C1 (ru) | 2012-09-20 |
Family
ID=47077438
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2011122695/04A RU2461608C1 (ru) | 2011-06-03 | 2011-06-03 | Металлотермическое топливо |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2461608C1 (ru) |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2062194C1 (ru) * | 1994-06-15 | 1996-06-20 | Сальников Вадим Михайлович | Состав безгазового термитного топлива |
RU2416627C1 (ru) * | 2009-12-01 | 2011-04-20 | Ибрагим Мусаевич Абачараев | Металлотермическое топливо |
-
2011
- 2011-06-03 RU RU2011122695/04A patent/RU2461608C1/ru active
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2062194C1 (ru) * | 1994-06-15 | 1996-06-20 | Сальников Вадим Михайлович | Состав безгазового термитного топлива |
RU2416627C1 (ru) * | 2009-12-01 | 2011-04-20 | Ибрагим Мусаевич Абачараев | Металлотермическое топливо |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN103232867A (zh) | 新型高热防腐生物质醇基燃料 | |
CN102585963B (zh) | 一种多孔膜结构生物质锅炉抗结焦剂及其制备方法 | |
KR100908494B1 (ko) | 연료첨가제 조성물 | |
CN100510030C (zh) | 洁净型煤、油用助燃剂 | |
Wei-jian et al. | Sodium transformation law of Zhundong coal during gasification | |
CN102643704A (zh) | 一种燃煤增氧助燃爆破丸及其制备方法与应用 | |
RU2461608C1 (ru) | Металлотермическое топливо | |
RU2416627C1 (ru) | Металлотермическое топливо | |
CN104293410B (zh) | 一种脱硫、除尘、煤炭燃烧促进剂 | |
CN103232868A (zh) | 新型环保高能醇基工业燃料及其制备方法 | |
CN101323807A (zh) | 燃煤节能减排增效剂 | |
CN102212405A (zh) | 节煤催化增效剂 | |
CN104877730A (zh) | 一种环保节煤剂 | |
CN107916156A (zh) | 煤炭助燃剂 | |
CN108048156A (zh) | 一种燃煤助燃剂 | |
CN104629866A (zh) | 一种锅炉除焦剂 | |
CN104293411B (zh) | 一种煤炭燃烧催化剂制备方法 | |
CN106479597A (zh) | 一种生物质锅炉除焦剂及其制备方法 | |
CN103031174B (zh) | 一种液态节煤添加剂 | |
RU2254359C1 (ru) | Состав металлотермического топлива | |
CN104449939A (zh) | 一种节能高效燃煤助燃剂及制备方法 | |
CN104987913A (zh) | 一种煤炭助燃剂 | |
CN101343583A (zh) | 锅炉用煤助然氯化钠基制剂 | |
CN103897765B (zh) | 一种高效节能减排的燃煤锅炉助燃剂 | |
CN106520238A (zh) | 一种工业窑炉和锅炉用燃气/燃油增效剂及其制备方法与应用 |