Водородная горелка для отопления: Водородный котел отопления дома и генератор своими руками

Содержание

устройство, принцип работы, как сделать своими руками

Многие привыкли считать, что самым доступным и экономичным видом топлива является природный газ. Но оказалось, что у этого продукта существует хороший альтернативный вариант – водород. Его получают посредством расщепления воды. Исходный компонент для получения такого топлива получается бесплатно. Водородная горелка для котла отопления, сделанная своими руками, поможет значительно сэкономить и не думать о походе в магазин. Существуют специальные правила и методы создания технической установки, предназначенной для выработки водорода.

Как получается водород?

Информацию о получении водорода часто дают учителя химии детям, обучающимся в средней школе. Метод его добычи из простой воды в химии называется электролизом. Именно с помощью такой химической реакции есть возможность получать водород.

Простое по конструкции устройство выглядит как отдельная емкость, наполненная жидкостью. Под слоем воды находятся два пластичных электрода. К ним подводят электрический ток. Из-за того, что вода обладает свойством электропроводимости, между пластинками выстраивается контакт с минимальным сопротивлением.

Проходящий по созданному водяному сопротивлению ток приводит к формированию химической реакции, в результате которой вырабатывается требуемый водород.

На этом этапе все кажется очень простым – остается лишь собрать полученный водород, чтобы использовать его как источник энергии. Но химия не может существовать без мелких деталей. Важно помнить, что если водород вступает в соединение с кислородом, то при определенной концентрации возникает взрывоопасная смесь. Такое состояние веществ считается критичным, что ограничивает человека в создании мощнейших станций домашнего типа.

Как устроена водородная горелка?

Для создания своими руками генераторов, работающих на водороде, чаще всего в качестве основы используется классическая схема установки Брауна. Электролизер такого типа обладает средней мощностью и включает в себя несколько групп ячеек, каждая из которых, в свою очередь, обладает группой пластичных электродов. Мощность созданной установки будет зависеть от общей площади поверхности пластичных электродов.

Ячейки устанавливаются в емкость, которая качественно защищена от внешних факторов. На корпусе устройства фиксируются специальные патрубки для подключения водяной магистрали, вывода водорода, а также контактная панель, осуществляющую роль подводки электрического тока.

Созданная своими руками водородная горелка по схеме Брауна, помимо всего перечисленного, включает в себя отдельный водяной затвор и обратный клапан. С помощью таких деталей достигается полная защита устройства от выхода водорода. Именно эту схему используют многие мастера при создании водородной установки для отопления домашнего участка.

Отопление дома водородом

Создать кислородно-водородную горелку своими руками не так просто, это требует определенных усилий и терпения. Чтобы собрать нужное количество водорода для отопления дома, нужно воспользоваться мощной электролизной установкой, а также запастись огромным количеством электрической энергии.

Специалисты отмечают, что компенсировать затраченное электричество посредством использования готовой установки в домашних условиях получится нескоро.

Водородная станция для использования в домашних условиях

Как сделать водородную горелку своими руками? Этот вопрос продолжает оставаться самым популярным у владельцев частных домов, которые стараются изготовить надежный и качественный источник отопления. Самым распространенным способом создания такого устройства считается следующий вариант:

  • предварительно подготавливают герметичную емкость;
  • создаются пластинные либо трубчатые электроды;
  • планируется конструкция прибора: способ управления им и оснащение током;
  • подготавливаются дополнительные модули для подключения к устройству;
  • покупаются специальные детали (крепежи, шланги, проводка).

Конечно же, мастеру в обязательном порядке потребуются инструменты, включая специальные устройства, частотомер либо осциллограф. Как только все инструменты и материалы будут подготовлены, мастер может перейти к самому созданию водородно-отопительной горелки для домашнего использования.

Схема создания устройства

На первом этапе создания водородной горелки для отопления дома мастеру нужно проделать специальные ячейки, предназначенные для генерации водорода. Топливная ячейка отличается своей укомплектованностью (немного меньше длины и ширины корпуса генератора), поэтому не займет слишком много места. Высота блока с электродами внутри доходит до 2/3 высота главного корпуса, в который устанавливаются основные детали конструкции.

Ячейку можно создать из оргстекла либо текстолита (толщина стенки варьируется от 5 до 7 миллиметров). Для этого текстолитовая пластина разрезается на пять равных частей. Далее из них формируют прямоугольник и склеивают границы эпоксидным клеем. Нижняя часть полученной фигуры должна оставаться открытой.

Из таких пластин принято создавать корпус топливной ячейки водородного отопителя. Но в этом случае специалисты применяют немного другой способ сборки с использованием винтов.

На внешней стороне готового прямоугольника высверливают небольшие отверстия, предназначенные для проведения электродных пластин, а также одно маленькое отверстие для датчика уровня. Для комфортного высвобождения водорода потребуется дополнительное отверстие шириной от 10 до 15 миллиметров.

Внутрь вставляются платины электродов, контактные хвостики которых проводят через высверленные отверстия на верхней части прямоугольника. Далее встраивается датчик уровня воды на отметке 80 процентов заполнения ячейки. Все свободные отверстия в текстолитовой пластине (исключая то, из которого будет выходить водород) заливаются эпоксидным клеем.

Ячейки генератора

Чаще всего при создании водородного генератора используют цилиндрическую форму исполнения модулей. Электроды в такой конструкции выполнены немного по другой схеме.

Отверстие, из которого выходит водород, должно быть дополнительно оборудовано специальным штуцером. Его фиксируют креплением либо вклеивают. Готовая ячейка генерации водорода встраивается в корпус отопительного прибора и заделывается со стороны верха (в этом случае можно также использовать эпоксидную смолу).

Корпус прибора

Корпус водородного генератора для использования в домашних условиях выполняется довольно просто. Но использовать такую конструкцию для станций высокой мощности не получится, так как он просто не выдержит оказываемой нагрузки.

Перед тем как установить внутрь готовую ячейку, корпус следует хорошо подготовить. Для этого нужно:

  • создать подвод жидкости в нижней части корпуса;
  • сделать верхнюю крышку, оснащенную удобным и надежным крепежом;
  • выбрать хороший уплотнительный материал;
  • установить на крышку электрический клеммник;
  • оснастить крышку водородным коллектором.

Финальный этап

В конце работы мастер сможет получить качественный и надежный водородный генератор для отопительной системы частного дома. Далее останутся лишь финальные штрихи:

  • установить готовую топливную ячейку в главный корпус устройства;
  • подключить электроды к клеммнику крышки прибора;
  • штурец, установленный на отверстии выхода водорода, следует подсоединить к водородному коллектору;
  • крышка накладывается сверху на корпус устройства и фиксируется через уплотнитель.

Теперь водородный генератор полностью готов к работе. Владелец частного дома может смело подключать воду и дополнительные модули для комфортного обогрева частного дома.

Правила использования устройства

Водородная ювелирная горелка для дома должна обладать дополнительными встроенными модулями. Особо важен модуль подачи воды, который совмещается с датчиком уровня воды, встроенным в сам генератор водорода. Самые простые модели представляют собой водяной насос и контроллер управления. Насос управляется контроллером через сигнал датчика в зависимости от количества жидкости, находящейся в топливной ячейки.

Вспомогательные элементы очень важны для любой конструкции отопления. Без автоматических модулей контроля и защиты генератор на водородной основе использовать запрещено и даже опасно.

Специалисты советуют приобрести специальную систему, регулирующую частоту подаваемого электрического тока и уровня напряжения. Это важно для нормального функционирования рабочих электродов внутри топливной ячейки. Также в модуле должен находиться стабилизатор напряжения и защита от перегрузки током.

Водородный коллектор представляет собой трубку, в которую встроен специальный вентиль, манометр и обратный клапан. От коллектора водород подается в помещение посредством специального обратного клапана.

Манометр и водородный коллектор – очень важные детали в водородном генераторе, с помощью которых осуществляется равномерное распределение газа по помещению и контролируется общий уровень давления.

Любой потребитель должен помнить, что водород остается взрывоопасным газом с высокой температурой сгорания. Именно по этой причине просто взять и наполнить конструкцию отопительного прибора водородом запрещается.

Как определить качество установки?

Самостоятельно создать качественную и безопасную отопительную установку для дома — трудная задача, с которой справляются не все. Например, даже при рассмотрении металла, из которого состоят трубы прибора и электродные пластины, уже можно столкнуться с большим количеством трудностей.

Время службы встроенных электродов напрямую зависит от типа металла и его основных свойств. Конечно же, можно применять ту же нержавейку, но эксплуатация таких деталей будет недолгой. Температура водородной горелки должна быть в районе 5000 К.

Особое значение играют и замеры. Все расчеты следует проводить как можно точнее, учитывая требуемую мощность, качество поступающей воды и другие критерии. Если величина отверстия между электродами не будет совпадать с расчетами, то водородный генератор может и вовсе не запуститься.

Компанией GIACOMINI разработан уникальный отопительный котел на водороде | Архив С.О.К. | 2006

Идея отопления при помощи водорода не нова, в чем уникальность предложенной Giacomini технологии?

Л.Г.: Да, вы правы, в основе технологии — обыкновенные химические и электролитические процессы, известные любому специалисту. При гидролизе из воды вырабатывается водород, который может быть использован в качестве топлива. Конечно, это очень привлекательная идея, водород— природный возобновляемый энергоноситель, не образующий вредных продуктов распада, но из-за высокой температуры, которая необходима для его сжигания,— 1700°С, он не может быть использован повсеместно. Стандартные материалы, из которых в современной промышленности изготавливаются котлы и их конструктивные элементы, не способны выдержать такую температуру, а сверхпрочные очень дороги. Giacomini удалось разработать горелки, в которых водород сжигается при температуре 300°С,— в этом случае котел может быть выполнен из традиционных материалов.

Результат впечатляет. Я понимаю, что это наверняка коммерческая тайна, но хотя бы в двух словах расскажите, как этого удалось достичь?

Л.Г.:: Исследования в рамках этого проекта проводились в течение семи лет нашими собственными специалистами в лабораториях Giacomini. В результате ими предложена уникальная на сегодняшний день система,не могу рассказать о ней в деталях, но схема приблизительно следующая: электролитическим способом добывается водород, потом некое физическое вещество его впитывает и впоследствии отдает в горелку, т.е. по сути Giacomini разработан лишь маленький аккумулятор, который в схеме котла расположен перед горелкой, все остальное— известная система, которая не нами была придумана.

Тем не менее, эта технология может стать началом революции в области теплотехники, не так ли?

Л.Г.:: Разработанная горелка — это воплощение экологичности. В продуктах сжигания водорода при 300°С еще более низкие показатели NOX, чем при традиционных 1700°С. При использовании котлов этого типа отпадает необходимость в организации системы отвода продуктов сгорания, потому что выделяется просто конденсированный пар — фактически вода. Кроме того, процесс получения водорода достаточно дешев: затратную часть составляет только потребленная мощность электроэнергии, а если использовать солнечные панели, то вообще ноль. Судите сами.

Где можно будет увидеть эту «чудо-технику»?

Л.Г.:: В настоящее время уже готовы два котла, один будет установлен в нашей собственной экспериментальной гостинице H2Otel, второй— в комплексе Casa Italia в Турине, где будут проходить Олимпийские игры 2006 г., три остальных находятся в производстве — они займут место еще в нескольких наших проектах. Первый опыт установки такого рода котлов на территории Италии H2Otel — гостиница, которая задумана как демонстрация наших самых передовых инновационных технологий в условиях реальной эксплуатации. Кондиционирование будет осуществляться при помощи потолочных и стеновых панелей Giacomini*, отопление — напольное, при необходимости потолочные, и стеновые панели можно использовать и для обогрева.

Отопительные системы будут подключены к гидролиз ному котлу, работающему при помощи солнечных отражающих панелей. В системах охлаждения планируется использовать холодную воду из расположенного рядом озера Орта с 30-метровой глубины. Таким образом, весь цикл будет экологичным. Аналогичная система предполагается в Casa Italia. Мы планируем организовать «шоу-рум», где будет кран, и каждый желающий сможет помыть руки водой, нагретой водородным котлом, т.е.функционирует система или нет,можно будет наглядно проверить на себе.

Наверняка существуют какие-либо ограничения, ведь водород как газ взрывоопасен?

Л.Г.:: Сегодня котлы на водороде ограничены по мощности— это всего лишь 30 кВт, но не потому, что горелка не позволяет ее повысить, а из-за запрета итальянскими нормативами. Чтобы было более понятно, этой мощности достаточно для отопления в России помещения площадью 300 м

2. В нашей системе вырабатываемый водород сразу сжигается— это безопасно. В будущем предполагается усовершенствовать систему — хранить водород, здесь, конечно, будет более серьезная система защиты. В бакенакопителе должна поддерживаться температура ниже 240°С, иначе есть опасность превращения водорода в газ, потому что по природе это летучее вещество. Именно поэтому водород до сих пор не используется как автомобильное топливо, хотя мог бы стать прекрасной альтернативой.

Каковы Ваши планы по позиционированию оборудования на рынке?

Л.Г.:: Я хотел бы подчеркнуть, что у Giacomini нет намерения производить эти котлы серийно и продавать. Это некий некоммерческий шоупроект— мы демонстрируем свой потенциал, в очередной раз доказывая готовность к инновациям и способность разрабатывать высокотехнологичные продукты, готовность к реализации новых перспективных идей в любой области инженерного оборудования. Кроме того, для нас это средство привлечения потенциальных клиентов к системам Giacomini. Приведу пример: если я приглашу специалиста в Италию посмотреть шаровой кран, навряд ли он приедет, а ознакомиться с системой на водороде, думаю, будет интересно любому проектировщику. Привлечь внимание к концерну и подтвердить его высокий статус — это две цели, которые преследовала Giacomini.

Конечно, есть вероятность, что в будущем будут производиться котлы на водороде, но пока это не является нашей задачей. А если завтра придет клиент и скажет «плачу любые деньги»?

Л.Г.:: Конечно, это возможно, но в любом случае это будут единичные, особые проекты, например, дача Путина, если бы он проявил интерес. Вы же понимаете, в разработку системы вложены колоссальные деньги.

Кстати, сколько, если не секрет?

Л.Г.:: Я не знаю точную сумму, но над проектом семь лет работали два высококвалифицированных инженера, соответственно, их зарплата плюс расходные материалы и т.д.— бюджет, я думаю, исчисляется сотнями тысяч евро.

Возможно, Giacomini продаст патенты котельному производителю на эту технологию, когда она станет популярной, и окупит эти вложения?

Л.Г.:: Такой необходимости, на мой взгляд, нет, но кто знает. Пока это только символ, эмблема качества, не думаю, что есть какой-то смысл продавать технологию за бешеные деньги, хотя, конечно, цифра может быть очень большой.

Ваши прогнозы относительно возможности появления аналогичной системы у кого-то из конкурентов?

Л.Г.:: Затрудняюсь делать какие-либо предположения. Возможно, «Ламборджини» занимается подобного рода исследованиями, других я не знаю. Но в любом случае у нас проект уже закончен и получены патенты, так что предлагать новую альтернативу, думаю, будет убыточно.

H2Otel строится как современная гостиница с использованием самых передовых технических достижений в области инженерных систем. Это будет четырехэтажное здание плюс два уровня под землей: первый— автомобильная стоянка, нижний — технические помещения. На крыше расположится бассейн. Кондиционирование будет осуществляться при помощи потолочных и стеновых панелей Giacomini*, отопление — напольное, при необходимости потолочные и стеновые панели можно использовать и для обогрева. Отопительные системы будут подключены к гидролизному котлу, работающему при помощи солнечных отражающих панелей. В системах охлаждения планируется использовать холодную воду из расположенного рядом озера Орта с 30-метровой глубины. Таким образом, весь цикл будет экологичным. Презентация гостиницы состоится в феврале 2006 г. 

Электролизер для получения водорода своими руками. Установка водородного генератора для отопления частного дома. Описание и принцип работы водородного генератора

Для получения тепла в доме можно использовать различные источники энергии. Есть среди них и достаточно необычные варианты – например, водородное топливо. В настоящее время отопление водородом используется отечественными потребителями редко из-за некоторых сложностей в получении сырья.

Однако метод этот все равно считается самым экологически чистым и обеспечивает нагрев больших помещений. А расходы на такое отопление будут хотя и большими по сравнению с использованием в качестве энергоносителя газа, однако заметно меньшими по сравнению с эксплуатацией твердотопливных и электрических котлов.

Особенности водородного отопления

Впервые отопление дома на водороде было разработано итальянскими изобретателями. Созданный ими прибор практически не создавал шума и не выбрасывал в атмосферу вредные вещества. При этом температура внутри котлов была невысокой, и оборудование можно было делать не из чугуна или жаропрочной стали, а из обычного металла и даже пластика.

«Классическим», низкотемпературным вариантом отопления на водороде является выделение тепла в процессе образования воды из водорода и кислорода. Хотя существует и методика, предусматривающая обратный процесс – расщепление водных молекул для создания водородного топлива, сгорающего в котлах.

Котлам, работающим на водороде, не нужна специальная система отвода в атмосферу продуктов сгорания. Ведь в процессе выделяется только пар, безвредный для окружающей среды. А получение сырья практически не представляет особой проблемы, в отличие от таких энергоносителей, как газ, дизтопливо и пеллеты.


Расходы при использовании отопления на водороде будут идти только на электроэнергию для генератора.

Преимущества и недостатки

Распространению системы водородного отопления способствует целый ряд достоинств такого метода:

  1. Экологическая чистота выбросов.
  2. Работа без применения огня (только для обычных низкотемпературных систем). Так как тепло получается не при сгорании, а в результате химической реакции. Соединение водорода и кислорода приводит к получению воды, а выделившаяся при этом энергия идет в теплообменник. Температура теплоносителя при этом не превышает 40 градусов, что является практически идеальным режимом для системы «теплых полов».
  3. Использование водородного топлива экономит средства владельца частного дома.


Единственный более выгодный способ в плане эксплуатации – газовое отопление, далеко не всегда доступное для загородного жилья.

Также использование водорода снижает затраты углеводородов типа нефти и газа, представляющих собой невозобновляемые ресурсы.

Правда, имеются у методики и недостатки. Во-первых, водород является достаточно взрывоопасным и, за счет этого, трудно транспортируемым веществом, хотя эта проблема существует только для низкотемпературного варианта.


Во-вторых, специалистов, способных на правильную установку таких котлов и сертификацию водородных баллонов, в нашей стране немного.

Принцип и устройство

Работа отопления на водороде основана на выделении значительного объема тепловой энергии, получаемой в результате взаимодействия кислородных и водородных молекул. Процесс характеризуется большими размерами необходимой для его протекания емкости и высоким КПД (>80%). Для правильного функционирования оборудования необходимо:


  • подключение к источнику жидкости, роль которого чаще всего выполняет водородная система;
  • наличие электропитания, без которого невозможно поддерживать электролиз;
  • периодическая замена катализатора, частота зависит от производительности и конструкции котла;
  • соблюдение требований безопасности)хотя по сравнению с газовым отоплением их намного меньше за счет протекания всех реакций внутри котла, и от пользователя необходим только визуальный контроль процесса).


Впрочем, учитывая, что создать своими руками такое оборудование, как низкотемпературная водородная установка для отопления дома, вряд ли получится, чаще всего используют альтернативный метод – получение водорода и использование его в качестве энергоносителя. Такой вариант будет доступнее по цене и обеспечит большую температуру теплоносителя в отопительной системе (такую же, как и газ).

Сборка системы

В состав систем водородного отопления входят водородные генераторы, горелки и котлы. Первый необходим для разложения жидкости на составляющие (с использованием катализаторов для ускорения процесса или без них). Горелка создает открытое пламя, а котел служит теплообменным устройством. Все это можно приобрести в соответствующих магазинах, однако та же система, созданная своими руками, как правило, работает эффективнее.


Сборку генератора водорода можно осуществить несколькими способами. Для его изготовления понадобится несколько стальных трубок, бак для расположения конструкции, широтно-импульсный генератор мощностью от 30А и выше или другой источник питания. Кроме того, при сборке не обойтись без посуды для дистиллированной воды.

Подача жидкости, из которой будет выделяться водород, осуществляется внутрь герметичной конструкции, где находятся пластины из нержавеющей стали (чем их больше, тем больше получается водорода, хотя тратится и дополнительная электроэнергия), примыкающие друг к другу.


В емкости под действием тока происходит процесс расщепления молекул воды на кислород и водород, после чего последний подается в котел, где установлена горелка. Если же ток подается не от сети, а от ШИМ-генератора, эффективность системы увеличивается.

Применяемые материалы

В системе отопления применяется, как правило, дистиллированная вода, в которую добавляют гидроксид натрия в пропорции 10 л жидкости на 1 ст. л вещества. При отсутствии или проблематичности получения нужного количества дистиллята разрешается использование и обычной воды из крана, но только в том случае, если в ее составе отсутствуют тяжелые металлы.


В качестве металлов, из которых изготавливают водородные котлы, допустимо использовать любые виды нержавеющих сталей – отличным вариантом станет ферримагнитная сталь, к которой не притягиваются лишние частицы. Хотя основным критерием выбора материала все-таки должна быть устойчивость к коррозии и ржавчине.

Для сборки аппарата обычно используются трубки диаметром 1 или 1,25 дюйма. А горелка приобретается в соответствующем магазине или интернет-сервисе.

Если правильно подобрать материалы и тщательно изучить схему отопления, изготовление установки и ее присоединение к котлу не представляет собой ничего сложного.

Целесообразность методики

Причиной установки системы отопления на водороде в частном доме может быть отсутствие в нем природного газа и наличие электроэнергии. При этом расходы на обеспечение здания теплом оказываются меньшими по сравнению с использованием электронагревательных приборов.

Кроме того, отсутствует необходимость в трубах для отвода продуктов сгорания. Получается, что водородная установка вполне может использоваться в загородных домах в качестве самостоятельного или дополнительного отопительного оборудования.

Использование водорода в качестве энергоносителя для обогрева дома – идея весьма заманчивая, ведь его теплотворная способность (33.2 кВт / м3) превышает более чем в 3 раза показатель природного газа (9.3 кВт / м3). Теоретически, чтобы извлечь горючий газ из воды с последующим сжиганием его в котле, можно использовать водородный генератор для отопления. О том, что из этого может получиться и как сделать такое устройство своими руками, будет рассказано в данной статье.

Принцип работы генератора

Как энергоноситель водород действительно не имеет себе равных, а запасы его практически неисчерпаемы. Как мы уже сказали, при сжигании он выделяет огромное количество тепловой энергии, несравнимо большее, нежели любое углеводородное топливо. Вместо вредных соединений, выбрасываемых в атмосферу при использовании природного газа, при горении водорода образуется обычная вода в виде пара. Одна беда: данный химический элемент не встречается в природе в свободном виде, только в соединении с другими веществами.

Одно из таких соединений – обычная вода, представляющая собой полностью окисленный водород. Над ее расщеплением на составные элементы работали многие ученые в течение долгих лет. Нельзя сказать, что безрезультатно, ведь техническое решение по разделению воды все же было найдено. Его суть – в химической реакции электролиза, в результате которой происходит расщепление воды на кислород и водород, полученную смесь назвали гремучим газом или газом Брауна. Ниже показана схема водородного генератора (электролизера), работающего на электричестве:

Электролизеры производятся серийно и предназначены для газопламенных (сварочных) работ. Ток определенной силы и частоты подается на группы металлических пластин, погруженных в воду. В результате протекающей реакции электролиза выделяются кислород и водород вперемешку с водяным паром. Для его отделения газы пропускаются через сепаратор, после чего подаются на горелку. Дабы избежать обратного удара и взрыва, на подаче устанавливается клапан, пропускающий горючее только в одну сторону.

Для контроля за уровнем воды и своевременной подпитки конструкцией предусмотрен специальный датчик, по сигналу которого производится ее впрыск в рабочее пространство электролизера. За превышением давления внутри сосуда следит аварийный выключатель и сбросной клапан. Обслуживание водородного генератора заключается в периодическом добавлении воды, и на этом все.

Водородное отопление: миф или реальность?

Генератор для сварочных работ – это на данный момент единственное практическое применение электролитическому расщеплению воды. Использовать его для отопления дома нецелесообразно и вот почему. Затраты энергоносителей при газопламенных работах не так важны, главное, что сварщику не нужно таскать тяжеленные баллоны и возиться со шлангами. Другое дело – отопление жилища, где каждая копейка на счету. И тут водород проигрывает всем существующим ныне видам топлива.

Важно. Затраты электроэнергии на выделение горючего из воды методом электролиза будут гораздо выше, нежели гремучий газ сможет выделить при сжигании.

Серийные сварочные генераторы стоят немалых денег, поскольку в них используются катализаторы процесса электролиза, в состав которых входит платина. Можно сделать водородный генератор своими руками, но его эффективность будет еще ниже, чем у заводского. Получить горючий газ вам точно удастся, но вряд ли его хватит на обогрев хотя бы одной большой комнаты, не то что целого дома. А если и хватит, то придется оплачивать баснословные счета за электричество.

Чем тратить время и усилия на получение бесплатного топлива, которого не существует априори, проще смастерить своими руками простой электродный котел. Можете быть уверены, что так вы израсходуете гораздо меньше энергии с большей пользой. Впрочем, домашние мастера – энтузиасты всегда могут попробовать свои силы и собрать дома электролизер, с целью провести эксперименты и убедиться во всем самолично. Один из подобных экспериментов показан на видео:

Как изготовить генератор

Масса интернет-ресурсов публикуют самые разные схемы и чертежи генератора для получения водорода, но все они действуют по одному принципу. Мы предложим вашему вниманию чертеж простого устройства, взятый из научно-популярной литературы:

Здесь электролизер представляет собой группу металлических пластин, стянутых между собой болтами. Между ними установлены изоляционные прокладки, крайние толстые обкладки тоже изготовлены из диэлектрика. От штуцера, вмонтированного в одну из обкладок, идет трубка для подачи газа в сосуд с водой, а из него – во второй. Задача емкостей – отделять паровую составляющую и накапливать смесь водорода с кислородом, чтобы подавать его под давлением.

Совет. Электролитические пластины для генератора надо делать из нержавеющей стали, легированной титаном. Он послужит дополнительным катализатором реакции расщепления.

Пластины, что служат электродами, могут быть произвольного размера. Но надо понимать, что производительность аппарата зависит от их площади поверхности. Чем большее число электродов удастся задействовать в процессе, тем лучше. Но при этом и потребляемый ток будет выше, это следует учитывать. К концам пластин припаиваются провода, ведущие к источнику электричества. Здесь тоже есть поле для экспериментов: можно подавать на электролизер разное напряжение с помощью регулируемого блока питания.

В качестве электролизера можно применить пластиковый контейнер от водяного фильтра, поместив в него электроды из нержавеющих трубок. Изделие удобно тем, что его легко герметизировать от окружающей среды, выводя трубку и провода через отверстия в крышке. Другое дело, что этот самодельный водородный генератор обладает невысокой производительностью из-за малой площади электродов.

Заключение

На данный момент не существует надежной и эффективной технологии, позволяющей реализовать водородное отопление частного дома. Те генераторы, что имеются в продаже, могут успешно применяться для обработки металлов, но не для производства горючего для котла. Попытки организовать подобный обогрев приведут к перерасходу электроэнергии, не считая затрат на оборудование.

В средневековье известным ученым Парацельсом в ходе опытов был замечен такой процесс, как выделение пузырьков воздуха при взаимодействии железа и серной кислоты. Однако это был не воздух, а водород. Это легкий газ, который не имеет ни цвета, ни запаха. А если он смешивается с кислородом, то газ является взрывоопасным. Сегодня отопление на водороде своими руками – это распространенное явление. Ведь водород можно получить в любом количестве, где есть вода и электричество.

Под действием электролиза молекулы воды делятся на кислород и водород. Последний обладает массой уникальных свойств. В жидком состоянии при температуре -250 градусов Цельсия это наиболее легкая жидкость, а в твердом состоянии – самое легкое вещество. Атомы водорода являются самыми маленькими. А при смешивании с атмосферным воздухом водород превращается в смесь, которая способна взорваться от даже самой маленькой искры.

Использование водорода в отоплении

В век технологий существует множество вариантов отопить свой дом. Однако любители самостоятельно создавать разные технические приспособления могут сделать отопление дома водородом своими руками. Это экологически чистый, в то же время, очень мощный источник тепла, благодаря которому можно отопить большое помещение.

Водородное отопление дома было разработано одной из компаний в Италии. Когда такая установка работает, она не производит никаких вредных выбросов. Таким образом, это экологически чистое, эффективное, бесшумное отопление дома.

Ученые разработали способ сжигать водород для отопления дома при такой температуре, как 300 градусов по Цельсию. Благодаря этому появилась возможность производить котлы для отопления из традиционных материалов. Такого типа котлы для функционирования не требуют специальной системы отвода продуктов сгорания в атмосферу, так как здесь таковых продуктов нет. В данном случае выделяется только пар, не вредный для окружающей среды. А получить водород – это доступный процесс. Все, на что будут идти расходы, — это только электроэнергия. А если вы будете, используя водородный генератор для отопления, задействовать еще и солнечные панели, то и затраты на электричество можно минимизировать.

Чаще всего котел на водороде применяется для того чтобы обогревать полы. И такие системы на сегодняшний день можно найти с самой разной мощностью. Монтируются они собственноручно.

Водородная установка для отопления дома состоит из следующих компонентов: котел и трубы, имеющие диаметр 25-32 мм (1-1,25 дюймов). Трубы других размеров используются редко. Трубы можно смонтировать самостоятельно, но здесь следует выполнять одно условие – после каждого разветвления диаметр должен быть меньшим. И порядок уменьшения диаметра следующий – труба D32, труба D25. После разветвления – труба D20, последняя – труба D16. Когда такое правило соблюдается, то водородная горелка для отопления будет работать эффективно и качественно.

Преимущества отопления на водороде

Водородное отопление имеет несколько важных достоинств, которые обусловливают распространенность системы:

  • Это экологически чистые системы. И здесь единственным побочным продуктом, выбрасывающимся в атмосферу при работе, является вода в состоянии пара. Этот пар никоим образом не наносит вред окружающей среде.
  • Водород в системе отопления функционирует без применения пламени. Тепло создается в результате каталитической реакции. Когда водород соединяется с кислородом, получается вода. При этом выделяется много тепловой энергии. Поток тепла температуры примерно 40 градусов идет в теплообменник. Для теплых полов – это идеальный температурный режим.
  • Очень скоро водородное отопление своими руками сможет заменить традиционные системы, таким образом, освободив общество от добывания разного топлива – нефти, газа, угля и дров.
  • КПД, который вырабатывает отопление частного дома водородом, может достигнуть 96%.

Еще один вариант – использование газа Брауна

Еще одним способом, в настоящее время довольно спорным, является применение газа Брауна для отопления. Газ брауна для отопления дома является химическим соединением, состоящим из двух атомов водорода и одного атома кислорода. При сгорании такого газа создается практически в 4 раза больше энергии.

Используется специальный электролизер для отопления дома. Ведь в основе получения такого газа лежит принцип электролиза воды. Чтобы такая технология была применена в отоплении, переделывается обычный котел. В его основании будет электролизер – сюда заливается электролит, состоящий из дистиллированной воды и ускорителя реакции. На пластины из металла или трубки дается переменный ток с заданной частотой. Под его влиянием молекулы кислорода и водорода разъединяются, после чего получается газ брауна отопление.

Водородный генератор (электролизер) это прибор, работающий за свет двух процессов: физического и химического.

В процессе работы под воздействием электротока вода разлагается на кислород и водород. Данный процесс носит название электролиз. Электролизер довольно популярен среди самых известных видов водородных генераторов.

Как устроен прибор

Электролизер состоит из нескольких пластин из металла, погруженных в герметическую емкость с дистиллированной водой.

Сам корпус имеет клеммы, чтобы подключать источник питания и есть втулка, через которую выводится газ.

Работу прибора можно описать так: электроток пропускается через дистиллированную воду между пластинами с разными полями (у одной — анод, у другой — катод), расщепляет её на кислород и водород.

В зависимости от площади пластин электроток имеет свою силу, если площадь большая, то и тока по воде проходит много и больше выделяется газа. Схема подключения пластин поочередная, сначала плюс, потом минус и так далее.

Электроды рекомендуется делать из нержавеющей стали, которая в процессе электролиза не вступает в реакцию с водой. Главное найти нержавейку высокого качества. Между электродами лучше сделать расстояние маленькими, но так, чтобы пузыри газа легко между ними передвигались. Крепеж лучше изготовить из соответствующего металла, что и электроды.

Примите во внимание: в связи с тем, что технология изготовления связана с газом, то во избежание образования искры, необходимо произвести плотное прилегание всех деталей.

В рассматриваемом варианте устройство включает в себя 16 пластин, расположены они друг от друга в пределах 1 мм.

За счет того, что пластины имеют достаточно немалую площадь поверхности и толщину, можно будет пропустить через такое устройство высокие токи, однако нагрева металла не произойдет. Если измерить на воздухе емкость электродов, то она составит 1nF, данный набор использует до 25А в простой воде из водопровода.

Для сбора водородного генератора своими руками можно применить контейнер пищевой, так как его пластик термоустойчив. Затем нужно в контейнер опустить электроды для сбора газа с разъемами изолированными герметично, крышкой и другими соединениями.

Если использовать контейнер из металла, то во избежание короткого замыкания, электроды крепятся на пластике. С двух сторон медных и латунных фитингов устанавливаются два разъема (фитинг – монтировать, собирать) для извлечения газа. Разъемы контактные и фитинги нужно прочно закрепить, применяя герметик из силикона.

Соблюдение мер безопасности

Электролизер представляет собой устройство повышенной опасности.

Поэтому во время его изготовления, монтирования и работы обязательно нужно соблюдение как общих, так и специальных мер безопасности.

Специальные меры включают следующие пункты:

  • следует контролировать концентрацию смеси водорода с кислородом, в целях недопущения взрыва;
  • если уровень жидкости не просматривается в смотровом окне водородного генератора, то его использовать нельзя;
  • во время выполнения ремонта нужно удостовериться, что в конечной точке системы полностью отсутствует водород;
  • противопоказано использование открытого огня, электрических нагревательных приборов и переносных ламп напряжением более 12 вольт рядом с электролизером;
  • во время работы с электролитом следует себя обезопасить, используя средства защиты (спецодежда, перчатки и очки).

Квалифицированные мастера считают, что изготавливать самодельные водородные генераторы для автомобилей в домашних условиях рискованное занятие.

Они объясняют это тем, что электролизер для авто имеет сложную и небезопасную систему устройств.

Заниматься изготовлением таких агрегатов нужно, применяя специальные материалы и реагенты.

Примите к сведению: в случае самостоятельного установления электролизера, который был изготовлен своими руками, рекомендуется строгое исключение возможности, когда газ попадает в камеру сгорания при заглушенном двигателе. Во время отключения двигателя, обязательно должен автоматически отключиться водородный генератор от сети электрического питания автомобиля.

Если все-таки решили самостоятельно изготовить автомобильный гидролизер, то обязательно следует оснастить его барботером – это специальный водяной клапан. При его использовании значительно повысится безопасность при вождении автомобиля.

Отопление дома газом Брауна

Водород является самым распространенным химическим элементом, поэтому экономически выгодно его использовать.

Для многих владельцев домов и дач часто встает вопрос, как получить «чистую» и дешевую энергию для нужд в быту. Ответ можно найти в таких инновациях, как водогенератор для отопления жилища.

Ученые, благодаря своим разработкам, позволили многим использовать такое устройство для получения газа. Установка способна генерировать водород (газ Брауна) и этот газ будет использован для получения энергии.

Можно это соединение представить химической формулой, как hho. Данный газ можно получить из воды с помощью метода электролиза. Есть много примеров в жизни, когда люди хотят свой дом отапливать оксиводородом. Но чтобы этот вид топлива получил популярность, надо сначала научиться получать его (газ Брауна) в бытовых условиях.

Пока еще нет технологии водородного отопления частного дома, которая была бы достаточно надежной.

Смотрите видео, в котором опытный пользователь разъясняет, как сделать водородный генератор своими руками:

Для отопления частного дома используют разные способы. Они различаются между собой как по способу передачи тепла, так и по типу используемого энергоносителя. При использовании водяного отопления выделяют несколько типов котлов в зависимости от вида топлива:

Водородный генератор для отопления частного дома

  1. Твердотопливные – используют для работы твердое топливо, которое при сгорании выделяет тепло.
  2. Электрические – в таких котлах тепло получают путем преобразования электроэнергии.
  3. Газовые – тепло выделяется при сгорании газа.

Если рассматривать газовые котлы, то они в основном работают на природном газе, хотя есть модели и под сжиженный газ, а в последнее время начинают применять в качестве топлива водород, вырабатываемый из воды в специальных устройствах – водородных генераторах.

Принцип работы

Из школьного курса физики известно, что вода при воздействии на нее электрического тока разлагается на две составляющие: водород и кислород. На основании этого явления построен так называемый генератор водорода. Это устройство представляет собой агрегат, в котором происходит электрохимическая реакция для получения из воды водорода и кислорода. Процесс электролиза воды показан на рисунке ниже.

Процесс электролиза воды

На выходе генератора образуется не водород и кислород в чистом виде, а так называемый газ Брауна, по имени ученого, который впервые получил его. Его еще называют «гремучим газом», так как он при определенных условиях взрывоопасен. Причем при сгорании этого газа можно получить почти в четыре раза больше энергии, чем было затрачено на его производство.

Такая установка для производства водорода изображена на рисунке ниже.

Промышленная установка для производства водорода

Плюсы и минусы

Из достоинств такого вида отопления можно выделить следующие:

  1. Это экологически чистый вид отопления, так как при сгорании водорода в кислородной среде образуется вода в виде пара, и больше нет выброса никаких вредных веществ в атмосферу.
  2. Можно без особых переделок подключить генератор к существующей системе водяного отопления частного дома.
  3. Установка работает бесшумно, поэтому не требует какого-то особого помещения.

Недостатки:

  1. У водорода большая температура горения, которая в среде кислорода может достигать 3200°С, поэтому обычный котел может выйти из строя очень быстро. В современных устройствах ученые добились результата сгорания газа при температуре 300°С, поэтому проблему можно считать практически решенной.
  2. При работе с газом Брауна нужно быть очень осторожным, поскольку он взрывоопасен. Это решается использованием в устройстве различных предохранительных клапанов и автоматики.
  3. Требует использования для работы дистиллированной воды или воды со щелочью.
  4. Большая стоимость оборудования. Для решения этой проблемы многие пытаются собрать установку для получения водорода своими руками.

Генератор водорода своими руками

Самодельное устройство схематически представляет собой емкость с водой, куда помещены электроды для преобразования воды в водород и кислород.

Для того чтобы своими руками сделать подобное устройство, понадобятся:

  1. Лист нержавеющего металла толщиной 0,5-0,7мм. Подойдет нержавейка марки 12Х18Н10Т.
  2. Пластины из оргстекла.
  3. Резиновые трубки для подвода воды и отвода газов.
  4. Листовая бензомаслостойкая резина толщиной 3 мм.
  5. Источник напряжения – ЛАТР с диодным мостом для получения постоянного тока. Он должен обеспечивать ток 5-8 ампер.

Сначала нарезают нержавеющие пластины на прямоугольники 200×200мм. Уголки на пластинах нужно срезать для того, чтобы потом стянуть всю конструкцию болтами. В каждой пластине просверливаем отверстие диаметром 5мм, на расстоянии 3см от низа пластин, для циркуляции воды. Также к каждой пластине припаивают провод для присоединения к источнику питания.

Перед сборкой из резины делают кольца с внешним диаметром 200мм и внутренним – 190мм. Еще нужно приготовить две пластины из оргстекла толщиной 2см и размерами 200×200мм, при этом нужно предварительно сделать в них отверстия по четырем сторонам под стягивающие болты М8.

Сборку начинают так: сначала кладут первую пластину, затем резиновое кольцо, промазанное с обеих сторон герметиком, далее следующую пластину и так до последней пластины. После этого необходимо всю конструкцию стянуть с двух сторон с помощью шпилек М8 и пластин из оргстекла. В пластинах просверливаются отверстия: в одной – внизу для подвода жидкости, в другой – вверху для отвода газа. Туда вставляется штуцер. На эти штуцера одеваются медицинские полихлорвиниловые трубки. В итоге должна получиться конструкция, как на рисунке ниже.

Водородный генератор своими руками

Для того чтобы исключить попадание газа обратно в газогенератор, на пути от генератора к горелке необходимо сделать водяной затвор, а еще лучше два затвора.

Конструкция затвора – это емкость с водой, в которую со стороны генератора трубка опущена в воду, а та трубка, что идет к горелке, выше уровня воды. Схема генератора водорода с затворами изображена на рисунке ниже.

Схема генератора водорода с водяными затворами

В электролизере – герметичной емкости с водой с опущенными электродами при подаче напряжения начинает выделяться газ. По трубке 1 он подается к 1 затвору. Конструкция водяного затвора устроена таким образом, как видно из рисунка, что газ может двигаться только в направлении от электролизера к горелке, а не наоборот. Этому мешает разная плотность воды, которую нужно преодолеть на обратном пути. Далее по трубке 2 газ движется к 2 затвору, который предназначен для большей надежности системы: если вдруг по какой-то причине не сработает первый затвор. После этого газ подается к горелке с помощью трубки 3. Водяные затворы являются очень важной частью устройства, поскольку препятствуют движению газа в обратную сторону.

При попадании газа обратно в электролизер может произойти взрыв устройства. Поэтому ни в коем случае нельзя эксплуатировать прибор без водяных затворов!

Эксплуатация

После сборки можно начинать испытания прибора. Для этого на конце трубки устанавливают горелку из медицинской иглы и начинают заливать воду. В воду нужно добавить KOH или NaOH. Вода должна быть дистиллированная или талая на крайний случай. Для работы устройства достаточно 10% концентрации щелочного раствора. При заливке воды не должно быть никаких подтеков. Лучше всего перед заливкой продуть конструкцию воздухом, давлением до 1атм. Если водородный генератор выдерживает это давление, то можно заливать воду, если нет, нужно устранить протечки.

После этого к электродам по схеме подсоединяют ЛАТР с диодным мостом. В цепь устанавливают амперметр и вольтметр для контроля работы. Начинают с минимального напряжения и потом постоянно увеличивают, наблюдая за газовыделением.

Предварительно работы лучше проводить на открытом воздухе вне дома. Поскольку установка взрывоопасна, все работы следует проводить с особой осторожностью.

При испытаниях наблюдают за работой прибора. Если имеет место маленькое пламя горелки, то может быть или низкое газовыделение в генераторе, или где-то происходит утечка газа. Если раствор помутнел, грязный, его нужно заменить. Также необходимо следить, чтобы прибор не перегревался, а вода не закипела. Для этого регулируют напряжение на источнике тока. И еще одно – пластины при нагревании немного деформируются и могут прилипать одна к одной. Чтобы это исключить, нужно сделать прокладки из резины. Могут также наблюдаться плевки водой – для устранения этого нужно уменьшить уровень воды.

Генератор в системе отопления

После того как проведены испытания можно подсоединять установку к газовому котлу дома. Для этого котел нужно немного переделать, а именно своими руками сделать жиклер с отверстием меньшего диаметра, чем у заводского, рассчитанного на природный газ. Генератор в собранном виде изображен на рисунке ниже.

Генератор водорода в собранном виде

В систему отопления частного дома обязательно должна быть залита вода. Пламя горелки может расплавить котел, если там не будет воды.

После этого регулируют подачу воды в устройство и начинают устранять пробки в системе отопления дома. Затем с помощью регулировки подачи воды и напряжения питания настраивают работу котла.

При эксплуатации установки в течение отопительного сезона проводят окончательное испытание, в ходе которого решаются несколько вопросов:

  1. Хватает ли газа для отопления дома. Если его недостаточно, то можно своими руками сделать установку большей производительности.
  2. Насколько хорошо работает котел на водороде, то есть насколько котел долго прослужит.
  3. Стоимость такого отопления – для этого можно завести журнал, в котором вести подсчеты расходов на отопление и температуры в доме и на улице во время работы котла. На основании этих данных потом можно сделать вывод, насколько выгодно отапливать дом водородом.

На основании этих данных можно к следующему отопительному сезону подготовиться более основательно. Во время эксплуатации можно увидеть, что нуждается в усовершенствовании, может какую-то часть устройства нужно переделать. Возможно, в переделке и модернизации нуждается сам котел, для того чтобы он не вышел быстро из строя. Также если в дальнейшем планируется пользоваться устройством, может, есть смысл приобрести дистиллятор для воды?

Видео про генератор

Как сделать водородный генератор своими руками без электричества, можно узнать из этого видео.

Главный вопрос, который интересует многих, – настолько дорого или дешево обходится такое отопление? Это можно узнать, если вести статистику во время отопительного сезона. Причем необходимо подбивать все затраты, такие как стоимость дистиллированной воды, стоимость щелочи, расходы на электричество, на ремонт котла и на изготовление установки. На основании этого можно принимать решение, подходит такой вид отопления для дома или нет.

Вконтакте

Рекомендуем также

Как это работает (Дом) — AbsolutEnergies

Пристальное внимание к себе завоевала очередная новинка!

Теперь возможно применять генераторы водорода в жилых домах и промышленных помещениях:

  • для отопительной системы;
  • для обустройства газовой плиты на кухне.

Применяя водородную технологию, недорогое обслуживание дома гарантировано. Как показывает практика, затраты будут минимальны.

Сама природа даёт нам возможность получить водород из окружающей среды, используя безопасные и экологически безвредные технологии. Отличной альтернативой и стал газ Брауна ННО, состоящий из одного атома кислорода и двух атомов водорода. При сжигании газа Брауна выделяется намного больше тепла, нежели при сжигании обычных углеводородов.

Отопление домов

Пример простой. Наша установка потребляет 1,5-2,5 кВт/час электроэнергии.

  • При температуре на улице до +4°С, генератор будет работать всего 3-6 часов в сутки.
  • В морозы до –6°С, время его работы не превысит 6-8 часов.
  • А вот около 12 часов понадобится, чтобы обогреть дом в более холодные дни, когда столбик термометра упал до –20°С.

Что понадобится приобрести хозяину дома, чтобы обустроить автономную систему отопления:

  • электролизёр;
  • водородный котёл;
  • циркуляционный насос.

Содержание помещения площадью 200-300 м2  окажется вполне экономичным, а подсчёты вы сможете сделать самостоятельно.

В чём положительные стороны такой установки?

  1. В первую очередь, важно понять, что генератор показывает КПД более 90%. Пока ещё ни один вид традиционного отопления не может превысить этот результат.
  2. Вопрос экологичности и безопасности также учитывается. При работе водородная горелка выделяет только безвредный пар, поэтому ни окружающая среда, ни организмы людей не страдают.
  3. Отсутствует пламя, а работа горелки бесшумна. Соединение водорода с кислородом генерирует тепловую энергию, которая поступает в теплообменник. Простейшая схема идеально подойдёт для жилых построек, где нет даже дымоходов.

Перспективы использования водородных генераторов для бытовых нужд развивается с каждым днём, поэтому мировой экономике сулят большой подъём, который объясним снижением затрат на получение данного вида топлива.

Заманчивая альтернатива обычному газу. Такая конфорка может быть организована для каждой хозяйки. Особенно её оценят жители сельской местности, где не проведена газовая магистраль, но есть электроэнергия.

Если вы не представляете свою кухню без тяжёлых баллонов с газом пропаном, которые занимают место и требуют постоянного контроля и соблюдения техники безопасности, можете вздохнуть с облегчением. Внешний вид новой плиты, работающей от генератора водорода, будет привычным.

Кроме того, вы сможете выбрать из двух вариантов работы тот, который окажется наиболее приемлем:

  • производство водорода при помощи электроэнергии и воды;
  • производство водорода химической реакцией компонентов Н и О.

 Практичность установки и экономия налицо.

Волнуют вопросы безопасности?

Пара слов и о них. В устройстве водородной плиты полностью отсутствует промежуточное место хранения горючей смеси. Производимый водород мгновенно попадает в конфорку и сгорает. А вот горелка, работающая на бытовом газе намного опасней, ведь в ней происходит смешение кислорода с газом.

Если мир будет способствовать развитию этой уникальной технологии, создавая благоприятные условия для её внедрения в наш быт, то совсем недалеко то будущее, в котором традиционное отопление отойдёт на задний план.

 

как сделать установку обогрева своими руками

Согласно школьному курсу физики следует, что тепло можно получить разными способами. Но далеко не все полученные результаты можно использовать во благо для человека. Тепловые носители чаще всего используются для отопления жилища или любого помещения. Все уже привыкли к централизованному, газовому или даже электрическому методу обогрева, но далеко не все знают еще об одном виде – водородном.

Водородный котел отопления

Специфика водородного отопления

Впервые систему отопления на водороде получили в Италии. Главной задачей изобретателей стал поиск решения таких задач как:

  • экологическая безопасность;
  • отсутствие шума в помещении от работающих конструкций;
  • общая безопасность от не высоких температур внутри оборудования;
  • доступность материалов при изготовлении конструкций.

Со всеми задачами водородная установка для отопления дома справилась на все 100%. Кроме того такая система легко и быстро обогревает даже большие помещения и значительно экономит денежные средства даже в сравнении с газовым видом отопления.

Водородное отопление дома не требует особых энергоносителей, безвредно, но использует затраты только на электрическую энергию для работы генератора.

Водородный генератор для отопления дома

Достоинства и недостатки водородного обогрева

Метод хотя и является новинкой в нашем регионе, но уже позволяет выделить следующие преимущества:

  • установка отопительных конструкций на водороде доступна для частных строений, где отсутствуют газо- и тепло- снабжение, к примеру на даче;
  • безопасность работы обеспечивает получение тепла без присутствия открытого огня;
  • теплоноситель не нагревается больше чем 40С°, что позволяет использовать конструкцию для системы «теплый пол»;
  • сырье для отопления помещения не требует специального места хранения большого размера, как, к примеру, вид отопления на твердых видах топлива.

Но, не смотря на множество положительных моментов водородный обогрев, имеет и некоторые неудобства, к которым можно отнести следующие факторы:

  • водород взрывоопасен, особенно при транспортировке;
  • так как технология еще новая, то профессионала умеющего правильно изготовить и подключить оборудование найти не реально;
  • сертификация баллонов для водорода также может вызвать некоторые неудобства;
  • подключение конструкции своими руками практически невозможно из-за сложностей и незнания вопроса.

Принцип работы

Основная работа обогрева на водороде заключается в химической реакции, где взаимодействуют молекулы кислорода и водорода. Для этого потребуется большая емкость и следующие виды оборудования:

  • наличие питания через электрическую сеть;
  • наличие источника жидкости;
  • котел со временем может потребовать замену катализатора.

Система водородного отопления состоит из генератора, который разлагает воду на составляющие с помощью катализаторов, горелки и котла.

Общий принцип работы заключается в подаче воды в герметичную емкость, где содержаться нержавеющие пластины. Под действием электроэнергии жидкость расщепляется на водород и кислород, после этого водород проходит в котел, где с помощью горелки идет преобразование в тепло.

Описание работы водородного котла

Основные материалы

Водородное отопление дома выполняется с помощью дистиллированной воды, в которую добавляется гидроксид натрия, обычное соотношение вещества составляет 1 сл. ложки на 10 л жидкости. Если же найти дистиллят проблематично, то подойдет и обычная вода из крана, при условии отсутствия в ней  тяжелых металлов. Решением вопроса может стать установка специальных фильтров для воды. Для остального оборудования потребуются следующие материалы:

  • котел. Наиболее приемлемым материалом для котла при водородном отоплении является нержавеющая сталь. Такой вид металла хорошо сопротивляется коррозии и не притягивает к себе иные частицы;
  • трубки и горелка. Приобрести подходящую горелку не составит труда, благо ассортимент в специализированных магазинах достаточно большой, а вот трубки желательно взять общим диаметров до 1,25 дюйма.

Если задаться целью, внимательно изучить вопрос и проконсультироваться со специалистами, то установка системы водородного отопления даже выполненная своими руками не представит особых трудностей. Такой вид отопления вполне может оправдать себя в частных строениях, где нет газоснабжения, но присутствует электрический ток.

Схема работы водородного котла

Меры предосторожности

При монтаже водородного отопления дома, также как и при возведении любой конструкции для отопления следует ознакомиться с правилами безопасности. Водород – взрывоопасен! Кроме того не обладает специфическим запахом, что не позволяет найти утечку без соответствующего оборудования. Поэтому самостоятельно собранные котлы могут представлять большую опасность для строения и жильцов.

Чтобы не допустить трагедии следует тщательно подойти к вопросу, просчитать все риски и выполнять работы только с помощью профессионала в этой области. Особое внимание следует уделить наличию предохранительных клапанов на горелке и полной герметичности системы.

YouTube responded with an error: The request cannot be completed because you have exceeded your <a href="/youtube/v3/getting-started#quota">quota</a>.

Загрузка…

Подробно о принципе работе и преимуществах водородного котла отопления

Современные технологии позволяют использовать для отопления жилых помещений такой вид топлива как водород. Это один из самых дешевых источников энергии. Ведь водород один из самых распространенных элементов, который обычно находится в составе различных веществ. Самым доступным источником водорода является вода.

На основе этого элемента созданы современные водородные котлы отопления. В основе их работы лежит каталитическая реакция взаимодействия водорода и кислорода. В результате ее выделяется тепло. Так достигается температура в 400 С, которую можно использовать для обогрева низкотемпературных систем. Такой способ отопления отлично подойдет для системы «теплого пола».

Такая система отопления требует подведение водопровода. Котел состоит из генератора водорода. Выделяемый водород сжигается с помощью специальной горелки с 4 форсунками. Побочным продуктом работы таких котлов отопления является пар. Для создания реакции необходимо использование электричества.

Физико-химический процесс электролиза позволяет выделять водород фактически в любом месте. Температура воздействуя на воду разделяет ее на водород (h3) и кислород (О2). Реакция происходит при температурах всего 3000 С.

Плюсы и минусы работы такого оборудования

Основные преимущества:

  • Экологичность — в реакции не присутствует углерод, поэтому не происходит выделения углекислого газа, которое присуще для других процессов горения. Низкая температура горения позволяет избежать образования оксида азота.
  • Отсутствие пламени: как таковой процесс горения — это катализация при которой происходит выделение тепла.
  • Перспективный недорогой источник энергии.

К недостаткам можно отнести взрывоопасность соединения водорода с кислородом, а также не сильно высокие температуры нагрева.

О производителях

Водородный котел отопления купить можно у итальянской компании «Giacomini», которая занимается исследованиями, связанными с использованием энергии водорода.

Эта фирма разработала камеру сгорания h3ydroGEM, с помощью которой можно получать тепловую энергию. Также такой котел для индивидуального отопления квартиры можно собрать самостоятельно. КПД такого оборудования на водороде составляет до 96%, что больше, чем при использовании других источников энергии.

Данный вид энергии имеет большие перспективы, так как не требует трудоемкой добычи топлива, как в случае с углем или нефтью, а процесс выделения энергии является экологически чистым и не приносит вреда окружающей среде.

Посмотрите пример отопления частного дома водородом.



Надеемся, что материал был вам полезен, будем благодарны, если поделитесь им в социальных сетях со своими друзьями.

Отопление водородом: применение и преимущества

Новинкой в области благоустройства жилья сегодня является система, позволяющая осуществлять отопление дома водородом, используя его в качестве топлива.

Отопление водородом – это новинка в благоустройстве дома. Которая позволяет использовать водопровод, как топливо.

Смонтировать ее можно своими руками. Эта установка пока не имеет очень широкого применения, хотя и привлекает к себе внимание потребителей.

Водород и его применение

Водород можно получать в любых количествах и практически везде, где присутствуют электричество и вода.

Еще в средние века знаменитый ученый Парацельс во время занятий опытами заметил выделение пузырьков воздуха при взаимодействии серной кислоты с железом. На самом деле это был не воздух, а водород. Это название переводится на русский язык, как «рождающий воду». Водород представляет собой легкий газ, не имеющий цвета и запаха. В смеси с кислородом взрывоопасен. Растворяется в этаноле, в железе, платине, палладии и никеле. Не токсичен.

Водород можно получать в любых количествах везде, где присутствуют электричество и вода. Молекулы воды под действием электролиза разделяются на кислород и водород. Оба газа можно использовать для разных целей.

Водород является самым распространенным химическим элементом во Вселенной. Он содержится в воде, в глине, в нефти, в природных газах. Отличается он от других химических элементов некоторыми своими уникальными свойствами. В жидком виде при температуре -250 °С это самая легкая жидкость, в твердом виде – самое легкое вещество. Даже атомы этого вещества являются самыми маленькими из всех известных веществ. Но при определенных условиях они могут достигать огромных размеров. В смеси с атмосферным воздухом водород образует гремучую смесь, которая взрывается от малейшей искры.

Водород используется при получении аммиака, который идет на производство удобрений и других веществ. С его помощью получают твердые жиры из растительных масел, находящихся в жидком состоянии. Твердые жиры очень походят на обычное сливочное масло. Пищевая промышленность активно их использует.

Производство изделий с применением кварцевого стекла невозможно без высокой температуры. Кислородно-водородная горелка обеспечивает температуру более 2000°С. Кварц при такой температуре легко плавится. Широко применяется водород в лабораториях при получении различного рода химических веществ и соединений. В условиях дома он применяется в виде перекиси водорода. Хранят водородное горючее в специальных стальных баллонах.

Вернуться к оглавлению

Водород в системах отопления

Установка для отопления помещений на водороде позволяет создать инновационную систему, которая может обогреть помещение большей площади и при этом является экологически чистым топливом.

Сегодня существует много вариантов систем отопления, которые монтируются своими руками. Сравнительно недавно к ним добавилась инновационная система, представляющая собой экологически чистый, очень мощный источник тепла, способный обогреть помещение большой площади. Работает установка для отопления помещений на водороде.

Разработана водородная отопительная система для применения в жилых помещениях одной из итальянских компаний. Никаких выбросов в процессе работы данной установки отопления нет. Экологическая чистота, бесшумность, эффективность – результаты работы ученых и конструкторов на протяжении 7 лет.

Первая презентация нового типа отопительного котла на водородном топливе состоялась в Турине в 2006 году, во время проведения Олимпийских игр. Сама идея создания систем отопления водородом не нова. Но для сжигания этого топлива в обычных условиях требуется температура около 1700°С. Котел, созданный из стандартных материалов, не выдерживают ее.

Ученым удалось разработать метод сжигания водорода при температуре всего 300°С. Это позволило производить котел из привычных материалов. Для работы котел такого типа не требует системы отвода в атмосферу продуктов сгорания, так как их просто нет. Выделяется только пар, который не оказывает вреда на окружающую среду. Получение водорода – процесс довольно дешевый. Затратная его часть – это только потребляемая электроэнергия. При использовании солнечных панелей и эти затраты можно свести к минимуму.

Мощность первого водородного котла не превышала 30 кВТ, но это достаточно чтобы обогреть помещение до 300 м² .

Первый котел отопления на водородном топливе был ограниченной мощности, которая не превышала 30 кВт. Но и этого вполне достаточно для обогрева жилого дома, любого другого помещения площадью до 300 м² в условиях климата России.

Чаще водородный котел используется для обогрева полов. Подобные установки сегодня выпускаются различной мощности. Устанавливаются они своими руками. На Западе применение таких систем для отопления дома получает довольно интенсивное распространение. Там привыкли экономить газ, нефть и уголь.

Состоит такая система из котла и труб диаметром от 25 до 32 мм. В дюймах это соответственно 1 и 1,25 дюйма. Реже используются трубы другого диаметра. Трубы монтируются своими руками. Тут нужно придерживаться такого правила: после каждого разветвления диаметр трубы должен уменьшаться. Порядок уменьшения диаметра такой: сначала идет труба D32, затем D25. После очередного разветвления применяется труба D20, в последнюю очередь – D16. При соблюдении этого правила система отопления дома должна работать качественно и бесперебойно.

Вернуться к оглавлению

Преимущества водородного топлива

Тепловой поток от водорода с температурой около 40°С поступает в теплообменник. Такая температура подходит для обогрева теплых полов в жилых помещениях.

  1. Водородные котлы – экологически чистые установки. Единственный побочный продукт, который выбрасывается в атмосферу в процессе работы котла, – это вода в виде пара. Пар не приносит никакого вреда для окружающей среды.
  2. Работают такие котлы без использования пламени. Тепловая энергия вырабатывается в результате каталитической реакции. Соединение водорода с кислородом образует воду. Эта реакция происходит с выделением большого количества тепловой энергии. Тепловой поток с температурой около 40°С поступает в теплообменник. Такая температура идеальна для обогрева теплых полов в жилых помещениях.
  3. В скором будущем этот энергоноситель может освободить человечество от добычи традиционных разновидностей топлива: дров, угля, нефти и газа. Это скажется очень благоприятно на экологической обстановке.
  4. КПД водородного котла отопления может достигать 96%.

Производство отопительных агрегатов и систем, работающих на водороде, находится на начальной стадии развития. Стандартные топливные ресурсы на нашей планете с течением времени иссякают. Водород в качестве энергетического носителя можно использовать практически в неограниченном количестве. У этого вида топлива большое будущее.

Оценка сжигания топливного газа, богатого водородом

март-2021

Внезапный переход на сжигание топливного газа, обогащенного водородом, может быть неблагоразумным, если топочный обогреватель не предназначен для этого.

РУПАМ МУХЕРДЖИ и ШИЛПА СИНГХ
Engineers India Limited (EIL)

Краткое содержание статьи

Огневые нагреватели предназначены для сжигания топливного газа нефтеперерабатывающих заводов, который может содержать широкий спектр компонентов, включая водород. Обычно содержание водорода в топливном газе нефтеперерабатывающего завода ограничивается 10-30 об.% В зависимости от конфигурации нефтеперерабатывающего завода и используемых технологий извлечения водорода.К водороду, как к топливу с значительно более высокой теплотворной способностью и низкой энергией на единицу объема, следует относиться по-другому. Как правило, на нефтеперерабатывающем комплексе пытаются максимально извлечь водород из-за его высокой коммерческой ценности. Однако могут быть случаи, когда поток газа, богатый водородом, должен быть направлен в коллектор топливного газа. В этой статье рассматривается влияние на тепловую конструкцию и оценку производительности огневого нагревателя для сжигания богатого водородом топливного газа (содержание водорода до 90 об.%).В качестве примера для исследования была выбрана печь с естественной тягой средней тепловой нагрузки для гидроочистки.

Исследование показывает, что переход от обычного топливного газа для нефтеперерабатывающих заводов к топливному газу, богатому водородом, может повлиять на тепловую конструкцию и рабочие параметры печи лишь незначительно, если только печь не разжигается в соответствии с металлургическими предельными значениями или спроектирована со слишком маленьким запасом для маневрирования.

Существует достаточно причин, объясненных в следующих разделах, для необходимости подробного изучения.Видно, что сжигание газа, богатого водородом, помогает делу защиты окружающей среды, значительно сокращая выбросы углекислого газа, тем самым помогая нефтеперерабатывающему заводу квотами на выбросы углерода. Таким образом, сжигание богатого водородом топливного газа может быть альтернативой улавливанию и связыванию углерода для установок, борющихся со своими углеродными следами, и может стать способом сдерживания выбросов парниковых газов. Однако существуют различные другие факторы, которые следует учитывать при планировании перехода на сжигание топливного газа, обогащенного водородом.

Зачем беспокоиться о высоком содержании водорода в топливном газе?
Нефтеперерабатывающие заводы сжигают широкий спектр топливных газовых смесей в зависимости от группы работающих или остановленных агрегатов. Соответственно, состав топливного газа может варьироваться в значительной степени. В общем, нефтеперерабатывающие заводы имеют сложный водородный баланс по всему комплексу, чтобы гарантировать, что минимальное количество водорода направляется на факел или для других непроизводственных целей. Поскольку водород является ценным полезным веществом, его извлечение и повторное использование максимально увеличиваются в той степени, в которой это экономически целесообразно.

Однако могут быть определенные случаи из-за сбоев в работе определенных блоков или отказа критически важного оборудования, которые могут закончиться сбросом драгоценного водорода в коллектор топливного газа. В дополнение к этой проблеме, сбои в работе могут длиться несколько дней, в то время как топливо для огневого нагревателя имеет богатый водородный состав на нефтеперерабатывающем заводе. При проектировании огневых нагревателей четко определяется диапазон топливных композиций, которые предполагается сжигать в печи. Горелки — это специализированное изделие, требующее сложных ноу-хау, и они должны подходить для широкого диапазона топливных газов.Сброс водорода в коллектор топливного газа может привести к выходу состава топливного газа за пределы диапазона, для которого горелки были изначально спроектированы. Такие отклонения, если они будут продолжаться в течение длительного времени, повлияют на производительность и работу обогревателей с технологическим обогревом. Таким образом, совершенно необходимо провести подробное исследование технологических печей, чтобы оценить влияние изменения состава топливного газа. Концентрация водорода в топливном газе играет важную роль, поскольку она резко изменяет молекулярную массу смеси топливных газов.Метан, другой главный компонент, также следует рассматривать в сочетании с водородом при разработке различных сценариев.

Основа исследования: параметры и соображения
Чтобы оценить влияние сжигания водорода в топочном нагревателе, необходимо рассмотреть несколько аспектов, таких как пригодность конструкции топочного нагревателя для топливного газа, богатого водородом, пригодность конструкции горелки и пригодность топливных трубопроводов. регулирующая арматура и другое оборудование.Пригодность конструкции огневого нагревателя для сжигания богатого водородом топливного газа требует тщательной оценки; эта статья посвящена этому аспекту с помощью тематического исследования.

Общие параметры горения метана и водорода показаны в Таблице 1. Некоторые из параметров, показанных в Таблице 1, имеют решающее значение при применении к огневым нагревателям. Например, водород имеет гораздо более высокую теплотворную способность, чем метан. Следовательно, для того же режима сжигания масса сжигаемого водорода намного меньше. Однако плотность водорода заметно ниже плотности метана.Следовательно, объемный расход водорода, необходимый для достижения того же тепловложения, что и для метана, намного выше. Соответственно, трубопроводы, фитинги и клапаны подачи топлива должны быть спроектированы соответствующим образом, чтобы справиться с этим дополнительным объемом.

Вероятно, наиболее важным моментом, на который следует обратить внимание, является разница в скорости пламени, мера скорости, с которой горит топливо. Водород имеет скорость пламени в 10 раз быстрее метана, что означает, что вероятность обратного возгорания водорода при более низких нагрузках высока. Это необходимо учитывать при проектировании горелки, чтобы избежать обратного возгорания пламени горелки при более низких нагрузках, что приведет к гашению пламени и выбросу несгоревших углеводородов в топку, что представляет серьезную угрозу безопасности.

Для решения таких проблем было проведено подробное исследование. Для исследования был выбран подогреватель газойля с естественной тягой конфигурации, представленной в таблице 2.
Исследование проводилось с использованием программ собственного производства и программного обеспечения FRNC 5PC для моделирования топочного нагревателя.

Для анализа учитывались три отношения метана к водороду:
• Случай 1: 90% метана + 10 об.% Водорода
• Случай 2: 50% метана + 50 об.% Водорода
• Случай 3: 10% метана + 90 об.% Водорода

Вариант 1 представляет собой обычный состав топливного газа нефтеперерабатывающего завода, в котором извлечение водорода максимизируется за счет абсорбции при переменном давлении отходящего газа нефтеперерабатывающего завода (ROG PSA).В общем, нефтепереработчики максимально увеличивают извлечение водорода в той степени, в которой это экономически выгодно и обеспечивает достаточное количество энергии для коллектора топливного газа.

Случай 2 — это обычный коэффициент нефтепереработки, когда какой-либо блок или группа блоков, которые вносят значительный вклад в баланс топливного газа, остановлены на техническое обслуживание или вышли из строя. Например, такие устройства, как FCC или DCU, вносят свой вклад в смесь топливного газа; если они отключены, это может привести к тому, что состав топливного газа нефтеперерабатывающего завода станет более легким.Точно так же, если ROG PSA снимается для технического обслуживания или в случае нарушения уровня оборудования, богатый водородом топливный газ из соответствующего блока обходится вокруг ROG PSA и направляется непосредственно в коллектор, который может управлять топливным газом. смешайте с более светлой стороной. Если ROG PSA не используется на нефтеперерабатывающем заводе, Случай 2 фактически становится нормальным сценарием топливного газа.

Случай 3 — это крайний случай, учитывающий все сценарии, описанные для случая 2. Следовательно, остановка любых блоков, подающих топливный газ, в обход PSA ROG для технического обслуживания часто приводит к образованию смеси топливного газа до 80 об.% Водорода.В текущем исследовании было выбрано содержание водорода в Варианте 3 для проверки крайних значений теплового расчета и проверки металлургических пределов. Результаты случая 3 могут быть распространены на более практичный сценарий с 80 об.% Водорода.

СКАЧАТЬ ПОЛНУЮ СТАТЬЮ

Многотопливная горелка высокого давления с предварительным смешиванием | T2 Портал

Обзор

Исследовательский центр Гленна НАСА разработал новую конструкцию горелки высокого давления с предварительным смешиванием, способной работать на различных газообразных топливах и окислителях, включая водородно-воздушные смеси, с низким перепадом давления.Горелка обеспечивает быстрое и равномерное перемешивание топливно-окислительной смеси, которая подходит для использования в режиме сгорания с полностью предварительно смешанным ингредиентом, который имеет преимущество низких выбросов загрязняющих веществ. Кроме того, он свободен от вредных эффектов обратного воспламенения, нестабильности горения и проблем термического расплавления, которые обычно связаны с системами сгорания с предварительной смесью, работающими при высоких давлениях. Эту горелку можно легко масштабировать для использования в практических системах сжигания с низким уровнем выбросов, таких как стационарные электростанции или водородно-воздушное сжигание в транспортных средствах.Эта технология также применима к нагревателям технологического газа, химической обработке, дожигателям технологического газа, печным или печным горелкам, горелкам коммунальных котлов, горелкам газового риформинга и горелкам для обработки топливных элементов.


Технология

Конструкция горелки NASA Glenn с полным предварительным смешиванием обеспечивает быстрое смешивание потоков топлива и воздуха, одновременно обеспечивая охлаждение задней стороной торца горелки.Было продемонстрировано, что эта новая технология горелки работает на водородно-воздушных смесях при давлении до 30 бар и соотношении эквивалентности (Phi) в диапазоне от 0,15 до 5,0, но обычно при коэффициентах эквивалентности ниже 0,6 или выше 2,0 в течение продолжительных периодов времени. Также было продемонстрировано, что он хорошо работает с топливными смесями водород-окись углерода в смеси 1: 1 (по объему). Конструкция обеспечивает однородную зону продуктов сгорания и температур и позволяет достичь полного и быстрого перемешивания реагирующих газов на расстоянии всего 5 мм, при этом продукты сгорания достигают полностью прореагировавшего состояния в пределах примерно 10 мм ниже по потоку. лицо горелки.Эффективность смешивания не зависит от использования газообразного водорода, поэтому система хорошо работает с другими газообразными видами топлива, такими как метан, пропан или природный газ, в режиме полного предварительного смешивания. Конструкция горелки Гленна проста и удобна в изготовлении с использованием обычных технологий. Модульная конструкция горелки допускает масштабируемость для приложений с большей выходной мощностью. Эта горелка проста в эксплуатации и надежна для использования в промышленных условиях, например, в стационарных газотурбинных двигателях с низким уровнем выбросов или в авиационных газотурбинных двигателях.

h3 технология сжигания готова к выпуску на рынок

Опубликовано: 4 мая 2021 г.

Технология сжигания h3 готова к выпуску на рынок и предлагает широкий спектр преимуществ, но есть некоторые технические проблемы, которые необходимо преодолеть. PWE сообщает

В публичных дебатах водород (h3) стал энергоносителем будущего, потому что его потенциальная доступность, особенно в тех отраслях, которые трудно обезуглерожить, огромна.То же самое относится и к теплоснабжению, хотя в настоящее время в основном используется h3 от производственных процессов. На практическом примере компании Nouryon по производству специальных химикатов показано, какие технологические препятствия необходимо учитывать: для обеспечения такого экономичного, безопасного и низкоэмиссионного использования топлива требуется специальное ноу-хау в области сжигания.

Цель амбициозная: стать климатически нейтральным континентом к 2050 году. Ожидается, что производство зеленого водорода из возобновляемых источников энергии вырастет до одного миллиона тонн к 2024 году и до десяти миллионов тонн к 2030 году.Инфраструктура для транспорта и хранения уже есть — до 20% об. h3 может быть добавлен в сеть природного газа Великобритании в будущем, и, таким образом, эти трубопроводы могут быть постепенно преобразованы. Фактически, эта цифра до 20% в настоящее время рассматривается в проекте HyDeploy, размещенном в университете Кил. Хотя эта инициатива является большим шагом вперед, для достижения цели 2050 г. необходимо рассмотреть 100% h3.

В настоящее время, однако, даже мощности разрешены до 10% об. остаются неиспользованными, потому что производится недостаточно водорода.При промышленном производстве тепла ископаемое топливо часто даже дешевле, или альтернативой является биотопливо, такое как древесная пыль. В настоящее время в Великобритании несколько компаний планируют использовать избыточную энергию от ветряных турбин для выработки h3, что означает, что в ближайшем будущем производство энергии из возобновляемых источников будет максимально увеличено, увеличивая использование и уравновешивая сочетание различных типов производимых h3. (серый или зеленый), а также снижение стоимости производства h3.

Политическая воля к климатически нейтральной водородной революции быстро набирает силу.Это связано с тем, что водород в высшей степени подходит для термического использования: по качеству топлива (индекс Воббе) он находится на одном уровне с природным газом. Его теплотворная способность, которая в три раза ниже, компенсируется значительно меньшей плотностью. Контроль пламени также легко возможен с помощью существующих стандартных УФ-датчиков пламени. Однако, несмотря на весь потенциал использования h3 в процессах нагрева, существует также ряд проблем, которые необходимо преодолеть. Технология интеллектуального сжигания может способствовать эффективной, безопасной и сравнительно безвредной для окружающей среды работе как фрагмент мозаики — и не только после того, как трубопроводы природного газа будут переведены на водород в больших масштабах, но и сегодня для очень специфических применений.

Термическая утилизация водорода как побочного продукта

Компания Nouryon, действующая во всем мире, была образована в 2018 году из химического подразделения AkzoNobel Group и производит химические вещества для товаров повседневного спроса. Макс Краусник, инженер-разработчик в SAACKE GmbH, объяснил, что с помощью SAACKE, специализирующейся на тепловых процессах и установках в секторе промышленного и морского энергоменеджмента, компания с 1990-х годов переводит свои процессы на совместимость с h3.Это связано с тем, что водород также производится в качестве основного и избыточного побочного продукта в процессе хлорщелочного электролиза на европейском лидере рынка промышленной соли, торговли хлором и хлорметанов. С модернизацией завода, такой как самая последняя в 2019 году, эти существующие остаточные материалы могут быть использованы в качестве ценного заменителя и возвращены для удовлетворения потребности в тепле в процессе электролиза вместо покупки дорогостоящего природного газа в качестве основного топлива. Таким образом, операторы — Nouryon управляет электролизом в совместном предприятии с Evonik — не только предвосхищают законодательные нормы, но также используют существующий синергетический эффект и экономят 577 м3 природного газа (H) в час.

Это стало возможным благодаря трем водородным горелкам типа СКВГД, которые основаны на технологии роторного распылителя и гибко подходят для жидкого и газообразного специального топлива. В Иббенбюрене они установлены с максимальной мощностью от 4,3 до 7,6 МВт (в зависимости от размера котла) на трех паровых котлах, вырабатывающих перегретый пар. Однако они одинаково подходят для водогрейных котлов или термомасляных обогревателей. По словам Краусника, особые требования Nouryon также побудили SAACKE разработать стандартную версию SKVGD h3 для широкого спектра приложений.В объем поставки также входила система управления горелкой и котлом SAACKE se @ vis pro, а также система рециркуляции дымовых газов с отдельным вентилятором.

Рециркуляция выхлопных газов

Несмотря на весь свой потенциал, термическое использование h3 требует некоторых технологических мероприятий. По сравнению с природным газом водород производит в три раза больше выбросов NOx из-за более высокой адиабатической температуры сгорания и примерно в восемь раз большей скорости пламени.

Краусник говорит, что SAACKE решила эту проблему с помощью сложной внешней системы рециркуляции выхлопных газов.Этот процесс обеспечивает эффекты разбавления и охлаждения пламени за счет смешивания инертных выхлопных газов с воздухом для горения. Таким образом, выбросы в Иббенбюрене при работе на водороде могут быть приведены в соответствие с выбросами природного газа.

Это означает, что установка не только соответствует действующему законодательству по выбросам, но даже значительно ниже этих пределов. Это связано с тем, что, в зависимости от интенсивности рециркуляции, выбросы снижаются до примерно 40 мг / м3 при 3% об.O2 в сухом дымовом газе, даже несмотря на то, что в настоящее время для этого все еще необходим относительно высокий коэффициент рециркуляции. Выбросы NOx в зависимости от максимального коэффициента рециркуляции (RV) выхлопных газов на заводе Nouryon в Иббенбюрене (Источник: SAACKE GmbH). Кроме того, высокая температура пламени h3 также предъявляет особые требования к материалу.

SAACKE ответила на это применением жаропрочной стали и специальной конструкции впрыска газа. Кроме того, Краусник объясняет, что специалисты SAACKE промывают трубу для подачи водорода азотом перед зажиганием горелки, чтобы повысить уровень безопасности.

Автоматизированное управление

Поскольку горелки SKVGD могут работать с переменным содержанием чистого водорода до 100%, полностью на природном газе или с любым соотношением компонентов смеси, а также предназначены для работы на дизельном топливе в качестве аварийного топлива, возникает особая проблема: требования, связанные с конкретными характеристиками. для подаваемого воздуха в качестве окислителя существенно отличается. Таким образом, система управления SAACKE регулирует объем воздуха в зависимости от топливной смеси. Чрезвычайно низкое давление газа водорода (50 мбар (изб.) Перед подачей в газовую регулирующую линию) требует использования специальной газовой линии с особенно низкой потерей давления.Для этого был установлен датчик динамического давления для измерения объемного расхода, а в качестве клапанов были установлены заслонки с мягким уплотнением, вместо использования имеющихся в продаже турбинных расходомеров и быстродействующих клапанов. Пример проекта показывает, что крупномасштабное тепловое использование водорода с промышленными горелками возможно и доступно уже сейчас.

Стефан Рихтер, руководитель технической службы Nouryon, подчеркнул: «Водородные горелки вносят важный вклад в сокращение выбросов CO2 в наших производственных процессах.Компания SAACKE предоставила нам оптимальную поддержку и консультации по всем вопросам и проблемам, связанным с проектом. «

Для дополнительной информации:

https://www.saacke.com/home

https://www.linkedin.com/company/saacke-combustion-services-ltd/

(PDF) Оценка технологии сжигания водорода в технологических нагревателях

Клифф Лоу / Энергетические процедуры 00 (2010) 000–000

текущая основа исследования. Дополнительная простая модель подогревателя сырой нефти была построена для обеспечения сравнительной базы

между двумя методами моделирования.Состав топлива, сжигаемого в каждом нагревателе

, поддерживался постоянным для всех моделей, и его можно найти в таблице 1.

Помимо водородного топлива, модель парогенератора также работала на мазуте и природном газе.

Прогон жидкого топлива использовался для сравнения предыдущей практики некоторых операторов переключения топлива

между природным газом и мазутом с предложением этого исследования о переключении топлива с природного газа на водородный топливный газ

. Затем можно было бы использовать сравнение между двумя вариантами переключения топлива, чтобы

сравнить относительную разницу основных рабочих параметров нагревателя.Параметры, такие как нагрев

, тепловой поток, температура трубок и температура дуги, отслеживались, чтобы увидеть, изменились ли они на

больше при сжигании мазута или водородного топлива.

4. Задача 2 — Испытание горелки

В технологических нагревателях, парогенераторах и котлах

по всей компании Chevron используются различные технологии горелок, чтобы соответствовать ограничениям на выбросы без парниковых газов, а также правильно формировать пламя

в топка. Некоторые из этих технологий сжигания позволяют снизить выбросы NOx.Однако они

не могут обрабатывать большие изменения в составе топлива, а водород имеет некоторые уникальные характеристики

по сравнению с другими углеводородами.

x Скорость пламени примерно в десять раз выше, чем у метана. Это приведет к более короткому пламени

, а также вызовет обратное пламя в некоторых типах горелок.

x Температура пламени выше, поэтому увеличивается термический выброс NOx.

Таким образом, целью данной задачи было понять влияние водорода на стабильность пламени как

, а также на выбросы NOx.

Горелочная технология развивалась на протяжении многих лет, чтобы минимизировать выбросы NOx за счет ступенчатой ​​подачи воздуха, ступенчатой ​​подачи топлива,

и внутренней рециркуляции дымовых газов для снижения пиковых температур пламени. Большинство из этих горелок

возникло либо из горелок сырого газа, которые смешивают топливо и воздух на конце горелки, либо из горелок с предварительным смешиванием

, которые предварительно смешивают топливо и воздух в трубке Вентури перед концами горелки. Хотя многие нефтеперерабатывающие заводы

имеют опыт работы с топливным газом, содержащим от 10 до 40% водорода, обычно происходит обратное испарение

в горелках, которые используют технологию предварительного смешения при более высоких уровнях концентрации водорода из-за

характеристики высокой скорости пламени.

Для выбора тестовых горелок,

различных технологий горелок были рассмотрены

с Джоном Зинком, чтобы

определить, какая технология имеет наибольшую вероятность

работать на 95% водороде. Горелка John

Zink COOLstar ™ была выбрана

, которая представляет

современных горелок со сверхнизкими выбросами NOx

для технологических нагревателей. Горелка

COOLstar ™ подает топливо

с помощью наконечников для неочищенного газа, а внутренняя

осуществляет рециркуляцию дымовых газов.Кроме того, была выбрана ступенчатая топливная горелка

. Это представитель более старой технологии

.

Испытания проводились в испытательном центре John

Zink (JZ) в Талсе, OK

, с использованием испытательной печи № 7 для горелки с круглым пламенем

COOLstar ™ 13M со сверхнизким выбросом NOx

и испытательной печи № 5 для ступенчатой ​​топливной горелки с плоским пламенем PSFFG 5 Low NOx.

JZ F7 — коробчатая печь с водяной рубашкой размером 8 футов на 16 футов.очаг и 20 футов высотой. Как показано на рис. 1

, горелка COOLstar ™ 13M была установлена ​​в центре очага и горела вертикально

вверх.

JZ F5 — это вертикальная коробчатая печь, оснащенная восемью трубами с водяным охлаждением для имитации нагрузки печи.

Размер очага 7 футов на 7 футов и высота 15 футов.

Рисунок 1 — Горелка COOLstar ™ со сверхнизким выбросом NOx, установленная в F7

1060 C. Lowe et al. / Energy Procedure 4 (2011) 1058–1065

Практические рекомендации по сжиганию водорода по сравнению с природным газом — Ассоциация инженеров по сжиганию

загрузка…

Скачать PDF здесь — Zeeco Hydrogen, артикул

Автор: Джон Гуарко, Боб Лангстайн и Майкл Тернер

Рост цен на топливо и новые правила, требующие сокращения выбросов углекислого газа, продолжают оказывать давление на сегодняшний рынок паропроизводства. Новые правила требуют, чтобы парогенераторы сокращали выбросы оксида углерода (CO) и диоксида углерода (CO2). Двумя основными методами снижения выбросов CO и CO2 являются либо улавливание и связывание углерода в топливном газе, либо удаление углерода из топлива перед сжиганием.Удаление углерода из топлива становится более экономичным методом. Удаление углерода перед сжиганием включает риформинг природного газа — в основном метана (Ch5) — и захват атома углерода при использовании атомов водорода (h3) в качестве источника топлива. Удаление углерода перед сжиганием устраняет необходимость оснащать каждый котел дорогостоящим оборудованием для улавливания и связывания углерода во время сжигания. Нестабильность стоимости топлива подталкивает конечных пользователей к рассмотрению альтернативных источников топлива, которые они, возможно, уже имеют, например, h3, оставшегося от различных процессов риформинга и переработки.Вместо сжигания или выпуска этого избыточного h3 его можно впрыснуть в поток топливного газа, чтобы дополнить основную подачу топлива. При использовании надлежащих знаний и опыта сжигание h3 в паропроизводящих системах может значительно снизить эксплуатационные расходы на топливо, а также помочь в соблюдении новых норм по выбросам углерода.

Рекомендации по проектированию горелки

Конструкция горелки

должна быть оценена на совместимость с режимом сжигания h3, чтобы гарантировать правильную и безопасную работу. Характеристики горения h3 сильно отличаются от характеристик сгорания природного газа.Скорость пламени при сгорании h3 составляет приблизительно 1,7 метра в секунду, в то время как скорость пламени природного газа значительно ниже и составляет всего 0,4 м / с. h3 имеет более высокую стехиометрическую адиабатическую температуру пламени, равную 2182 ° C, в то время как природный газ имеет адиабатическую температуру пламени 1937 ° C (эти измерения цитируются из «Горения — второе издание» Ирвина Глассмана (1987). Эти значительные различия в горении). характеристики требуют, чтобы инженеры оценили материалы, использованные в конструкции горелки, и тип используемой горелки.

Типовая конструкция горелки включает в себя различные металлические компоненты и огнеупорную горловину или плитку. Повышенная температура пламени h3 требует модернизации стали, используемой для конструкции сопла, горловины и стабилизаторов пламени, до нержавеющей стали или сплава более высокого качества. Огнеупор, используемый в горелке, должен быть тщательно оценен, а его состав должен быть изменен, чтобы выдерживать повышенные температуры, характерные для горения h3.

Сталь, используемая в горелках h3, не должна быть подвержена водородному охрупчиванию и высокотемпературному воздействию водорода.Оба явления могут привести к преждевременному разрушению неправильно выбранной стали, что приведет к преждевременному выходу из строя деталей горелки.

Скорость пламени водорода, которая почти в пять раз превышает скорость природного газа, является основной причиной беспокойства при оценке конструкции горелки. Конструкции горелок, в которых используется обедненный премикс, премикс или быстрое предварительное смешивание, не подходят для потока топлива, который изменяется по составу h3. По мере увеличения состава h3 в топливном потоке эти типы горелок становятся более восприимчивыми к воспламенению.Возврат происходит, когда скорость газа, выходящего из сопла горелки, ниже, чем скорость пламени при использовании предварительно смешанного материала. Возникновение вспышки может привести к повреждению компонентов горелки.

Соображения по выбросам

Еще одна важная тема при рассмотрении горения h3 — это влияние на выбросы горелки. Высокая скорость распространения пламени водорода позволяет горению протекать быстрее, чем природный газ. Этот процесс быстрого горения высвобождает энергию горения на небольшой площади, что приводит к локализованным повышенным температурам в области пламени, что усугубляет влияние изначально высоких адиабатических температур пламени на скорость выброса NOX.Любая область с повышенными температурами выше 1371 ° C способствует образованию NOX. Полевые и испытательные данные показали, что стандартные горелки с низким уровнем выбросов NOX, работающие на h3, обычно демонстрируют увеличение интенсивности выбросов NOX в три раза.

Рециркуляция дымовых газов (FGR), закачка пара, технология горелки со сверхнизким выбросом NOX (ULN) или некоторая комбинация этих подходов обычно требуются для снижения NOX. FGR — это процесс, при котором часть дымовых газов, выходящих из котла (обычно после экономайзера), направляется в систему подачи воздуха для горения.Отработанные продукты сгорания разбавляют подачу воздуха для горения, что снижает пиковую температуру пламени во время горения. Небольшие количества тщательно продуманного впрыска пара также могут помочь контролировать NOX за счет охлаждения пламени и введения небольшого количества инертизации.

Горелки серии

ULN — еще один вариант борьбы с повышенными выбросами NOX, связанными с сжиганием h3. Эти типы горелок обычно используют как воздух, так и топливо, чтобы снизить пиковую температуру пламени. Правильно настроенное топливо увеличивает количество топочного газа, увлекаемого потоком топлива до взаимодействия с воздухом.Попадание печного газа в поток топлива имеет эффект, аналогичный тому, как FGR снижает выбросы NOX. Правильное распределение воздуха в зоне горения задерживает смешивание топлива и воздуха, растягивая процесс горения по длине печи. Затяжной процесс сгорания снижает общие пиковые температуры сгорания, тем самым уменьшая образование NOX.

Есть существенные различия между ступенчатыми горелками ULN и горелками ULN с предварительным смешиванием. Как объяснялось ранее, горелки ULN с предварительным смешиванием обычно не изготавливаются из материалов, способных выдерживать горение h3, и они не могут предотвратить обратное пламя при сжигании топлива с высоким содержанием h3.

Содержание h3 в топливном потоке также оказывает значительное влияние на выбросы CO и CO2. Поскольку h3 замещает углеводороды в топливной композиции, количество атомов углерода уменьшается. Топливный поток, состоящий на 100% из h3, не может генерировать CO или CO2 в качестве побочного продукта сгорания из-за отсутствия углерода в реакции сгорания. Следовательно, чем выше содержание h3 в топливе, тем ниже выбросы CO и CO2. См. Стехиометрическую реакцию горения углеводородного топлива, природного газа и реакцию горения чистого h3.

Уравнение 1 — Реакция сгорания природного газа:
Ch5 + 2 (O2 + 3,76N2) = CO2 + 2h3O + 7,52N2

Уравнение 2 — Реакция горения водорода:
2h3 + (O2 + 3,76N2) = 2h3O + 3,76N2

Оценка воздействия на котел

При рассмотрении нового топлива в котле, включая h3, исследование воздействия на котел может выявить любое влияние на производительность котла. Характеристики горения h3 могут привести к изменениям в том, где и как происходит радиационная и конвективная теплопередача внутри котла, что может отрицательно повлиять на скорость генерации пара и температуру пара.

На основании уравнений 1 и 2 стехиометрическая потребность в воздухе для природного газа составляет ~ 0,31 кг воздуха / МДж, а стехиометрическая потребность в воздухе для h3 составляет ~ 0,24 кг воздуха / МДж, соответственно; следовательно, для сжигания h3 требуется примерно на 30% меньше массового расхода воздуха по сравнению с природным газом. Кроме того, h3 может работать с более низким коэффициентом избытка воздуха, чем природный газ, из-за его более высокого предела воспламеняемости. Более низкий коэффициент избытка воздуха дополнительно снижает требуемый массовый расход воздуха по сравнению с природным газом.Обжиг h3 также увеличивает температуру газа на выходе из топки (FEGT), в первую очередь из-за более высоких температур пламени.

При сжигании h3 результирующее снижение массового расхода через котел в сочетании с более высоким FEGT может отрицательно повлиять на конвективные участки теплопередачи котла, ставя под угрозу производство пара и качество пара. Однако добавление массового расхода в систему через внешний FGR может снизить FEGT и свести на нет любые неблагоприятные воздействия на конвективную теплопередачу.

Рекомендации по приборам и элементам управления

При использовании h3 в качестве источника топлива последняя тема, которую необходимо рассмотреть, — это средства управления и приборы, необходимые для безопасного ведения огня.Любая горелка, рассчитанная на изменение состава топлива от природного газа до высокого содержания h3, должна иметь полностью дозируемую систему контроля горения, соединенную в некоторых случаях с измерителем индекса Воббе или измерителем удельного веса. Измеритель индекса Воббе отслеживает изменяющийся состав топливного потока и обеспечивает необходимые входные данные для системы управления для правильной настройки управления соотношением топливо / воздух в системе управления сгоранием. Неспособность контролировать состав топливного потока и настраивать систему управления сгоранием в соответствии с этими изменениями может привести к потенциально небезопасному состоянию с высоким содержанием топлива.

Квалифицированный персонал должен также оценить оборудование для подачи топлива перед горелкой на предмет ограничений мощности. Для обеспечения эквивалентного тепловыделения h3 требуется в три раза больший объемный расход топлива по сравнению с природным газом. Персонал также должен оценить размер трубы и компоненты конструкции топливной рампы, чтобы гарантировать правильную работу с любым топливом, особенно при использовании в любой комбинации с h3.

Все действующие нормы эксплуатации котла требуют обнаружения пламени в качестве критической меры безопасности горелки.Когда h3 присутствует в процессе сгорания, он образует водяной пар. Поскольку содержание h3 в топливном потоке приближается к 80%, большинство имеющихся сегодня сканеров пламени испытывают трудности с распознаванием и проверкой пламени из-за высокого уровня присутствия водяного пара. Выбор подходящего оборудования для обнаружения пламени имеет решающее значение.

Автор
Джон Гуарко, технический директор по горелкам, Zeeco
Боб Лангстайн, менеджер по продажам электроэнергии (Северная Америка), Zeeco
Майкл Тернер, инженер-конструктор, Zeeco

Теплотворная способность водорода | Глоссарий

Если водород сжигается на воздухе, тепло выделяется из-за химического превращения кислорода из воздуха.Поэтому он считается топливом, а из-за его пригодности для использования в двигателях — еще и топливом. 3 Поскольку этот тип сгорания — в отличие от того, с помощью которого двигатели вырабатывают энергию — основан только на электрохимической реакции, он также известен как «холодное сгорание». В технологии топливных элементов используется преимущество этого принципа: в водородном топливном элементе или топливном элементе с прямым метанолом водород вступает в реакцию с атмосферным кислородом, снова образуя воду. Вода, электричество и тепло вырабатываются одновременно.Большим преимуществом является то, что при взаимодействии водорода с кислородом воздуха в топливном элементе не образуются вредные побочные продукты. 5

Теплотворная способность водорода, а также его теплотворная способность используются для количественной оценки его содержания энергии. В большинстве случаев теплотворная способность несколько выше теплотворной способности. Теплотворная способность топлива показывает, сколько энергии (т. Е. Тепла) можно получить при его сгорании. 1

Почему теплотворная способность выше теплотворной способности и в чем разница?

В отличие от теплотворной способности водорода, теплотворная способность предполагает, что водяной пар, содержащийся в дымовых газах, полностью конденсируется, т.е.е. сжиженный. [4] Что касается теплотворной способности водорода, с другой стороны, предполагается, что водяной пар не конденсируется, несмотря на охлаждение дымовых газов до 25 градусов Цельсия, а покидает установку в газообразном виде. Разница в том, что теплотворная способность водорода не включает теплоту конденсации и поэтому обычно ниже теплотворной способности. Другими словами, теплотворная способность водорода определяет количество энергии, которое можно использовать в качестве тепла при простом сжигании водорода.С другой стороны, теплотворная способность водорода описывает, сколько энергии рекуперируется в виде тепла, если энергия также извлекается из выхлопных газов сгорания. Теплотворная способность водорода используется, когда продукт реакции, вода, является газообразным. Если он жидкий, речь идет о теплотворной способности. Например, большинство двигателей внутреннего сгорания выделяют воду в газообразной форме, поэтому невозможно получить тепло конденсации. 2

Определение теплотворной способности и теплоты сгорания водорода

Как уже было сказано, при конденсации выделяется дополнительное тепло, так называемое тепло конденсации.По этой причине теплотворная способность обычно выше теплотворной способности водорода. Это касается не только водорода, но и почти всех видов топлива — например, природного газа, теплотворная способность которого примерно на десять процентов выше теплотворной способности. Насколько велика разница между значениями, зависит от топлива. Например, в случае бурого угля, который содержит много воды, разница достигает 20 процентов. С другой стороны, неводное топливо, такое как окись углерода, имеет почти одинаковую теплотворную способность и теплотворную способность. 4

Единица измерения теплотворной способности и теплоты сгорания водорода — джоуль на килограмм (Дж / кг) и мегаджоуль на килограмм (МДж / кг), соответственно. Однако расчеты также можно найти в киловатт-часах на килограмм (кВтч / кг). Если вы берете плотность водорода (в килограммах на литр (кг / л)), вы также можете преобразовать теплотворную способность водорода в энергию, произведенную на литр.

По сравнению с другими видами топлива, такими как уголь или природный газ, теплотворная способность водорода и его теплотворная способность исключительно высоки. 1 Теплотворная способность и, следовательно, энергосодержание бензина составляет 43,6 мегаджоулей на килограмм, тогда как теплотворная способность водорода составляет 120. Теплотворная способность бензина составляет 47 мегаджоулей на килограмм, а водородная — 143. 7 теплотворная способность водорода и, следовательно, его удельная энергия, таким образом, примерно в три раза выше, чем у бензина. 7

Как определяется теплотворная способность и теплотворная способность водорода?

Трудно определить теплоту сгорания водорода напрямую.Для этого нужно не только передавать тепло, выделяемое при сгорании, определенному количеству воды и затем измерять повышение температуры, но также следить за тем, чтобы образовавшийся водяной пар не конденсировался. Поэтому, как правило, рассчитывают теплотворную способность водорода следующим образом: с помощью калориметра определяют теплотворную способность водорода и включают наиболее полную конденсацию водяного пара из возможных. На этой основе затем вычисляется теплотворная способность водорода путем определения количества конденсированной воды и последующего вычитания энергии, необходимой для испарения воды, образующейся при сгорании. 2

Какие еще термины следует понимать и понимать в отношении теплотворной способности водорода?

  • Калориметр: Измерительное устройство, используемое для измерения тепловых эффектов, вызванных физическими, химическими или биологическими процессами. 9
  • Hu: теплотворная способность также называется нижней теплотой сгорания (Hu). 2
  • Энтальпия горения: Количество энергии, выделяющейся при сгорании топлива. Теплотворная способность соответствует энтальпии сгорания в количественном выражении. 4
  • Энтальпия испарения: Количество энергии, необходимое для полного испарения жидкости. 8

Теплотворная способность водорода в сумме:

Что еще нужно знать о теплоте сгорания и теплоте сгорания водорода?

  • Теплотворная способность водорода — это количество энергии, выделяемое при сгорании, когда выхлопной газ охлаждается до 25 градусов Цельсия. В результате водяной пар, образующийся при сгорании, выделяет тепло конденсации.
  • Теплотворная способность водорода — это количество энергии, выделяемое при сгорании, когда выхлопной газ охлаждается до 25 градусов Цельсия, но водяной пар остается газообразным и не выделяется тепло конденсации. 6

Объяснение использования водорода в качестве источника топлива

В чем разница между 100% водородом и 20% смешанным водородом для котлов?

20% СМЕШАННЫЙ ВОДОРОД

HYDEPLOY — это водородный энергетический проект, целью которого является доказать, что смешивание до 20% водорода с природным газом (метаном) является безопасной и более экологичной альтернативой газу, который мы используем сегодня.Основным преимуществом выбора 20% верхнего предела концентрации водорода является то, что ожидается, что существующие газовые приборы, включая котлы, могут работать без изменений. Ключевой технической задачей является развитие сетевой сети для безопасной закачки, мониторинга и регулирования 20% водородной смеси. Эта деятельность уже идет полным ходом, и в конечном итоге HSE (BEIS) одобрит любые изменения в Правилах безопасности и управления газом на основе имеющихся доказательств. Это позволит операторам энергосистемы вводить до 20% водорода в газовую сеть.

Уже существует высокая степень уверенности в том, что 20% -ная смесь водорода безопасна для текущего производства и существующих установленных приборов после лабораторных работ и первого этапа полевых испытаний в Университете Кил. Бытовые котлы Groupe Atlantic UK (GA UK) были частью этого испытания и работали на 20% газообразном водороде без какого-либо отрицательного воздействия на безопасность или производительность. Затем планируется провести более обширные демонстрационные испытания, прежде чем окончательно представить полное обоснование безопасности в HSE.

Важно знать, что котлы, работающие на 20% смешанном водороде, по-прежнему классифицируются как котлы, работающие на природном газе, и в будущем потребуют преобразования для работы на 100% водороде.

В недавно опубликованной Государственной водородной стратегии упоминается, что 20% -ная смесь может снизить выбросы углерода в энергосистеме на 7%.

100% водород

100% водород относится к газовым приборам, которые могут работать на полностью водородном газе, хотя топливный индекс определен как 98% водорода в «Руководстве по водородным газовым приборам PAS4444: 2020» — 98% это лучший вариант для оптимизации затрат и оптимизации работы устройства. HY4HEAT — это текущая финансируемая государством программа, устанавливающая, если технически возможно, безопасно и удобно заменить природный газ (метан) водородом в системах отопления жилых и коммерческих помещений.Это позволит перейти к следующему этапу общественных испытаний.

«Готовность к водороду»

«Готовность к водороду» — термин, связанный со 100% водородом при использовании в Великобритании. Готовый к работе водородный котел — это газовый котел, который может работать либо на природном газе, либо за счет конверсии 100% водорода и рассматривается как ключевой фактор в переводе существующих газовых сетей с природного газа (метана) на водород.

Текущий путь к нулевому нулевому показателю 2050 года не предполагает, что распределение водорода начнется до начала 2030-х годов, и на данном этапе он не определяет, насколько широко оно будет распространено.Котлы, «готовые к работе с водородом», в настоящее время находятся на стадии прототипа, но в ближайшие несколько лет они станут полностью одобренными приборами по мере утверждения нормативных требований и стандартов.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.