Биогаз без магии: как мембраны делают топливо будущего (видео)
Навоз, пищевые отходы и осадок сточных вод обычно считают проблемой. Но с точки зрения энергетики — это ценный ресурс. Из такой биомассы получают биогаз.
Немецкая компания Evonik разработала технологию SEPURAN Green — специальные мембраны, которые умеют разделять биогаз на полезные компоненты. Принцип работы похож на фильтр, но гораздо умнее: мембрана «пропускает» одни газы и задерживает другие.
На выходе получают:
⏺ биометан — для электроэнергии, отопления, транспорта и даже производства водорода
⏺ био-CO₂ — сырье для промышленности, напитков и сельского хозяйства
Такие мембраны уже используют более 1300 биогазовых установок по всему миру. Они быстро монтируются, не требуют сложного обслуживания и помогают сократить выбросы парниковых газов.
Больше интересной информации про источники энергии и энергетику в телеграм-канале ЭнергетикУм
Турбохолодильник – лучший друг в жаркий день
Кто сидел и летал на самолёте в жару – знает, что внутри почти всегда прохладно. А кто сидел в жару в заглушенном автомобиле – знает, что там жарко как в адской печи, даже если крыша белая.
Как же получается охладить огромный самолёт, когда кондиционер – машина весьма тяжёлая, а на самолёте каждый килограмм на счету? Дело в том, что там не обычный бытовой или автомобильный кондиционер на фреоне, а совсем другой. На брюхе самолёта можно заметить воздухозаборники:
Кто-то думает, что вентиляция в полёте идёт через них – мол, силы скоростного напора хватает, чтобы на высоте поддерживать давление в гермокабине. Эти заборники действительно имеют отношение к системе кондиционирования, но воздух идёт совсем из других источников. Да и на земле этими заборниками много не зачерпнёшь.
За ними скрывается воздухо-воздушный радиатор (ВВР):
Воздух отбирается от компрессоров двигателей (а компрессор – чуть ли не половина двигателя, самая сложная его часть, он показан в этой статье Двигатель регионального лайнера СССР – Як-40 ) и подаётся в салон. Однако после компрессора воздух горяч – до 300 °С. Как такой подавать в салон? Поэтому сперва воздух охлаждается в ВВР. Но никакой радиатор не может охладить воздух до температуры ниже окружающего воздуха, а в салоне прохладно в жару. Значит, после ВВР есть ещё одна ступень охлаждения. Вот узел охлаждения воздуха Ту-154, вид спереди, виден радиатор:
И сбоку:
За ВВР показан некий ТХ – это турбохолодильник, обозначенный на схеме кругом с буквой Т. Вот вид сзади:
Такие машины используются не только в авиации – вот, например, турбодетандер для метана:
Газ высокого давления с температурой –40 °С он охлаждает до –100 °С, это одна из ступеней охлаждения для сжижения метана. Сердце этой машины – небольшое колесо центростремительной турбины:
Внутри него – расширяющиеся каналы, газ по которым движется от периферии к центру, по пути расширяясь:
А при расширении газ, как известно, вместе с давлением теряет и температуру, это подробно рассказано в статье: «Орешник» нагревается от трения о воздух? Наоборот! Аэродинамика диких скоростей
Регулируется турбодетандер поворотными сопловыми лопатками на входе в колесо:
Но целиком про этот агрегат можно почитать в другой статье https://dzen.ru/a/aOy0uSmceAgQdx-T , метановая тема за рамками авиационной. На самолёте тот же принцип – воздух от двигателей охлаждается в ВВР, благо тот не имеет движущихся частей и весьма надёжен, а если не хватает ВВР – то в работу включается ТХ. В промышленности принято называть эти машины турбодетандерами – это международное название, в советской авиации они зовутся турбохолодильниками.
Конечно, в системе кондиционирования воздуха и помимо турбохолодильников агрегатов хватает – пневмосистема весовой подачи, регуляторы избыточного давления и другие:
Подробно про них – в цикле статей о Ту-154 https://dzen.ru/a/aOx-qLTRIGsAMpUl , а здесь – только фотографии. Заслонка отбора воздуха – ЗОВ:
Выключатели отбора:
Первичный радиатор, стоящий в хвосте, у двигателей:
Командные агрегаты ПСВП:
Вывод трубопроводов в носок крыла:
Глушитель шума:
Цепная реакция горения, опыт - как провести ?
В бытность студентом-горняком на кафедре химии нам показывали опыт как взрывается метан в замкнутых сосудах (подземных выработках).
На столе стоял тяжёлый стальной пустотелый цилиндр объёмом менее литра с приваренной верхней крышкой в которой было маленькое отверстие по центру.
Отверстие открывалось, подносилась тлеющая щепка и ничего не происходило. Через небольшое время ~20..30 секунд появлялся тонкий слабый писк, громкость которого нарастала, а тон понижался и в какой-то момент происходил взрыв и этот стальной цилиндр подкидывало на метр-полтора.
Понятно, что преподаватель запускал разветвлённую цепную реакцию, возможно горения не метана, а иной смеси газов
Как повторить такой опыт в рамках просветительской деятельности школьникам об опасности небрежного использования бытовых газовых приборов дома ?
Дополнил:
Да ёёё. Вот что такое разветвлённая цепная реакция. Элементы с точками - радикалы. И чем дальше - тем всё более разветвлённой становится цепь
Живая горелка
Выбросы метана от крупного рогатого скота являются значительным источником парниковых газов. Основной процесс, ответственный за эти выбросы, — кишечная ферментация, происходящая в рубце (первом отделе желудка) животного. Микроорганизмы, помогающие переваривать пищу, в качестве побочного продукта выделяют метан.
Системы физического "вывода" метана (трубки, маски) пока скорее экспериментальные или пилотные, но тема активно развивается, так как животноводство даёт до 14–15% всех антропогенных парниковых газов, и метан из жвачных животных - один из главных источников.
А в чем экономия на метане?
Кто ездит на метане, поделитесь опытом.
Мой калькулятор говорит, что это шляпа какая-то.
Сейчас увидел по телевизору рекламу, "я выбираю природный газ".
И опять вспомнил. Примерно в 2011 году куб метана на заправках стоил 11 - 12 рублей. Литр пропан-бутана стоил 8 - 9 рублей. Сейчас литр пропан - бутана на заправках стоит от 23р. Куб метана около 30.
Если я не ошибаюсь, пробег на кубе метана меньше, чем на литре пропана. То есть, кубов на 100км понадобится больше. Метановое оборудование дороже, давления там кратно больше. Значит и проверять его надо чаще, что тоже денег стоит.
Так в чем выгода?
Ответ Roalife в «Электромобиль: за и против»5
Однажды, я повёлся на призыв властей, переходить на метан. Была куплена машина для международных поездок с заводским метаном. Шёл 2015 год, я выехал первый раз от дилера и узнал, что ближайшая заправка - АГНКС, в другом конце города. По диагонали. 600+ тыс. Населения. В час пик, вообще не вариант, ездил только вечерами и в выходные. Как только приехал на заправку, увидел очередь из автобусов, но не придал значения. Через минут 40 ожидания, пошёл узнать, что там - может что-то случилось? Нет, оказалось это норма - видишь автобусы - едешь в кафе сидишь час там, ибо на тот момент, на АГНКС в этой стране, для клиентов зон отдыха не было вообще.
первая поездка в межгород - в столичный регион, выявила неприятный момент - заправок мало и они чёрт знает где от трассы. Если дорога Ижевск - Питер 2100км, то езда до заправок ещё минимум 100-150 км накидывают. Машину ту я продал, решил неудобства слишком дорогие.
Сейчас ситуация улучшилась, заправок стало больше, даже! появилась одна на М12. Прошло 7 лет, но у меня всё ещё нет желания покупать метановый транспорт.
такая же ситуация с электричками, прежде чем думать, ввязываться в это мероприятие, надо 100 раз подумать и 10 проверить лично инфраструктуру. Если вы не в городе миллионнике, лучше не рисковать.
НАСА показало возможный путь к «протоклеткам» на Титане
В углеводородных озёрах Титана могут формироваться клеткоподобные везикулы из амфифильных молекул за счёт брызг дождевых капель. Авторы предполагают, что амфифилы из атмосферы накапливаются на поверхности углеводородных озёр, а падающие капли метанового дождя выбивают вторичные капли‑аэрозоли, покрытые монослоем этих молекул
При повторном контакте такого аэрозоля с озером два монослоя сливаются в билипидоподобную оболочку, формируя временно устойчивую везикулу, способную концентрировать органические молекулы
NASA поясняет, что подобные компартменты могли бы стать шагом к протоклеткам в неводацентричной среде, расширяя рамки поиска химизма зарождения жизни
Контекстом служит подтверждённая ALMA детекция акрилонитрила (vinyl cyanide) в атмосфере Титана, ранее предложенного как строительный блок азотосом — мембраноподобных структур в углеводородной среде
Оценки по данным ALMA допускают, что в море Лигея запас вещества мог бы обеспечить наличие потенциальных «азотосом», при условии реальной сборки мембран, что усиливает интерес к озёрному сценарию
Для будущих миссий предполагаются компактные методы диагностики — лазерное светорассеяние и рамановскую спектроскопию (SERS) — чтобы целенаправленно искать такие везикулы в жидкой фазе Титана





















