Ever since the Stone Age, we have been generating energy by burning fossil fuels, such as wood, coal, oil or gas. This process not only exhausts our planet’s natural resources, but also harms the environment, representing the major threat to the very existence of humanity.
Is there an alternative to the traditional way to generate thermal energy? The Ukrainian engineer Anatoly Alexandrovich Blaguta and his daughters Aksenia and Irina provide a convincing argument that there is. In the traditional technological scheme, the fuel is oxidized, the heat is generated and utilized, and waste is released into the atmosphere. This family of inventors proposes a fundamentally new environment-friendly and energy-efficient concept of utilizing the waste with its residual heat as a reusable energy source. Thus, what was previously considered as a pollutant is now harnessed as fuel and a catalyst in a new heat-generating cycle, and is called “Blaguta thermo-agents”. As a result, all existing internal combustion engines do not require a continuous supply of fuel and oxygen into the system to generate useful energy. Importantly, this technology entirely eliminates the release of exhaust gases and polluting particles, whereas the energy consumption remains comparable to the traditional fuel-driven processes. The engines employing “Blaguta thermo-agents”, can be used in transportation vehicles as well as at power plants to generate electricity.
Introduction of this groundbreaking technology does not require an extensive reconstruction of the existing furnaces and engines. Rather, it can be readily achieved by an addition of a functional unit, which allows transformation of the waste materials into the fuel and the catalyst. If implemented, this alternative energy-efficient, environmentally clean and safe methodology would also allow for installation of individual heating systems in residential condominium buildings. Unlike, a traditional heating furnace with an output of 40kW, which would consume 0.5kW per hour, a “Blaguta furnace” would only require fuel and catalyst for the initiation but not for the maintenance of the process.
Aksenia Blaguta, who also leads a non-profit organization “Ecology-Geos” based in Dnipropetrovsk, contacted multiple regional and national agencies responsible for environmental safety and energy policy regarding their innovative methodology but without much success. To date, the Blaguta’s technology of using the waste material as re-usable fuel has received no financial or political support that is so much needed in order to provide the proof of concept in a commercial setting, or to advance this technology further. This work has not yet found its way onto the national program, which states as its goal to develop and introduce closed-cycle heating systems using waste products as secondary fuel. This is quite unfortunate given the realities of the global energy crisis and Ukraine’s dependence on foreign fuels and the political instability in the region. Introduction on new energy-efficient technologies, such as “Blaguta’s thermo-agents” would help break the countries “addiction’ to natural gas and oil imported from Russia and would substantially decrease the production cost of major Ukrainian exports, such as steel, heavy industrial and agricultural equipment and transportation vehicles. With all of this in mind, we encourage current Ukranian polititians and businessmen at all levels to seriously consider and embrace the idea of this innovative technology as one of the means for our country to survive and thrive at the time of global political and financial instability.
Valery Lubchenko
Статья приведена на языке оригинала, журнал «Рынок инсталляций» №11 (127) / 2007 (размещено на сайте с согласия издания).
А.О. Благута, А.А. Благута, І.А. Благута, Дніпропетровський обласний благодійний фонд “Екологія-Геос”A.O. Blaguta, A.A. Blaguta, I.A. Blaguta, Dnipropetrivsk Regional Charity Fund “Ecologia-Geos”
ТЕПЛОАГЕНТИ БЛАГУТИ
The authors suggest utilizing of combustion products in closed working cycle aggregates as a renewable secondary fuel andoxidizer beeing an alternative to burning carbon and hydrocarbon fuels. Benefits for energy saving and environment protectionare stressed.fuel oxidation, closed working cycle, molecule dissociation
Теплоагенти Благути, або застосування продуктів згорання в теплових агрегатах із замкненим циклом роботи як відновлюваного вторинного палива й окиснювача як альтернатива спалюванню вуглецевого й вуглеводневого видів палива та повітря для виробництва дешевої енергії, для ресурсозбереження і запобігання викидам шкідливих речовин і парникових газів у довкілля.
Енергетичний сектор в Україні є основним забруднювачем повітря; на нього припадає 75% викидів діоксиду сірки (SO2), 50% — твердих часток, 45% — оксидів азоту (NOx) та 69% загальних викидів парникових газів. Концентрація пилу перевищує максимально дозволену концентрацію (МДК) у 27 містах України, а рівні NOx перевищують МДК у 24 містах. Найвищий рівень забруднення повітрявідзначається у Кривому Розі, Маріуполі, Донецьку, Єнакієвому, Дніпропетровську, Дебальцевому, Запоріжжі, Макіївці та Горлівці.
Згідно з Кіотським протоколом, Україна не має права викидати в атмосферу середньорічно (упродовж 2008-2012 рр.) більш ніж 925 млн т СО2-еквівалента парникових газів або 260 млн т вуглецевого еквівалента.
Технології одержання енергії, пов’язані з видобутком корисних копалин (вугілля, нафти, газу, ядерного палива тощо), відзначаються високою трудомісткістю, є екологічно небезпечними і супроводжуються людськими втратами під час пошуку корисних копалин, їх видобутку, транспортування, переробки й використання.
Головним недоліком використання вуглецевого й вуглеводневого палива для виробництва енергії є його високавартість та викиди в атмосферу шкідливих речовин і залишкової теплової енергії, що негативно впливає на все живена Землі та підвищує вартість життя світової спільноти.
Для життя на Землі потрібне чисте повітря, а під час спалювання вуглеводневого палива з використанням кисню з атмосферного повітря виникають шкідливі речовини. Їх викиди підвищують температуру на поверхні планети й забруднюють довкілля.
Матеріальний світ існує таким чином, що процес окислення матеріалів, наприклад горіння, можливий за умови попередньої дисоціації молекули кисню на атоми. В будь-якому тепловому процесі, пов’язаному зі змінами температури й тиску, відбувається дисоціація (розпад складних молекул) і рекомбінація (виникнення складних молекул) з поглинанням або виділенням тепла. Енергія дисоціаціїі рекомбінації молекул для різних газів має певне конкретне значення і є фундаментальним явищем природи. На дисоціацію молекул кисню на атоми витрачається491,1 кДж/моль, азоту — 712,5кДж/Моль:
О2 +491,1 кДж/моль = О + О (1)
N2 +712,5 кДж/моль = N + N (2)
Процес окисненпя палива в процесі горіння з виділенням хімічної енергії відбувається таким чином:
С + О = СО (3)
СО + 1/2О2 = СО2 + 565 кДж/моль (4)
Н2 + 1/2О2 = Н2О+573 кДж/моль (5)
При згоранні вуглецевого або вуглеводневого палива з використанням повітря виникають окисли азоту й інші шкідливі речовини.
Після передачі частини одержаної енергії на виконання корисної роботи, наприклад на нагрів теплоносія, продукти згорання викидаються в атмосферу або їх залишкова теплова енергія частково рекуперується і вони потім викидаються в атмосферу, що призводить до накопичення шкідливихречовин і парникових газів в атмосфері Землі.
Коефіцієнт корисної дії теплових агрегатів є завжди меншим від 1.
Найбільш ефективним видом палива є водень, теплотворна здатність якого в 3,5 рази перевищує цей показник для вуглецю. Водень міститься в складі молекул води.При розкладанні води на водень і кисень витрачається 916,5 кДж/моль зовнішньої енергії.
Н2О(вода) + 916,5 кДж/моль → Н + Н + О (6)
На дисоціацію молекул водяної пари витрачається 432,5 кДж/моль:
Н2О(вод. пара) + 432,5 кДж/моль → Н + Н + О (7)
Одержання водню з води з наступним спалюванням у теплових агрегатах з використанням повітря — процесс вибухонебезпечний, економічно невигідний, при цьому не виключається забруднення довкілля окислами азоту й парниковими газами.
Працівники Дніпропетровського обласного благодійного фонду “Екологія – Геос” запропонували перетворити “шкоду” на користь, що дасть змогу кардинально й комплексно вирішувати питання охорони довкілля, ресурсозбереження та зниження u1074 вартості виробництва енергії.
Із продуктів згорання безпосередньо в теплових агрегатах із замкненим циклом роботи спочатку одержують горючі й окиснювальні компоненти, а після їх спалюванняі передачі частини тепла, наприклад теплоносієві в котлі, на виконання корисної роботи продукти згорання із залишковим теплом знову перетворюють на горючі й окиснювальні компоненти, і цикли повторюються.
Як паливо й окиснювач (альтернатива вуглецевому і вуглеводневому паливу й атмосферному повітрю) пропонується використовувати продукти згорання вуглеводневого й вуглецевого палива або “Теплоагент Благути ©” (а.с. України №20551), на перетворення яких в горючі та окиснювальні компоненти витрачається менше енергії, ніж її виробляється під час згорання горючих та окиснювальних компонентів. Наприклад, на перетворення молекул водяної пари в горючі та окиснювальні компоненти витрачається 432,5 кДж/моль, а під час згорання водню в киснівиділяється 573 кДж/моль, що в 1,32 рази перевищує витрати енергії на перетворення продуктів згорання в горючі та окиснювальні компоненти. Витрати енергії на перетворення молекул водяної пари в горючі та окиснювальні компоненти будуть меншими від витрат енергії на дисоціацію молекул кисню в існуючих теп лових агрегатах (складатимуть 88% відносно до кисню) та в 2,12 рази меншими, ніж витрати енергії на перетворення молекули води на водень і кисень.
В разі циркуляції робочого тіла під дією зовнішнього джерела енергії по замкненому кільцю, ККД теплового агрегату залежить від ступеня перетворення продуктів згорання в горючі та окиснювальні компоненти та від виділення хімічної енергії при їх спалюванні.
Тепловий баланс для котельного агрегату замкненого циклу визначається так:
Qзалиш. + Qзов. + Qзгор. – Qкор. – Qсист. = Qзалиш. (8) де:
Qзов. – тепло або робота, підведені зовні для забезпечення циркуляції газу, перетворення газу в паливо й окиснювач та для спалювання газу;
Qзгор. – тепло або робота, що виділяються під час спалювання горючих та окиснювальних компонентів;
Qкор. – тепло або робота, що витрачаються на виконання корисної роботи;
Qсист. – тепло або робота, що витрачаються безпосередньо в системі (наприклад випромінювання через поверхню компресора, трубопроводів тощо);
Qзалиш. – залишкове тепло газів, які подаються на компрессор після передачі тепла теплоносію.
Із рівняння (8) одержуємо:
Qзов. + Qзгор. – Qсист. = Qкор. (9)
За Qсист. > Qзгор. коефіцієнт корисної дії теплового агрегату замкненого циклу буде меншим від одиниці; коли Qсист. = Qзгор.,то Qзов. = Qкор., тобто ККД теплового агрегату замкненого циклу дорівнюватиме одиниці; якщо Qсист. < Qзгор., то використання продуктів згорання палива в теплових агрегатах замкненого циклу забезпечує їх роботу з ККД понад одиницю.
В теплових агрегатах із замкненим циклом роботи виключається подача повітря і виведення продуктів згорання з теплового агрегату, зменшується шлях циркуляції робочого тіла та його об’єм, що у свою чергу зменшує потужність додаткового обладнання не менш ніж в 15 разів порівняно із існуючими тепловими агрегатами.
Енергозберігаюча і природоохоронна технологія інтенсифікації процесу перетворення продуктів згорання палива на джерело енергії (а.с. України №17223) передбачає використання залишкового тепла продуктів згорання для повторного їх перетворення в горючі й окиснювальні компоненти. Запропоновані технології роботи теплових агрегатів з використанням відновлюваного вторинного палива й окиснювача (а.с. України №18244), новизна і промислова придатність обладнання, що забезпечує переведення теплових агрегатів на замкнений цикл роботи підтверджено патентами на винаходи та корисні моделі.
Використання продуктів згорання палива як відновлюваного вторинного палива й окиснювача в теплових агрегатах із замкненим циклом роботи виключає використання вуглецевого і вуглеводневого палива та повітря для виробництва енергії, а отже, запобігає викидам шкідливих речовин і парникових газів у довкілля, забезпечує ресурсозбереження та зниження вартості виробництва енергії.
Вартість виробництва теплової енергії складатиметься з експлуатаційних витрат і роялті за використання майнових прав інтелектуальної власності, що, згідно з міжнародними нормами, становитиме до 20% від вартості природного газу або електричної енергії.
Впровадження у виробництво технічних рішень, які дають змогу перевести котли і двигуни на замкнений цикл роботи з використанням продуктів згорання як відновлюваного вторинного палива й окислювача, згідно із законодавством України, має фінансуватися державою або за Кіотським протоколом.
Витрати на переведення теплових агрегатів на замкнений цикл шляхом їх модернізації будуть значно нижчими, ніж витрати на будівництво нових шахт, розробку газових і нафтових родовищ, транспортування і використання викопних енергоносіїв, охорону довкілля, техніку безпеки талікування людей.
Впровадження теплових агрегатів з замкненим циклом роботи матиме важливе стратегічне значення в перерозподілі сфер впливу в Україні, і навіть у світовій економіці.На жаль, ця діяльність поки що з різних причин блокується чиновниками державної та місцевої влади.
|
