Аннотация и ключевые слова
Аннотация (русский):
Анализ использования различных видов энергоносителей для бытовых нужд и технических целей позволяет утверждать, что в этих областях наиболее ценным и дешевым является металлотермическое топливо, разработанное и запатентованное авторами. Это топливо обладает высокой теплотворностью, превышающей в 15–20 раз теплотворность угля, газа, нефти, кроме того, оно экологически безопасно, т. к. горит без потребления атмосферного кислорода и без отравляющих атмосферу газовыбросов. Приведены технико-экономические аспекты изготовления твердых брикетов (для бытовых нужд) и порошковых пакетов (для технических целей) из предлагаемого топлива.

Ключевые слова:
металлотермия, топливо, сгорание, калорийность, реакция, экологическая безопасность, брикеты, пакеты
Текст
В современных условиях человечество очень нерасчетливо растрачивает унаследованные природные источники тепловой энергии: уголь, древесину, газ, нефть, запасы которых ограничены и не возобновляются (кроме древесины). С течением времени их потенциал резко снижается, что позволяет прогнозировать энергетический кризис и понижение температуры на нашей планете. В связи с этим делается упор на использование нетрадиционных источников энергии: ветровой, гидроэнергии, волновой и ядерной энергии. Но их нельзя отнести к стабильным и экологически безопасным. Из отмеченных источников самая мощная – энергия расщепленного атома, что делает ее более предпочтительной. Однако извлечение ядерной энергии связано с определенными экологическими и другими специфическими трудностями и требует больших капитальных вложений, что не каждому государству под силу. Невозможно также предсказать ее широкое использование в быту, космической технике, двигателях и др. Широко потребляемое человечеством углеводородное топливо также имеет свои недостатки, главный из которых, на наш взгляд, – экологическая опасность, связанная с потреблением атмосферного кислорода при горении и выбросами отравляющих газов. Кроме того, добыча, перевозка, хранение этих видов топлива требуют больших материальных затрат. При поисках путей устранения указанных недостатков и создания нового нетрадиционного, экологически безопасного, высококалорийного топлива нами была использована идея металлотермии, впервые изложенная в 1859 г. великим русским химиком Н. Н. Бекетовым [1]. Металлотермическая реакция – это восстановление окисла металла более активным элементом, которое сопровождается мощным тепловым эффектом. В общем виде ее можно представить как Me’O + Me”àMe”O + Me’ + Q Количество выделяющегося при этом тепла Q составляет (50...80).103 ккал/кг, т. е. в 10...15 раз превышает тепловой эффект от сгорания угля, газа, нефти [2]. Элемент Me” активнее, чем Me’, стоит левее в ряду активности металлов: Ca, Li, Mg, Zr, Al, Ti, Si, B, Cr, Nb, Mn, V, W, Mo, Fe [2] и является восстановителем окислов металлов (Me’). Нами были проведены исследования [3, 4] по разработке металлотермического топлива на базе окислов железа и хрома. По результатам исследований установлено: металлотермическая реакция протекает с большой скоростью и сопровождается значительным выделением тепла, температура на поду печи поднимается до 2 800 оС, что недопустимо для бытовых и технических печей. Брикет из металлотермической смеси массой 50 г сгорает за 5 секунд и по своей теплотворности заменяет 3 кг угля. Для оптимизации состава металлотермической смеси по времени горения и снижения температуры горения до допустимой (1 350...1 400 оС) нами были проведены экспериментальные исследования, позволившие разработать новые технологии получения металлотермического топлива с балластными (теплопоглощающими) добавками. В качестве такой добавки была использована окись алюминия (глинозем), которая не участвует в химической реакции, но ее тепло «глотает» с удовольствием. Результат подтвердил наши ожидания: при содержании балластной добавки в составе металлотермической смеси 25...30 % время горения 50 г брикета топлива на базе FeO увеличивалось до 50 секунд, а температура в месте горения падала до 1 400 оС. Это вполне приемлемые для практики условия. На соответствующие составы металлотермического топлива на основе окислов железа и хрома получены патенты РФ [5, 6]. По результатам экспериментальных исследований нами разработаны технологии изготовления твердых брикетов для бытовых целей массой 0,05…0,5 кг и порошковых пакетов для технических целей (ТЭЦ, крупные котельные, ЖЭК, суда, тепловозы) массой 0,5...5 кг и показано, что 1 кг этого топлива в 5 раз дешевле соответствующего по теплотворности углеводородного эквивалента. Издана монография [7], в которой отражены особенности технологической подготовки порошковых компонентов перед смешиванием, сущность технологий изготовления брикетов и порошковых пакетов. Мы неоднократно обращались в различные властные инстанции с просьбой субсидировать нас с целью налаживания производства металлотермического топлива, перспективного для всего человечества, на родине его создателей, однако ответной реакции пока не последовало.
Список литературы

1. Байков А. А. Восстановление и окисление материалов // Металлургия. – 1926. – № 3.

2. Плинер Ю. А., Сучильников С. И. Рубинштейн Е. А. Алюмотермическое производство ферросплавов и лигатур. – М.: Металлургия, 1963. – 175 с.

3. Абачараев М. М., Абачараев И. М. Металлотермия – эффективный источник возобновляемой энергии // Двигателестроение. – 1999. – № 3. – С. 39–40.

4. Абачараев И. М., Абачараев М. М. Новый путь решения теплоэнергетической проблемы: сб. тр., посвящ. 75-летию Астрахан. гос. техн. ун-та. – Астрахань: Изд-во АГТУ, 2005. – С. 72–74.

5. Пат. 2254359 Рос. Федерация, МПК7 C10L5/00. Состав металлотермического топлива / Абачараев И. М., Абачараев М. М.; заявл. 26.12.03; опубл. 06.05.

6. Пат. 2416627 Рос. Федерация, МПК C10L8/00. Металлотермическое топливо / Абачараев И. М., Абачараев М. М.; заявл. 01.12.2009; опубл. 20.04.2011.

7. Абачараев М. М., Абачараев И. М. Новые разработки по производству высококалорийного экологически безопасного металлотермического топлива многоцелевого назначения / Дагестан. науч. центр Рос. акад. наук. – Махачкала: Наука, 2011. – 30 с.