Ні для кого не секрет, що проблема джерела енергії - одна з найбільш актуальних для нашої цивілізації. Всі технології, які дозволяють нам виживати, базуються на вживанні зовнішньої енергії для роботи наших машин і механізмів, для обігрівання і охолодження наших будинків.
Паливо: вчора, сьогодні, завтра
Найкращим виходом для людства було б заміщення хоча б частини викопного палива на щось інше. Найкраще, якби це були якісь відходи. Чого-чого, а побутових відходів сучасний житель мегаполісу виробляє просто приголомшливе кількість. Середній бразилець за рік виробляє 500 кг сміття, а середній житель Нью-Йорка - 1500 кг. А в цілому розвинені країни нашої планети виробляють близько півтора мільярдів тонн твердих побутових відходів, які накопичуються з року в рік. За офіційними даними тільки в Росії накопичено понад 80 мільярдів тонн побутових відходів, а це цілком порівнянно з запасами вугілля, які для нашої країни становлять 115 мільярдів тонн. Енергія з відходів сучасного домогосподарства - це абсолютна мрія, яка дозволила б одночасно вирішити дві проблеми сучасної цивілізації.
Недолік паперового сміття як джерела енергії і спосіб його подолання
Папір горить просто чудово, однак у неї є безліч недоліків, які ускладнюють її використання в якості промислового палива. Одним з таких недоліків є її занадто мала щільність, а, відповідно, і висока швидкість згоряння.
Всім відомо, що якщо папір запалити, то вона горить жарко, але недовго. Навіть закип'ятити чайник на купі старих газет - це досить складне завдання: вони згорять куди раніше, ніж встигнуть нагріти воду до температури кипіння. Однак, якщо ущільнити паперову масу (а це досить просто зробити, використавши її властивість необоротної деформації в розмоченому стані), то ситуація кардинально покращиться. Енергія стане щільніше за обсягом, а процес згоряння набагато більш рівномірним.
паперові брикети
Як видно з наведеної діаграми, вона перевищує за цим показником деревину і буре вугілля, серйозно відстаючи лише від нафти і природного газу. Виходячи з цього, паперове пресоване паливо цілком може бути використано для багатьох потреб сучасного населення.
Однак, великий масив пресованого паперу - це паливо далеко не ідеальне. І головний його недолік - неможливість автоматичної подачі в камеру згоряння. Якщо нафта або газ, з огляду на їх агрегатного стану, досить просто використовувати на котельних установках, то паперові брикети неминуче вимагатимуть ручного завантаження, що виглядає явним анахронізмом. Тому найбільш перспективним напрямком переробки вторинної паперу в паливо є її грануляція, тобто приготування з подрібненої і розмоченою паперової маси на спеціальних пресах-екструдерах паливних гранул-пелетів.
паперові гранули
Паперові гранули можна автоматизовано подавати в топку за допомогою шнекового насоса, відповідно, нам уже не потрібні будуть сотні спітнілих кочегарів, стомлено закидали лопатами паливо в палаючі глотки печей. Паперові паливні гранули можуть бути використані не тільки для опалення, але і для роботи невеликих енергетичних установок, можливо, і для потреб транспорту або самохідних машин (екскаваторів, тракторів, зернозбиральних комбайнів і монтажних кранів, а також інших мастодонтів індустріальної епохи, яким ми зобов'язані рішуче всім). Певні надії у використанні твердого гранульованого палива в якості приводу машин дають двигуни Стірлінга, які мають коефіцієнт корисної дії можна порівняти з дизельним мотором або навіть перевищує його.
двигун Стірлінга
Двигуни Стірлінга використовують в основному лише на підводних човнах і на космічних апаратах. Але ми добре пам'ятаємо, що перші комп'ютери так само розглядалися виключно як інструмент, призначений для стратегічних завдань військово-наукового комплексу супердержав. У 60-ті роки Кен Олсен, керівник корпорації Digital Equipment Corporation, яка постачала комп'ютерне обладнання Пентагону абсолютно впевнено стверджував: «Навряд чи комусь прийде в голову встановити комп'ютер вдома». Але технологіям властиво спускатися з небес на землю і переодягатися з військових чобіт в домашні тапочки і робочі черевики.