五千年(敝帚自珍)

主题:【原创】由甲醇的腐蚀性所想起的。 -- 黄河故人

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家园 【原创】由甲醇的腐蚀性所想起的。

这段内容来自于和YFB兄的一些辩论。一直想系统的写一些说明一下马甲的观点,但是前一段时间忙于写《阿门外传》,没有时间。这两天基本完成,写一段说明一下马甲的看法。

马甲现扔块板砖出去,有玉的尽管砸来,某接着。要是能砸出个宝来,那………大宝,天天见。

这段内容大概包含三个方面:养藻不如养菌;甲醇的腐蚀性;爆炸极限。

对于发电、发动机等方面,马甲属于外行,把网站上的东西拿过来,不加分析就说属于郭德纲式的二手科学家。马甲仅就自己比较熟悉的化学化工方面,提一点个人意见。

一:

利用产甲烷细菌无氧呼吸产生甲烷, 没有分离的问题,技术上也相当简单。 在地上挖一个大坑,越深越好,在上面架一个塑料大棚, 放污水,停留几天就可以开始收集甲烷气体,收集的甲烷就可以直接用来发电。

1,有分离问题。产生的甲烷气体并不是那么乖乖的就出来的,很多是以气泡形式出现的,消泡是个极为头疼的大问题,化工、食品、制药行业的兄弟们应该比较了解。

2,这个大坑可不是越深越好。气泡刚产生的时候都是微小气泡,这个在压力大的时候是不太容易逸出的,就是说坑太深的时候,下面的气体不容易逸出,换句话说体系属于不稳平衡。可能是气体突然不怎么逸出了,过了一会气体又突然大量逸出,这个很头疼。比这更头疼的事气体老不逸出,攒着。那么多的甲烷在那里,那个不怕?工业上解决这问题一般是搅拌和鼓泡,那么大、那么深的一个坑怎么搅拌鼓泡?

3,在上面架一个塑料大棚。这个很麻烦,密封问题怎么解决?抗老化怎么解决?抗老化马甲倒是有方案,但成本绝对受不了。甲烷温室效应很强,跑到空气中麻烦就比较大。而且产生的并不是纯的甲烷气体,总是有点含氮\含硫化合物的。那臭味,万一到了空气中,那个受得了?

不够周围有的是地接着挖就是了( 这个污水处理场面积顶的上新加坡6分之一,目前在用的只有三分之一,剩下的闲置中)。

这还有一个安全问题。对于一个出产可燃性气体的工厂,安全问题永远是重中之重。这么大的面积,确保当地治安很好还行。要是有几个恐怖分子放一些晨枫气球过去,那就吃不了兜着走了,烦也被烦死了,安全成本更是高的不行。虽然这工厂一般都建在荒郊野外,但是大地的振动和巨大的声响足够吸引无数的恐怖分子声称是他们做的。粪坑爆炸以致粪发涂墙可多了去了,那就是甲烷惹的祸。

4,放污水,停留几天就可以开始收集甲烷气体。这倒是,停留几天就可以收集。但是甲烷气体的稳定供应就难多了。这里面的技术含量非常高,生物方面、气候条件等(这个不确定,因为马甲不是搞这个的)不是是个地方,是些人就能搞的。

5,收集的甲烷就可以直接用来发电。这个不一定,马甲拿不准。只是觉得,这个甲烷气体是含有大量水的。开始带进去的水和燃烧过程中产生的水对设备的影响是不一样的。含有那么大量的水蒸气,很可能会对设备有一定的腐蚀作用。再说了,这样产生的甲烷气体里面是含有微量含氮化合物的,对了,还有硫化氢,燃烧时产生的氮氧化物等,与生成的水和带入的水会生成酸性物质,这个要考虑。

6,分散性的问题。分散挖坑,再把甲烷集中到一起。电缆沟爆炸不是一起两起。分散爆炸,产生的危害比在一起爆炸大多了。如果分开设置坑,再连在一起搞个小发电站。万一有一个小坑管理不善,来个烟头之类的小火星,那就有可能连环爆炸。就算没有连环爆炸,剩下的坑暂时也不能用了,有几个敢用的?

我这里的西区污水处理厂就在做这个事情, 一开始也是很多人说是不可能的,但后来的事实证明是相反的结论。

这个很正常,这是个政治问题。赔钱不要紧,只要有示范作用,能从国家那里拿到补贴等优惠就可以了。

马甲对这个的评价是理论上可行,成本上不可行,不能预期的困难更大。

二:

而是甲醇有强腐蚀性,从制备储存到使用都要用防腐蚀的材料,相对来说乙醇这个问题不是没有,但是好很多。

第二个问题是甲醇单位体积的燃烧值要比汽油低很多。 大致只有汽油的一半, 乙醇也有这个问题,但也是好很多。

关于甲醇腐蚀性和燃烧值,见这里

http://e85.whipnet.net/yellow/methanol.html

关于这个问题,需要对甲醇的腐蚀性的认识做个说明。

1,甲醇自己没有腐蚀性。甲醇的生产过程中可能产生酸性物质甲酸,工业品一般除不干净,所以做燃料的甲醇要考虑腐蚀性。马甲用的甲醇分析纯以下绝对不要,而且隔绝空气很好,再就是来了很快就用了。所以马甲没遇到过腐蚀性问题。

2,甲醇是良好的极性有机溶剂。(这句话比较不好懂,但也找不到更通俗易懂的说法,这已经很简化了)。就好像说纯水没有腐蚀性,但是水可以溶解二氧化碳等,这样水就显酸性,也就有了腐蚀性。甲醇也一样,只是没有那么强。而且甲醇不仅可以溶水,油,比如防锈油,它也是可以溶的。

很纯的甲醇储存时是不需要防腐的,只要密闭的好。而且甲醇毒性大,我们用的甲醇密闭的非常好。用作燃料的可能没那么好的条件,成本在那里放着呢。

3,甲醇和乙醇的燃烧值我们已经说了,都不怎么样。乙醇和汽油配合着用还行。具体效果,现在国内推行乙醇汽油的地方很多,认真做个调查就可以了。现在司机师傅反应还差不多,就是有点没劲。

4,用在发动机燃料上,甲醇的腐蚀性表现在几个方面,咱们一条一条说,讲清楚情况。网站编辑一个crossive就可以打发了,网站上的人未必是搞化学化工的,搞腐蚀与防护的可能性就更低了。我们不能那么做。我们要发挥西西河考据派精神,搞得清楚一点。

1)甲醇本身及其燃烧中间游离基反应,生成的氧化产物甲酸,甲醛等对环带金属表面造成腐蚀;

2)由于甲醇蒸发潜热大,气化不良而流人气缸壁,使得润滑油膜被冲刷而造成摩擦磨损,或与润滑油、添加剂反应,导致后者失去防腐蚀作用而加快了活塞和气缸壁的腐蚀磨损。

3)甲醇中溶解的水、二氧化碳、硫化物等造成的腐蚀。这里多说一句,水和甲醇是可以无限混溶的,甲醇和汽油是否无限混溶没查,但甲醇往汽油带进水是可以的。注意,就算甲醇和汽油无限混溶,水和甲醇是无限混溶,也不可能往汽油里带很多水,否则分相。说成分层可能容易理解一点。

三:

甲烷燃烧的临界浓度是5%-15%,氧气浓度13%一下无法点燃。

此话概念上错误比较严重。

爆炸极限都是某一可燃性气体相对于某一特定的氧化剂浓度而谈的,我们通常指的是该气体在空气中(氧含量大概五分之一)的爆炸极限。

简单的说,可燃性气体在空气中浓度太低,产生的热量太少,不可能爆炸;可燃性气体在空气中浓度太高,氧气迅速耗尽,无法进一步反应,也不会爆炸。爆炸是链式反应,核弹也是。

燃烧和爆炸是两个概念。燃烧大家可以理解为有火焰的燃烧和没火焰的燃烧。后者请大家回想一下初中化学里铁丝在氧气中的燃烧。对于这种可燃物,没爆炸极限这一说,因为它是固体,燃烧过程中也不产生气体(没火焰)。蜡烛可以产生火焰。这个问题讲起来就长了,到此打住。

〈没有续啊〉

关于甲醇燃料的好处与不好处,有时间整个孢子。

关键词(Tags): #爆炸#腐蚀#甲醇元宝推荐:爱莲,

本帖一共被 1 帖 引用 (帖内工具实现)
家园 给二手科学家献花

鲜花已经成功送出。

此次送花为【有效送花赞扬,涨乐善、声望】

家园 科学家会武术谁也挡不住
家园 有几句话没说清楚

发完以后一会断网了,所以没把这段内容加上。

马甲没有对YFB兄不恭的意思,内容是就事论事。现实中马甲也经常说话不太礼貌,请YFB兄不要见怪。

马甲看过那几段话,第一感觉是看上去很合理的事情实际上经常行不通。再就是网上的很多资料不可轻信,用这些资料作依据,很多时候不太靠得住。

还有就是不同的人对不同的事情认识是不一样的。

举个例子:河里有人问过三氯化硼,但问的不太清楚。马甲用过,但聊解不彻底,不敢胡说,怕闯祸。后来楼主好像是根据网上资料认为没有毒性,把马甲下了一跳。这个弄错了,是要出事情的。

如大家有砖头,请留在帖子下面。马甲最近准备写篇小文,名字《桥-1937》,可能没时间。等着篇写弯,再慢慢聊。

家园 看个热闹,没尽兴

怎么写到爆炸不写了?(说的是主帖)

还有,您“不是马甲”却叫“马甲”,55555,有重名之嫌呢。

读您的文章长知识~

家园 三氯化硼没有毒性

这个玩笑开大了

家园 解释一下

燃烧和爆炸那是厚厚的好几本书。要想用大家都能懂的话在几千字内完成,还能讲清楚原理,让大家都了解,那几乎是不可能完成的任务。

说到马甲的ID。是这么回事,当初是看到别处转贴萨苏的文章,但是没看全,一路追到西西河。到河里看到规矩无数,打算随便注个ID,正好另一个网页上有这个ID,复制、粘帖、完成。

对自己属于极度没有责任感那种,后来,55555………自己是不是马甲呢?

门大爷玩牌?应该指元素周期表了

正是元素周期表。这篇属于外传,所以重要的事情少了些。

不过门大爷据说也是玩牌高手,这家伙的数学和记忆力太强了。

家园 花,有依据
家园 学化工的

至少是学过化工原理的,不至于象有些人那样信口开河

家园 甲醇不是有剧毒吗,怎样保证使用过程中的安全性呢

甲醇的蒸汽,是否也会对人体造成伤害呢?

家园 甲醇的蒸汽

也是会造成伤害的。

剧毒对于化工领域来说,并不是太难解决,毕竟大家要指望这个吃饭,当然不是吃剧毒品。

使用过程中要求还是比较多的,不能一一详述。

家园 献花感谢
家园 乙醇汽油用起来岂止是没劲

以我使用摩托车的经验来看

乙醇汽油基本上把一个燃料所能犯的毛病都占全了

加速无力

启动困难

油路腐蚀

稍微一收油门就要灭火

而且最要命的是 用了他以后 油耗上升了

真不知道有啥子好处

没好处 有麻烦 那我还用原来的不行吗 实在不行我把您掺和乙醇的钱给您出了

还不行

垄断就是他妈的罪恶

家园 回复, 希望还不算迟

我上周周末的时候就看到了这个帖子, 但是由于这几天事情是在是太忙, 一直抽不出时间来写一篇帖子, 就算是今天写了, 也觉得匆匆忙忙,有些说的不清楚的地方还望指出, 见谅。

首先,要说是网上的东西直接拿过来, 这倒是要说说清楚。 关于这个WESTERN TREATMENT PLANT的事情, 第一次听说是去年在学校的一个SEMINAR上面, 有一个MELBOURNE WATER的人过来讲这个题目,这才脑子里有这么个印象。 至于讨论会开完, 人也走了,自然也不能讨要到当初的PPT, 只好上网搜点关于这个项目的资料拿来说事。 这是其一。

其二, 关于那篇讲甲烷腐蚀性的文章, 来源其实是去年POPULAR MECHANICS上一篇文章, 翻这本杂志本来就是找个乐子,茶余饭后,上厕所蹲在马桶上的时候看着玩。 当初看到这里就是觉得有点奇怪,上次提出这个问题就说了还是要找人澄清一下, 现在说清楚了, 很好。

好了, 说完了来源, 开始转入正题。 专门说说这个甲烷的收集装置的问题。

“1,有分离问题。产生的甲烷气体并不是那么乖乖的就出来的,很多是以气泡形式出现的,消泡是个极为头疼的大问题,化工、食品、制药行业的兄弟们应该比较了解。

2,这个大坑可不是越深越好。气泡刚产生的时候都是微小气泡,这个在压力大的时候是不太容易逸出的,就是说坑太深的时候,下面的气体不容易逸出,换句话说体系属于不稳平衡。可能是气体突然不怎么逸出了,过了一会气体又突然大量逸出,这个很头疼。比这更头疼的事气体老不逸出,攒着。那么多的甲烷在那里,那个不怕?工业上解决这问题一般是搅拌和鼓泡,那么大、那么深的一个坑怎么搅拌鼓泡?”

这两点其实都是一个分离收集气体的问题。 我就放在一起回答了。

首先必须明确一点, 这个系统说白了就是一个工艺改进措施, 是将那个污水处理厂用来污水处理的LAGOON系统的第一个无氧处理池子上面覆盖,主要起的是两个作用, 一个是收集无氧处理中产生的甲烷气体,降低碳排放,第二个是气味控制(也就是把原先排放到空气中的硫化氢等气体收集,不让自然排放),至于用这些收集的甲烷气体发电,当然也是很重要的一点, 但是发电不是作为一个主要目的,并没有因为要多产甲烷多发电而去改动水处理的流程(例如挖深原先的池子,以增加污水在无氧环境中的停留时间以多产甲烷)。所以这个系统只是回收以前无氧处理池向大气排放的气体罢了。 上面所提的分离和如何逸出的问题实际上并不存在, 这个LAGOON系统从上个世纪30年代就投入使用了, 每年都是产生这么多甲烷排放到大气里, 没有任何问题。 现在只不过是在上面加个盖子, 把这部分本来要排放到大气中的气体收集起来而已。

具体的这个LAGOON SYSTEM是怎么运作的, 我在网上找到一个短片, 里面有具体的介绍, 包括这个甲烷收集装置。 这里就说一点, 这个片子算是比较早的, 现在这个污水处理厂已经不用片子一开始所介绍的污灌的处理方法, 而全部依靠LAGOON来处理污水。 这也就是为什么我上次提到这个占地110平方公里的污水处理厂, 有的是地,现在三分之一在使用的原因。

http://media.smh.com.au/?rid=12855&sy=smh&source=undefined

其次, 我所说的越深越好, 实际上就是对上面那个系统做的进一步的改进, 增加甲烷的产量以多发电而已。而要提高甲烷的产量,对这个系统来说,可以选择的余地并不多,一个就是多投料,也就是只有增大水体的量(水体增加等于含有的有机物总量增加),第二个是让进来的有机物能够在这个体系里面多停留, 使得反应更充分一条路(进入体系的污水的有机物浓度是给定的,环境条件是给定的,体系里面的各种菌的群落也是自然产生的,很难去改变)。 在进水流量一定的情况下,也只有增大水体的量,才能做到这一点, 实际上这两条归根结底就是一条路,就是要增大水体的量。 而要在单位面积一定的条件下做到增大水体的量, 唯一的办法就是增加池子的深度。 而另一方面,由于产生甲烷的反应要在无氧的条件下进行,而由于下面要提到的甲烷收集系统的原因,外界的空气是不断进入的, 空气中的氧气是可以通过扩散作用到达水体的一定深度的, 这在客观上也要求了要增加无氧处理池的深度。 这也就是我上面说的为什么要越深越好, 浅了不行的道理,并不是说可以不顾客观条件, 挖的很深很深, 底层的气体都出不来的情况。其实那个池子就是有个几米深而已, 不会出现你说的那种情况的。

3,在上面架一个塑料大棚。这个很麻烦,密封问题怎么解决?抗老化怎么解决?抗老化马甲倒是有方案,但成本绝对受不了。甲烷温室效应很强,跑到空气中麻烦就比较大。而且产生的并不是纯的甲烷气体,总是有点含氮\含硫化合物的。那臭味,万一到了空气中,那个受得了?

这还有一个安全问题。对于一个出产可燃性气体的工厂,安全问题永远是重中之重。这么大的面积,确保当地治安很好还行。要是有几个恐怖分子放一些晨枫气球过去,那就吃不了兜着走了,烦也被烦死了,安全成本更是高的不行。虽然这工厂一般都建在荒郊野外,但是大地的振动和巨大的声响足够吸引无数的恐怖分子声称是他们做的。粪坑爆炸以致粪发涂墙可多了去了,那就是甲烷惹的祸。

这两点其实归根结底也就是说一个收集方式的问题, 看来对这个甲烷的收集系统有一些误解以致推论上出现了一些偏差。 我前面已经说了, 这个系统实际上就是一个工艺改进措施, 并不要求100%的回收, 是能收多少收多少的问题,能做到80%, 甚至50% 都可以, 能减一分是一分。 就举个例子来说, 澳洲这边的法律要求的是所有的垃圾堆填场都必须装置甲烷回收系统, 收集到的甲烷要么直接烧掉, 要么送去发电, 禁止直接排放到大气。但是实际上即使是装置了这些系统后,收集率远远说不上高。 早期的甚至只能达到10%, 现在经过改进的系统大概能达到60%, 剩下的还是泄露到大气中, 而垃圾堆填场上面的CAP,可不是一层塑料膜那么简单的。 已经收集了还泄露这是没有办法的事情。

第二,以前也说了, 这个收集系统是一个主动排气的系统。 也就是说有风扇(或者说是气泵), 不断的把空气送进塑料膜和水面围成的空间里, 把池子里产生的甲烷带走。这样甲烷就不会积聚, 而是释放后被带走。 这套系统在各个垃圾堆填场已经应用了很久,安全性是没有问题的。 不要说什么几个“晨枫气球”, 就是恐怖分子直接往那个池子里丢燃烧瓶,也没有关系。

收集的甲烷就可以直接用来发电。这个不一定,马甲拿不准。只是觉得,这个甲烷气体是含有大量水的。开始带进去的水和燃烧过程中产生的水对设备的影响是不一样的。含有那么大量的水蒸气,很可能会对设备有一定的腐蚀作用。再说了,这样产生的甲烷气体里面是含有微量含氮化合物的,对了,还有硫化氢,燃烧时产生的氮氧化物等,与生成的水和带入的水会生成酸性物质,这个要考虑。

这个是我上次疏忽了, 没有提这一点, 其实当然什么气体送去给发电机组都要符合规程的。 当然是要有个预处理的过程。 主要就是一个脱水和去杂质的过程。 之后就可以直接用来发电了。 具体的看我下面贴的这幅图。

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分散性的问题。分散挖坑,再把甲烷集中到一起。电缆沟爆炸不是一起两起。分散爆炸,产生的危害比在一起爆炸大多了。如果分开设置坑,再连在一起搞个小发电站。万一有一个小坑管理不善,来个烟头之类的小火星,那就有可能连环爆炸。就算没有连环爆炸,剩下的坑暂时也不能用了,有几个敢用的?

这个还是前面讲的收集系统的安全性问题, 不再重复。

总结一点, 其实你上面说的那些问题, 都是存在的, 但也并没有多复杂, 都是工程上已经解决的问题。 相似的系统在其他地方例如垃圾堆填区已经应用了很多年, 都是成熟技术, 没有不能推广应用的道理。

家园 其实呢, 从废水里通过发酵回收能量,并不是一个很新的概念

所需的技术也并不复杂。 上周的SEMINAR就正好一个公司介绍其从废物中回收能源。

其最近在昆士兰的一个项目其中的一块就是利用废水产生的BIO GAS产热发电。

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