Барнаул.2084. Город Будущего
Каталог ресурсов Сибири
Кавитационный генератор чудес
Ко всему услышанному об изобретениях барнаульского новатора Александра Дмитриевича Петракова я по началу отнёсся со скепсисом. Уж очень много вариантов применения своей технологии предлагает этот кавитационный кудесник! Он утверждает, что знает, как повысить урожаи и привесы скота, уберечь почвы от деградации, как с большей эффективностью сжигать топливо в котлах ТЭЦ и двигателях внутреннего сгорания, как без вреда для экологии переработать опасные пестициды и ракетное топливо. Алхимия?
Я решил развеять сомнения: прийти в ООО "ТехноКомплекс", где трудится изобретатель, и увидеть всё собственными глазами.
Чудеса в решете
Для таких как я гуманитариев А.Д. Петраков проводит краткий ликбез о том, что собой представляет явление кавитации. Впервые встретились с ней англичане в конце XIX века. Построив миноносцы, приводимые в движение гребным винтом, они обнаружили, что винты - изготовленные из прочнейшей стали - через некоторое время приходили в негодность, становились похожими на решето. Складывалось впечатление, что металл в буквальном смысле испаряется с поверхности винтов. Исследовавшие проблему учёные выяснили: во время движения винта в воде на его поверхности образуются многочисленные микроскопические пузырьки с необычными физическими свойствами. Давление в этих пузырьках достигает нескольких сотен атмосфер, а температура доходит до тысяч градусов. Длится это явление считанные доли секунды, но атомам металла этого вполне достаточно, чтобы "убежать".
Затем в середине XX века с кавитацией столкнулись советские судостроители, выпустившие на наши реки флот "Метеоров" и "Ракет". К концу сезона навигации подводные крылья скоростных судов оказывались окончательно испорченными. Благодаря тому же эффекту кавитации.
В обоих случаях учёные нашли оптимальные формы для винта и подводных крыльев, сводящие к минимуму образование кавитационных пузырьков. Казалось бы, тему можно и закрыть.
Изобрёл колесо
Но Петраков решил взглянуть на проблему с другой точки зрения: а нельзя ли использовать кавитацию не во вред, а во благо, извлечь из этого интересного физического явления реальную пользу?
- В 1994 году, когда я работал главным механиком в строительном тресте №46 Рубцовска, мы прочитали о тепловом генераторе Потапова, - рассказывает Александр Дмитриевич. - Работы Потапова показались нам крайне актуальными для Рубцовска. В то время на окраинах города строилось большое количество индивидуальных жилых домов, нуждавшихся в автономном теплоснабжении. Директор треста немедленно командировал меня к Потапову в Кишинёв, откуда я вернулся с чертежами и с готовой установкой.
- Но мы не стали простыми пользователями технологии, а решили её совершенствовать. В Рубцовске горизонт грунтовых вод слишком высок, очень осложняет работу строителей. Нам постоянно приходится откачивать воду из котлованов. Вот мы и задались вопросом: нельзя ли создать водяной насос, использующий эффект кавитации? Несколько лет я занимался расчётами, экспериментами и в итоге в 1998 г. получил патент на кавитационный теплонасос.
Александр Дмитриевич показал мне этот внешне ничем не примечательный аппарат. Обычный электромотор, к которому крепится болтами небольшая (1/5 от размера мотора) насадка, покрашенная в красный цвет. Эта насадка и есть сам кавитатор. Внутри - вращающаяся металлическая крыльчатка, а также подвижный ротор и неподвижный статор - массивные металлические детали, отдалённо напоминающие колёса для белок или хомячков. В роторе и статоре прорезаны отверстия - "оконца", которые при движении ротора то совпадают, то закрывают друг друга, создавая условия для образования и схлопывания кавитационных пузырьков. В принципе - ничего сложного, при желании РМЦ любого самого захудалого, загубленного "реформаторами" завода сможет повторить в металле этот чудесный аппарат.
- Вся трудность была в том, чтобы рассчитать оптимальную толщину статора и ротора, ширину и глубину "окошек". Добиться, чтобы кавитационные пузырьки образовывались не на поверхности металлических частей кавитатора, а в самой жидкости. И при этом обеспечить наименьшие затраты энергии электропривода.
"Неправильный" КПД
У Петракова получилось. Читаем в протоколе испытаний насоса-теплогенератора, произведённых 7 октября 1999 года в Рубцовске на базе стройтреста № 46:
"…зафиксирована эффективность преобразования электрической энергии в тепловую на уровне n ~ 1,3, а с учётом объективно оцененных потерь на уровне n ~ 1,5, в режиме отдельных циклов до n ~ 1,88 - 2,0.".
Подпись под документом поставили не какие-нибудь профаны, не знающие второго закона термодинамики, а вполне уважаемые люди, представляющие комитет краевой администрации по ЖКХ, инженеры и ведущие специалисты самого стротреста №46, и даже доктор физико-математических наук, зав. кафедрой электротехнологий Алтайского ГТУ Б.В. Сёмкин!
- Александр Дмитриевич, - спрашиваю я. - здесь пишется, что КПД вашей установки превышает единицу. Вы что - вечный двигатель изобрели?
- Нет, - смеётся Петраков. - Здесь не нарушается закон сохранения энергии, а вступают в действие другие, пока малоизученные законы природы. Есть предположение, что в кавитационных пузырьках вода на какие-то мгновения превращается в плазму, и ядра атомов водорода, лишившиеся электронной оболочки, вступают друг с другом в термоядерную реакцию. Но у нас нет оборудования, необходимого для проверки этой гипотезы. Хотя дозиметр во время работы установки показывает несколько повышенный радиационный фон.
Живая и мёртвая вода
- В 2001 году, когда я уже переехал в Барнаул и начал работать в ООО "Технокомплекс", - продолжает изобретатель, - мы проводили долговременные исследования с целью выяснить экономическую эффективность применения кавитационной технологии для обогрева жилых и производственных помещений. В качестве объекта выступило вот это двухэтажное здание, в котором находится наше предприятие. Мы отсоединили его от центрального отопления и "замкнули" трубы на нашу установку. Два счётчика - электрический и тепловой - считали день и ночь потребляемое электричество и выделяемое тепло. Мы опять подтвердили, что КПД нашей установки больше единицы. Что удивительно: за время этого эксперимента из здания убежали все грызуны и тараканы. В чём причина? Кстати: трубы отопления в ходе эксперимента очистились от накипи и ржавчины.
Кавитация вообще оказывает очень интересное воздействие на жидкость. В кабинете Петракова стоит две бутылки: на одной наклейка "живая", на другой - "мёртвая". - "Живая" вода - это вода после слабого кавитационного воздействия, в которой почему-то начинают дружно процветать сапрофиты и другие простейшие. А в "мёртвой", подвергшейся сильной кавитации, все простейшие погибают. Мы думаем, что этот эффект можно использовать для пастеризации молока, соков, пива…
Аквазин
В другой бутыли - смесь 20% воды и 80% бензина после кавитации. Смесь стоит уже месяц, и пока не расслоилась. К водно-бензиновой смеси Петраков относится с осторожным оптимизмом. Получение этой смеси на имеющемся оборудовании пока ещё слишком опасно, чревато взрывом и пожаром. Поэтому из соображений осторожности во время эксперимента было получено около пятнадцати литров водно-бензиновой эмульсии, большая часть которой была разослана в ведущие институты страны, изучающие проблемы нефтяного топлива, а оставшиеся шесть литров залили в бак обычных "Жигулей". Каких-либо нареканий во время импровизированных мини-испытаний такое топливо не вызвало.
Пока результат анализов дал только Новосибирский институт катализа: в полученной водно-топливной эмульсии повысилось октановое число, появились новые углеводороды - то, чего не было в исходном бензине. Полученное топливо должно с большей отдачей сгорать в цилиндрах моторов. Но чтобы уверенно говорить о результатах, нужны более обширные практические испытания - замеры параметров мощности, динамических качеств, расхода топлива на реальном автомобиле.
Более изучена эмульсия воды и дизельного топлива, которую получить не так опасно. Выяснено, что такая смесь предотвращает коррозию, но для её применения в качестве топлива всё же необходима небольшая переделка топливной аппаратуры дизельного двигателя.
Негодяев не пускают на порог
- В принципе, какой-нибудь жулик от нефтяного бизнеса может уже сейчас купить нашу установку, - смеётся изобретатель. - Мешать на ней бензин АИ-80 с водой и с честными глазами продавать как 92й. Или даже как 95й.
- А такие предложения были?
- Были похожие. Владелец одного из колбасных цехов привёз как-то центнер всяких сухожилий, костей, которые не идут в производство, и попросил измельчить. "Зачем?" - спрашиваю. "Желатин буду делать" - отвечает. Ну ладно, как не помочь хорошему человеку? Забрал он у меня переработанный материал, а приехав в цех дал распоряжение добавлять смесь в колбасу. Ничего, конечно, не вышло: из смеси выделилась влага, и колбаса приобрела нетоварный вид. Горе-бизнесмен потом долго просил подсказать, как удалить воду из перемолотых сухожилий. Я знаю, но не скажу - и так колбасу не понятно из чего делают… Лучше расскажу, как снизить себестоимость мяса.
Сахароза в соломе
За время исследований открылся ещё один неожиданный эффект от применения кавитации. С её помощью можно готовить высокопитательные кормовые смеси из бросовых отходов растениеводства, таких как пшеничная солома или шелуха гречихи. Во всех этих продуктах в ходе кавитационной обработки происходят уникальные химические реакции, в результате которых повышается содержание протеинов, сахароз, жиров и других легко усваиваемых веществ. Это значит: та энергия, которую раньше бурёнка или поросёнок тратили на переваривание малоценных кормов, теперь обратится в дополнительные надои и привесы.
- Сегодня крестьяне везут зерно на элеваторы, сдают его за бесценок. Затем за огромные деньги покупают на стороне комбикорма - сделанные из их же зерна, везут в свои хозяйства. Всё это - дополнительные издержки, что негативно отражается на себестоимости сельхозпродукции, делает животноводство нерентабельным. Мы предлагаем новую идеологию - можно так сказать - кормления животных. Крестьянин на стороне закупает только премиксы - витаминно-минеральные добавки, а корма готовит из собственного сырья непосредственно на месте потребления с помощью нашей кавитационной технологии.
Удобрения из опилок
Жить в аграрном крае и не интересоваться растениеводством невозможно. Несколько десятилетий алтайские чернозёмы эксплуатировались экстенсивными методами, и вынос питательных веществ с урожаем существенно превышает их поступление в почву. Почвы истощаются, в итоге не только снижаются валовые сборы культур, но и усиливается зависимость сельского хозяйства Алтая от погодных условий, таких как засухи или заморозки. С началом "рыночных преобразований" ситуация только усугубилась.
И здесь Петраков, применив кавитацию, нашёл способ помочь крестьянам. Вместе с учёными АГУ и Алтайского НИИ сельского хозяйства разработана высокоэффективная технология производства органоминеральных удобрений на основе сверхдешёвого местного сырья: отходов сельского хозяйства (лузга подсолнечника, гречихи, костра льна) и лесоперерабатывающей отросли (опилки), торфа и сульфата аммония - отхода основного производства ОАО "Алтай-Кокс".
Проведённый летом 2005 года полевой эксперимент показал, что органоминеральные удобрения на основе лузги подсолнечника дают прирост урожая яровой пшеницы до 73%!Эффект от внесения в почву таких удобрений будет ощущаться и на второй, и на третий год после внесения. Органика, составляющая "остов" гранул нового удобрения, не даёт минеральной составляющей удобрения - азоту, калию, фосфору вымыться после первого же дождя или с таяньем снегов, а сохраняет минералы в почве и по мере необходимости отдаёт их корневой системе растений.
Что делать с гептилом?
На протяжении 60-70 х гг. в крае хозяйствовали, не сильно задумываясь о будущем. Если уж сыпать на поля азотные удобрения - так камазами, завозить пестициды - вагонами! На дворе была "холодная война" и на всякий случай под Алейском развернули дивизию межконтинентальных баллистических ракет.
Но вот настали времена "демократии", "рынка" и выяснилось, что применять пестициды - крайне опасно для экологии, а хранилища, в которых накапливались эти ядовитые вещества, большей частью находятся в аварийном состоянии. К тому же, "специалисты" сваливали в эти хранилища пестициды в полном беспорядке, в результате ДДТ, децис, циперметрин и другие яды образовали гремучую смесь, к которой даже подходить страшно.
А тут ещё одна напасть: необходимость утилизации крайне токсичного ракетного топлива - гептила, возникшая после демонтажа ставшего "ненужным" ядерного щита.
Предлагаемые технологические решения этой проблемы (использование высокотемпературной плазмы) крайне затратные и не так уж безобидны для экологии. Для уничтожения только одной тонны гептила необходимо сжечь не менее пятидесяти тонн керосина, при этом в огромных количествах образуются оксиды азота, пары хлористого водорода, другие не менее опасные для окружающей среды вещества.
И эту проблему можно эффективно решить с помощью кавитации. ООО "ТехноКомплекс" совместно с учёными Алтайского государственного университета разработали специализированную установку, совмещающую эффект кавитации и фазового взрыва, разработали метод кавитационной деструкции как отдельно ядохимикатов, так и их смесей. На выходе из этой установки получаются соли карбоновых кислот и соляная кислота. Всё это - без астрономических затрат и без ущерба для природы.
Административно-психологические барьеры
- Прихожу я со своими предложениями на приём к чиновнику, курирующему в краевой администрации АПК. Рассказываю о возможностях применения кавитации для приготовления кормов в животноводстве. А он на меня ещё и кричит: "Что прикажешь делать с производством комбикормов?". Двадцать пять лет жизни он, видите ли, положил на то, чтобы развить в крае эту отрасль. И теперь не хочет её "губить". То, что эта отрасль нашему сельскому хозяйству в нынешних экономических условиях явно не по карману, что есть более выгодная альтернатива - этого он замечать не хочет.
Играет свою роль и раковая опухоль коррупции, поразившая бюрократический аппарат российского государства. Чиновникам научились расхищать средства, выделяемые из госбюджета на поддержку сельского хозяйства, подготовку к зиме, борьбу с экологическими проблемами. Им совсем не хочется внедрять новые эффективные технологии, подобные предлагаемым Петраковым: ведь в этом случае необходимость в крупных бюджетных дотациях отпадёт, исчезнет сам "объект приложения сил" чиновничьей камарильи.
Впрочем, и частный бизнес, который по уверениям проповедников рыночной экономики более восприимчив к инновациям, не спешит внедрять кавитацию.
- На золотом руднике в селе Акимовка Курьинского района инвестор закупил линию, обошедшуюся в миллион американских долларов. Люди на этом руднике работают как в каком -то фантастическом блокбастере: в костюмах-скафандрах, не пропускающих пары реагентов. Сами реагенты - цианиды. Мало того, что они убийственны для природы, так ещё и стоят бешенных денег. После обработки породу необходимо выдерживать в течении месяца, пока цианиды вступят в реакцию с золотом. Затем - дорогостоящая переработка на "миллионной" линии. И тут являемся мы с установкой, стоящей триста тысяч российских рублей - в сто раз дешевле, с широко распространёнными веществами, которые даже реагентами назвать смешно - поваренная соль и хлорная известь. Нам приносят самые различные породы: от камней, до глины (комплекс в Акимовке рассчитан только на твёрдые породы, хотя в глине здесь золота содержится не меньше). И за считанные минуты мы извлекаем концентраты благородных металлов!
Но хозяина рудника, потратившего огромные средства на "передовую" заморскую технологию взяла обида на барнаульских "левшей", предложивших простое решение. Внедрять кавитацию он наотрез отказался.
Не замёрзнем!
- А обратные примеры были? - Да. Один из предпринимателей в Тальменском районе приобрёл нашу установку для использования в производстве стройматериалов. И с тех пор не показывает у нас носа. Говорят, что бизнес его процветает, построил себе обширный особняк, купил дорогую машину, но секретом своего процветания ни с кем не намерен делиться. Может, он нашёл новую сферу применения кавитации, о которой мы и не догадывались. Например, как из простой извести бетон сделать, минуя энергозатратную стадию производства цемента.
Недавно на технологии Петракова обратил внимание большой бизнес: кемеровская компания "Белон". В Кузбассе скопилось более пятидесяти миллионов тон угольной пыли - отходов от производства товарного угля. Эту пыль десятилетиями ссыпали в заброшенные карьеры, сливали в болота. Были дорогостоящие попытки сжигать её в топках ТЭЦ. Даже соорудили в начале девяностых специальный трубопровод, по которому водно-угольная суспензия перекачивалась в Новосибирск, где сжигалась на ТЭЦ-5. Правда, проработал проект всего два месяца. Может показаться нонсенсом: фабрику, подготавливающую топливо для новосибирской электростанции, за долги перед энергетиками жестокий рыночник Чубайс отключил от электроснабжения! За те недели, которые прошли за регулированием долговых споров, уголь в суспензии осел, забил трубы и насосы и сделал дальнейшее использование трубопровода невозможным. Стала "ненужной" и фабрика, подготавливающая суспензию. Огромные шаровые мельницы, закупленные за валюту ещё Советской властью, были пущены на металлолом.
Петраков предлагает использовать для приготовления водно-угольной смеси свои кавитационные установки. Полученная таким путём суспензия не расслаивается в течении нескольких месяцев, проблем, подобных вышеописанной просто не возникло бы.
Перед нами два кусочка шлака: один из отвалов барнаульской ТЭЦ-2, другой - от экспериментального сжигания вводно-угольной суспензии в одной из котельных Кузбасса. Первый шлак - чёрный, причина - в том, что в обычной топке ТЭЦ из угля выгорает лишь пятьдесят процентов углерода. Второй кусок имеет необычный бело-розоватый оттенок. Углерод в водно-угольной суспензии Петракова выгорел на все сто процентов.
- Если внедрить наши технологии, то несколько лет можно даже не завозить в край уголь для крупных ТЭЦ. Достаточно перерабатывать на наших установках отвалы шлака, а полученную суспензию подавать в топки, - утверждает Александр Дмитриевич.
Компания "Белон" профинансировала более глубокие исследования вопроса, и теперь намерена сжигать кавитационное вводно-угольное топливо в г. Белово Кемеровской области. Заинтересовались этой технологией в г. Линево Новосибирской области. В отвалах расположенного здесь завода, производящего угольные электроды для алюминиевой промышленности, накопилось огромное количество мелко накрошенного антрацита. Кавитация же позволяет дать этим отходам вторую жизнь, превратить их в тепло и электричество.
Залежи бокситов на Потоке.
Но и оставшуюся после полного сгорания углерода золу можно пустить в дело. Петраков показывает нам таблицы - результат спектрального анализа золы бурого угля, добытого в опытных карьерах Ельцовского и Целинного районов (Алтайский край). Оказывается, в ней содержится в больших количествах железо, хром, марганец, никелевый и медный концентрат, окись цинка и даже - пусть и в небольших количествах - золото, серебро, платина. И даже уран!
Московскими учёными уже давно была предложена технология магнитного извлечения и разделения этих веществ из угольной золы. Трудность состояла в необходимости мелкого измельчения - дисперсии исходных материалов. Москвичи обратились к Петракову, привезли в Барнаул более 300 килограммов образцов подмосковной золы, различных руд из "нерентабельных" месторождений и свою небольшую экспериментальную установку. В Барнауле добавили золу ТЭЦ-2 и бийских котельных. В результате нескольких дней исследований установили: объединив кавитацию и технологию москвичей, можно освоить экономически выгодную добычу концентратов металла из отвалов ТЭЦ.
- В отвалах Бийска преобладает алюминий, его количество доходит до 27%. А в отвалах барнаульской ТЭЦ-2, что на Потоке, преобладает железо. Но и алюминий здесь содержится в количестве 17%. В геологии найти месторождения с таким содержанием металлов считается большой удачей. Хотя, справедливости ради надо сказать, что подмосковные золы как источник металлов ещё более рентабельны.
Творцы новой реальности.
Мы стоим на остановке и ждём автобуса. В морозном воздухе чувствуется горьковатый запах угля - дымит ТЭЦ-2. Люди переминаются с ноги на ногу, пытаясь согреться, торопятся домой, в тёплые квартиры. Но тепло после введения 100% оплаты услуг ЖКХ только дорожает. Александр Дмитриевич знает, что делать, чтобы уголь сгорал более эффективно, с меньшими затратами, а это - реальный путь к снижению тарифов на услуги ЖКХ. Мимо проезжают машины, заправленные бензином по 17 рублей за литр. Но мы знаем, как снизить его стоимость минимум на пятую часть. Напротив - магазин, претендующий на "элитность": полки ломятся от молока, мяса, масла. Ломятся потому, что большинству простых барнаульцев эти продукты не по карману. А в далёких алтайских деревнях крестьяне не знают, как свести концы с концами. Но мы опять же знаем, как помочь и производителям, и потребителям сельхозпродукции.
Петраков может часами рассказывать об удивительном природном явлении, которое ему удалось приручить и поставить на службу людям. Трудно будет в цифрах подсчитать тот экономический эффект, который могут принести Барнаулу, Алтаю, стране и планете изобретения Александра Дмитриевича Петракова. А ведь это только один из десятков тысяч живущих в России талантливых, но не признанных гениев!
Если бы в нашей стране было правительство, занятое не латанием дыр, "играми в патриотов", запятнанное коррупцией, а действительно - думающие о народе, думающие о будущем страны, о её развитии! Такое, которое ищет выход из кризисных ситуаций не в абстрактном "создании инвестиционной привлекательности", "монетизации" и "приватизации", не смотрит подобострастно в рот заморских "экспертов" и "аналитиков". Власть, которая обратит внимание на своих умельцев, предлагающих простые, дешёвые и эффективные решения. Уверен: пусть не в самом близком будущем такая власть в России появится, и тогда мы заживём совсем в другой стране!
Н. Чуваев, Барнаул, 13-18 декабря 2005.