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Erfindung
Russische Föderation Patent RU2142905

Günstige Weise Wasserstoff und Sauerstoff aus Wasser zu erzeugen

Name des Erfinders: Ermakov Victor G.
Der Name des Patentinhabers: Ermakov Victor G.
Korrespondenzanschrift: 614037, Perm, ul.Mozyrskaya, 5, kv.70 Ermakov Victor G.
Startdatum des Patents: 1998.04.27

Die Erfindung ist für die Energie bestimmt und können bei der Herstellung von billigen und wirtschaftlichen Energiequelle verwendet werden. Vorbereitet in einem offenen Raum von überhitztem Wasserdampf mit einer Temperatur von 500 bis 550 o C. Überhitzter Dampf wird durch ein konstantes elektrisches Feld von hoher Spannung (6000 V) geleitet Wasserstoff und Sauerstoff zu erzeugen. Das Verfahren ist einfach in Hardware - Design, wirtschaftlich, Feuer und Explosionsschutz, hoher Effizienz.

BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

Wasserstoff , wenn in Verbindung mit Sauerstoff, Oxidation, den ersten Platz in Kalorien pro 1 kg Kraftstoff für alle Kraftstoff für den Unterricht von Strom und Wärme eingesetzt. Aber hochkalorische Wasserstoff noch nicht verwendet worden, Strom und Wärme zu erhalten, und kann nicht mit dem Kohlenwasserstoffbrennstoff konkurrieren.

Ein Hindernis für die Verwendung von Wasserstoffenergie ist ein teures Verfahren zu seiner Herstellung, die wirtschaftlich nicht gerechtfertigt ist. Wasserstoff wird hauptsächlich Elektrolyseanlagen eingesetzt, die auf die Herstellung von Wasserstoff aus der Verbrennung von Wasserstoff erzeugt wird, gleich der Energie ausgegeben ineffizient und Energie sind.

Verfahren zur Herstellung von Wasserstoff und Sauerstoff aus dem überhitzten Wasserdampf mit einer Temperatur von 1800-2500 ° C zu erhalten, wie in der Anmeldung GB 1489054 beschriebenen N (Cl. Die C 01 B 1/03, 1977). Dieses Verfahren ist aufwendig und energieverbrauch trudnoosuschestvim.

In der Nähe von dem vorgeschlagenen Verfahren ist es, die Erzeugung von Wasserstoff und Sauerstoff aus Wasserdampf zu dem Katalysator durch durch das Paar von elektrischen Feld vorbei, wie in der UK - Anmeldung 1585527 N (Cl. C 01 B 3/04, 1981) beschrieben.

Die Nachteile dieser Methode sind:

  • Unfähigkeit, große Mengen an Wasserstoff zu erhalten;
  • Energieverbrauch;
  • Komplexität der Vorrichtung und der Verwendung von teuren Materialien;
  • .. Mangelnde Eignung dieser Methode unter Verwendung von Industriewasser, die, gesättigtem Dampf bei einer Temperatur der Vorrichtungswände und gebildet auf dem Katalysator und Abscheidung von Ablagerungen ist, die zu seiner schnellen Versagen führen wird;
  • zu sammeln, um die erhaltenen Wasserstoff und Sauerstoff unter Verwendung von speziellen vorgefertigten Containern, die den Prozess der Brand- und Explosionsgefahr macht.

Die Aufgabe, die die Erfindung gerichtet ist, ist es, die obigen Nachteile zu beseitigen und eine billigere Quelle von Energie und Wärme zu erhalten.

Dies wird erreicht durch ein Verfahren für Wasserstoff und Sauerstoff aus Wasserdampf , umfassend das Leiten des Dampfes durch dieses elektrische Feld, gemäß der Erfindung unter Verwendung von überhitztem Dampf mit einer Temperatur von 500-550 o C , und es wurde durch ein elektrisches Feld mit konstanter Hochspannung geleitet, wodurch die Dissoziation verursacht Dampf und seine Trennung in Wasserstoff und Sauerstoffatome.

Das vorgeschlagene Verfahren auf der folgenden Basis

  1. Die elektronische Kommunikation zwischen den Wasserstoff- und Sauerstoffatomen im Verhältnis zur Erhöhung der Wassertemperatur geschwächt. Dies wird durch die Praxis der Verbrennung des Trockenkohle bestätigt. Bevor Sie die trockene Kohle verbrennen, es bewässert. Nasse Kohle produziert mehr Wärme, besser dran. Dies ergibt sich aus der Tatsache, daß die Hochtemperaturverbrennung von Kohle, Wasser in Wasserstoff und Sauerstoff zersetzt. Wasserstoff verbrennt Kalorien und zusätzliche Kohle, Sauerstoff und Luft erhöht die Menge an Sauerstoff in dem Ofen eine bessere und vollständige Verbrennung von Kohle zu erleichtern.

  2. Wasserstoff Zündtemperatur von 580 bis 590 o C, die Zersetzung von Wasser sollte unterhalb der Entzündungsschwelle von Wasserstoff sein.

  3. Die elektronische Kommunikation zwischen den Atomen von Wasserstoff und Sauerstoff bei einer Temperatur von 550 o C ist für die Bildung von Wassermolekülen noch ausreichend, aber die Bahnen der Elektronen bereits verzerrt Kommunikation mit den Wasserstoff- und Sauerstoffatomen geschwächt ist. Um weg Elektronen von ihren Bahnen und Kern Beziehung zwischen ihnen zerbrach, müssen Sie mehr Energie, um Elektronen zu schreiben, aber keine Wärme und Energie des elektrischen Feldes von Hochspannung. Die potentielle Energie eines elektrischen Feldes wird in die kinetische Energie des Elektrons konvertiert. Die Geschwindigkeit von Elektronen in einem elektrischen Feld von Gleichstrom proportional zur Quadratwurzel der Spannung an die Elektroden angelegt.

  4. Zersetzung des überhitzten Dampfes in dem elektrischen Feld bei einer niedrigen Dampfgeschwindigkeit auftreten, und die Geschwindigkeit solcher Dampf bei 550 o C können nur in einem offenen Raum erhalten werden.

  5. Zur Herstellung von Wasserstoff und Sauerstoff in großen Mengen müssen das Gesetz der Erhaltung der Materie zu verwenden. Daraus das Gesetz folgt: wie viel Wasser in Wasserstoff und Sauerstoff zerlegt, erhalten die gleiche Menge an Wasser in der Oxidations dieser Gase.

Die Fähigkeit der Erfindung wird durch die Beispiele bestätigt , in drei verschiedene Einstellungen durchgeführt.

Alle drei Einheiten sind aus dem gleichen, einheitlichen zylindrisch geformte Artikel aus Stahlrohren gefertigt.

ersten Ausführungsform
Arbeits und Einstelleinrichtung der ersten Ausführungsform (Figur 1).

Verfahren zur Herstellung von Wasserstoff und Sauerstoff aus Wasser

Alle drei Versionen arbeiten Einheiten mit einer Dampftemperatur von 550 o C. Nicht-geschlossenen Raum mit der Herstellung von überhitztem Dampf in einem offenen Raum beginnt liefert Geschwindigkeitsregelkreis - Dampfexpansion bis zu 2 m / sec.

Herstellung von Heißdampf erfolgt in einem Stahlrohr aus hitzebeständigem Stahl / Anlasser / Durchmesser und Länge, die auf der Leistungsstufe abhängt. Die Kapazität der Anlage bestimmt die Anzahl der abbaubaren Wasser, l / s.

Ein Liter Wasser enthielt 124 l Wasserstoff und 622 Liter Sauerstoff, bezogen auf 329 kcal der Kalorien.

Vor der Installation des Anlassers ausgehend erhitzt 800-1000 o C / Heizung durch jedes Verfahren / hergestellt.

Ein Starter Ende gesteckt Flansch, durch die das dosierte Wasser auf die berechnete Leistung zu zersetzen. Das Wasser in den Anlasser erwärmt auf 550 o C, verlßt sich frei von dem anderen Ende des Starters und tritt in die Expansionskammer, die mit den Starter Flansche verbunden ist.

Die Heißdampfexpansionskammer in Wasserstoff und Sauerstoff durch ein elektrisches Feld durch die positiven und negativen Elektroden, an die eine Gleichspannung von 6.000 erzeugt zerlegt. Selbst dient als positive Elektrode Kammerkörper / Rohr / und die negative Elektrode ist ein dünnwandiges Stahlrohr, montiert auf dem Mittelgehäuse, über die gesamte Oberfläche von dem Öffnungen mit einem Durchmesser von 20 mm aufweist.

Das Rohr - Elektrode ein Gitter ist, das nicht Widerstand der Wasserstoffelektrode mit dem Eingang schafft. Die Elektrode wird an den Buchsen an das Mantelrohr befestigt und Montage die gleiche hohe Spannung angelegt wird. Das Ende der Rohrenden der negativen Elektrode und einem wärmebeständigen Isolationsrohr für Wasserstofffreisetzung über den Flansch der Kamera. Sauerstoff aus dem Kameragehäuse durch eine Stahlrohrdehnungen. Positive Elektrode / Kammerkörper / muss am positiven Pol der Gleichstrom geerdet und geerdet sein.

Die Ausbeute an Wasserstoff zu Sauerstoff von 1: 5.

zweite Ausführungsform
Arbeits und Einstelleinrichtung der zweiten Ausführungsform (Schema 2).

DEVICE Erzeugung von Wasserstoff und Sauerstoff aus Wasser

Die Installation der zweiten Ausführungsform ist so ausgelegt , große Mengen von Wasserstoff und Sauerstoff zu erzeugen , durch parallele Abbau von großen Mengen an Wasser und Oxidationsgas in Heizkesseln für den Betrieb von Kraftwerken Hochdruckdampf zu erzeugen , die auf Wasserstoff / nachfolgend WPP / laufen.

Die Anlage arbeitet wie in der ersten Ausführungsform, mit der Herstellung von Heißdampf in den Starter beginnt. Aber dies unterscheidet sich von der Startermotorstarter in der ersten Ausführung. Der Unterschied besteht darin, dass am Ende des Starters tap verschweißt ist, wobei ein Paar von Schalt montiert ist zwei Positionen aufweist, - die "Start" und "Arbeit".

Was zu einem Starter Dampf tritt in den Wärmetauscher, der zum Einstellen der Temperatur des zurückgewonnenen Wassers in dem Kessel vorgesehen ist, nach der Oxidation / K1 / 550 o C. Der Wärmetauscher / To / - Rohr sowie alle Produkte mit dem gleichen Durchmesser. Montiert zwischen Rohrflansche aus hitzebeständigem Stahlrohr, die überhitzten Dampf erstreckt. Die Rohre werden mit Wasser aus dem geschlossenen Kühlsystem optimiert.

Aus dem Wärmetauscher gelangt überhitzter Dampf in die Expansionskammer, genau die gleiche wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel der Installation.

Wasserstoff und Sauerstoff kommt aus der Zersetzungskammer zum Brenner des Heizkessels 1, bei dem Wasserstoff durch eine Zigarette angezündet wird leichter, - gebildet torch. Taschenlampe, fließt um den Kessel 1, es schafft eine Arbeitshochdruckdampf. Taschenlampe Schwanz Kessel 1 auf den Kessel 2 zugeführt und seine Wärme in den Kessel 2 vorzubereiten Dampf für den Kessel 1. Startet die kontinuierliche Oxidation von Gasen, um den Kesselkreislauf aus der bekannten Formel:

2H 2 + O 2 = 2H 2 O + Wärme

Als Ergebnis des Oxidationsgases wiedergewonnener Wasser und Wärme erzeugt. Diese Wärme wird in der Installation von Kessel 1 und 2, sammelte sie in Wärme in der Arbeit von Hochdruckdampf drehen. Eine reduzierte Wasser fließt zu Hochtemperatur-Wärmetauscher auf die nächste, von der es auf die nächste Kammer Zersetzung. Dieser Trichter Wasser von einem Zustand in einen anderen weiter so oft wie Sie weg in Form eines Paares von Arbeits für WPP Kapazität gesammelt von dieser Wärmeenergie erhalten möchten.

Nach dem ersten Teil des überhitzten Dampfes Bypass alle Produkte die berechnete Energie skizzieren und verläßt diesen im Kesselkreis 2 wird der überhitzte Dampf durch ein Rohr in Dampfschalter geschickt an den Starter montiert. Das Schalterpaar aus dem "Start-up" wird übersetzt zu "arbeiten", wonach es in den Starter fällt. Der Starter ist deaktiviert / Wasser-Heizung /. Von einem Starter überhitzte Dampf tritt in den ersten Wärmetauscher und von dort zu der Expansionskammer. Es beginnt eine neue Runde von überhitztem Dampf entlang der Kontur. Von diesem Punkt an Kontur Zersetzung und Plasma auf sich selbst geschlossen.

Wasserinstallationskosten nur auf die Ausbildung einer Hochdruck-Arbeitsdampf, der aus der Rückführschleife nach Abdampf der Turbine entnommen wird.

Der Mangel an Kraftwerke zu VES - ist ihre Sperrigkeit. Zum Beispiel für ein 250 - MW - Windpark muss zur gleichen Zeit 455 Liter Wasser pro Sekunde erweitert werden, und dies wird die Expansionskammern 227, 227 Wärmetauscher, Boiler 227 / K1 / 227 Heizkessel / K2 / erfordern. Aber diese Ungeschicklichkeit wird hundertmal sein bereits nur durch die Tatsache gerechtfertigt , dass der Kraftstoff für den Windpark wird nur Wasser, nicht die Umweltleistung von WPP, billigen Strom und Wärme zu erwähnen.

dritten Ausführungsform
3. Version des Netzteils (Abbildung 3).

Herstellung von Wasserstoff und Sauerstoff aus Wasser

Es ist das gleiche Kraftwerk sowie der zweite.

Der Unterschied zwischen ihnen besteht darin, dass dieses System kontinuierlich aus dem Starter arbeitet, wird der Expansionsschaltung von Wasserdampf und Wasserstoffverbrennung in Sauerstoff auf sich selbst nicht geschlossen. Das Endprodukt ist ein Wärmetauscher mit der Expansionskammer zu installieren. Diese Anordnung ermöglicht, andere Produkte als elektrische Energie und Wärme, mehr Wasserstoff und Sauerstoff oder Wasserstoff und Ozon zu erhalten. Das Kraftwerk von 250 MW , wenn sie auf dem Starter arbeiten wird Energie zum Heizen des Starter, Wasser 7,2 m 3 / h und das Wasser auf die Bildung eines Arbeitsstoffpaar von 1620 m 3 / h / Wasser Abdampf / Return - Schleife verwenden. Das Antriebssystem für den WEC 550 o C Wassertemperatur. Der Dampfdruck von 250 atm. Energieverbrauch in der Schaffung eines elektrischen Feldes auf der gleichen Zellexpansion wird ca. 3600 kW / h betragen.

Das Kraftwerk von 250 MW , wenn Produkte auf vier Etagen Platzierung wird eine Fläche von 114 mx 20 m und einer Höhe von 10 m zu besetzen. Nicht unter Berücksichtigung der Fläche unter der Turbine, Generator und Transformator für 250 kVA - 380 x 6000.

Erfindung hat die folgenden Vorteile

  1. Die Wärme, die während der Oxidationsgas erzeugt wird, kann direkt vor Ort genutzt werden, und der Wasserstoff und Sauerstoff durch das Recycling von Abfall Dampf und Prozesswasser erhalten.

  2. Eine kleine Strömung von Wasser bei der Herstellung von Elektrizität und Wärme.

  3. Die Einfachheit des Verfahrens.

  4. Erhebliche Energieeinsparungen, wie Sie verbrachte nur ein Warm-up vor dem Starter stetigen Temperaturprofils.

  5. Eine hohe Prozessleistung, da Dissoziation von Wassermolekülen dauert einige Zehntelsekunden.

  6. Explosion und Feuer-Methode, weil wenn es nicht notwendig, in die Behälter zur Durchführung des Wasserstoff und Sauerstoff zu sammeln.

  7. In dem Prozess wiederholt gereinigt, um das Wasser von der Installation, verwandelt in destilliert. Dies beseitigt Schlamm und Schaum, die die Lebensdauer des Gerätes erhöht.

  8. Die Installation besteht aus gewöhnlichem Stahl hergestellt; außer Sieder aus feuerfest ausgekleideten Stahl und Abschirmung ihrer Wände hergestellt. Das heißt, erfordern keine spezielle teure Materialien.

Die Erfindung kann Anwendung in der Industrie finden , indem der Kohlenwasserstoffbrennstoff und Kernkraftwerke für eine billige, umweltfreundlich und gemeinsamen Austausch - Wasserhaltevermögen in diesen Einrichtungen.

FORDERUNGEN

Verfahren zum Wasserstoff und Sauerstoff aus Wasserdampf , umfassend die Weitergabe von Dampf durch das elektrische Feld, dadurch gekennzeichnet, daß der überhitzte Wasserdampf eine Temperatur von 500 - 550 o C, fließt durch das elektrische Feld der Hochspannungsgleichstrom für die Dissoziation von Wasserdampf und seine Trennung in Wasserstoffatome und Sauerstoff.

Druckversion
Erscheinungsdatum 02.11.2006gg