tra. O ovoj tehnici raspravljalo se gore u paragrafu o pročišćavanju vodikovog monoksida CO. Iako se na prvi pogled ovaj način dobivanja vodika može činiti atraktivnim, njegova praktična provedba prilično je komplicirana.

Zamislite takav eksperiment. U cilindričnoj posudi pod p šn je 1 kmol čiste vodene pare. Težina klipa stvara stalni tlak u cocj jednak 1 atm. Para u posudi se zagrijava na temperaturu> 3000 K. Navedene vrijednosti tlaka i temperature odabrane su proizvoljno. ali kao primjer.

Ako se u posudi nalaze samo molekule H20, tada se količina slobodne energije sustava može odrediti pomoću odgovarajućih TeD tablica dinamičkih svojstava vode i vodene pare. No, zapravo, barem dio molekula vodene pare podvrgnuti razgradnji na svoje sastojke kemijski elementi, tj. vodik i kisik:

stoga će dobivena smjesa koja sadrži molekule H20, H2 i O2 biti pougljena. teriziran različitom vrijednošću slobodne energije. Kad bi sve molekule vodene pare disocirale, tada bi posuda sadržavala plinska smjesa koji sadrži 1 kmol vodika i 0,5 kmol kisika. Količina slobodne energije ove plinske smjese pri istom tlaku (1 a i temperatura (3000 K)) ispada da je veća od količine slobodne energije čiste vodene pare. Imajte na umu da je 1 kmol vodene pare pretvoren u 1 kmol vodika i 0,5 kmol kisika, tj. ukupna količina tvari koja: je A "oG) | | (= 1,5 kmol. Dakle, parcijalni tlak vodik b> je 1/1,5 atm, a parcijalni tlak kisika je 0,5/1,5 atm. Pri bilo kojoj realnoj vrijednosti temperature, disocijacija vode n bit će nepotpuna. Označimo udio disociranih molekula promjene F. Tada će količina vodene pare (kmol) koja se nije razgradila biti jednaka (1 - F) (pretpostavljamo da je u posudi bio 1 kmol vodene pare). Količina nastalog vodika (kmol) bit će jednaka F, a kisika - F. Dobivena smjesa imat će sastav (l-F)n20 + FH2 + ^F02. Ukupna plinska smjesa (kmol) Riža. 8.8. Ovisnost slobodne energije smjese vodene pare, vodika i kisika o molnom udjelu disocirane vodene pare Slobodna energija komponente smjese ovisi o tlaku prema odnosu 8i = 8i +RTnp(, (41) gdje je g - slobodna energija /-te komponente smjese po 1 kilomol ftp i tlaku od 1 atm (vidi “Ovisnost slobodne energije o temperaturi u poglavlju 7). Ovisnost slobodne energije smjese o F, određena jednadžbom (42), prikazana je na sl. 8.8 Kao što je vidljivo sa slike, slobodna energija smjese vodene pare, kisika i vodika pri temperaturi od 3000 K i tlak od 1 atm: minimalno ako udio disociranih molekula vode spaja sastav 14,8 posto. U ovom trenutku, brzina reverzne reakcije n, + - SU, -\u003e H-, 0 jednaka je brzini 1 2 sti izravne reakcije H20 -» ​​​​H2 + - 02, tj. uspostavlja se ravnoteža. Za određivanje točke ravnoteže potrebno je pronaći vrijednost F at torus SP11X ima minimum. d Gmjy -$ -$ 1 -$ -^ \u003d - Jan2o + Ru2 + 2^o2 + Sh2o “ Sn2 ~ 2 go2 Konstanta ravnoteže Kp ovisi o temperaturi i stehiometrijskim koeficijentima u jednadžbi kemijska reakcija. Vrijednost Kp za reakciju H-0 -» H2 + ^02 razlikuje se od vrijednosti za reakciju 2H20 -» ​​​​2H2 + 02. Štoviše, konstanta ravnoteže ne ovisi o tlaku. Doista, ako se okrenemo formuli (48), možemo vidjeti da su vrijednosti slobodne energije g* određene pri tlaku od 1 atm i ne ovise o tlaku u sustavu. Štoviše, ako vodena para sadrži primjesu inertnog plina, kao što je argon, tada to također neće promijeniti vrijednost konstante ravnoteže, budući da je vrijednost g "Ar jednaka 1 *. Odnos između konstante ravnoteže Kp i udjela disocirane vodene pare /' može se dobiti izražavanjem parcijalnih tlakova komponenata smjese kao funkcije F, kao što je učinjeno u formulama (38), 39) i (40). Imajte na umu da ove formule vrijede samo za određeni slučaj, kada je ukupni tlak 1 atm. U općem slučaju, kada je plinska smjesa pod nekim proizvoljnim tlakom p, parcijalni tlakovi mogu se izračunati pomoću sljedećih odnosa: Kao što slijedi iz gornjih podataka, izravna toplinska razgradnja vode moguća je samo pri vrlo visokim temperaturama. Kao što je prikazano na sl. 8.9, na talištu paladija (1825 K) na atmosferskoj. samo mali dio vodene pare prolazi kroz disocijaciju u ovom slučaju. To znači da će parcijalni tlak vodika proizveden toplinskom razgradnjom vode biti prenizak da bi se koristio u praktičnim primjenama. Povećanje tlaka vodene pare neće popraviti situaciju, budući da se stupanj disocijacije naglo smanjuje pri (sl. 8.10). Definicija konstante ravnoteže može se proširiti i na slučaj složenijih reakcija. Tako, na primjer, za reakciju Vrijednost -246 MJ/kmol je vrijednost energije formiranja vode, prosječna u temperaturnom rasponu od nula do 3000 K. Gornji omjer je još jedan primjer Boltzmannove jednadžbe.

Predložena metoda temelji se na sljedećem:

1. Elektronska veza između atoma vodik i kisik smanjuje se proporcionalno porastu temperature vode. To potvrđuje praksa pri izgaranju suhog ugljena. Prije spaljivanja suhog ugljena, zalijeva se. Mokri ugljen daje više topline, bolje gori. To je zbog činjenice da se pri visokoj temperaturi izgaranja ugljena voda raspada na vodik i kisik. Vodik sagorijeva i ugljenu daje dodatne kalorije, a kisik povećava količinu kisika u zraku u ložištu, što doprinosi boljem i potpunom izgaranju ugljena.
2. Temperatura paljenja vodika od 580 prije 590oC, raspad vode mora biti ispod praga paljenja vodika.
3. Elektronska veza između atoma vodika i kisika pri temperaturi 550oC je još dostatan za nastanak molekula vode, ali su orbite elektrona već iskrivljene, veza s atomima vodika i kisika je oslabljena. Da bi elektroni napustili svoje orbite i da bi se atomska veza između njih raspala, morate elektronima dodati još energije, ali ne topline, već energije električno polje visoki napon. Tada se potencijalna energija električnog polja pretvara u kinetičku energiju elektrona. Brzina elektrona u istosmjernom električnom polju proporcionalno raste korijen napon koji se primjenjuje na elektrode.
4. Do razgradnje pregrijane pare u električnom polju može doći pri maloj brzini pare, a takva brzina pare pri temperaturi 550oC može se dobiti samo na otvorenom prostoru.
5. Da biste dobili vodik i kisik u velikim količinama, morate koristiti zakon održanja materije. Iz tog zakona slijedi: u kolikoj se količini voda razložila na vodik i kisik, u tolikoj ćemo količini dobiti vodu kada se ti plinovi oksidiraju.

Mogućnost provedbe izuma potvrđena je izvedenim primjerima u tri mogućnosti ugradnje.

Sve tri verzije postrojenja izrađene su od istih, objedinjenih cilindričnih proizvoda od čeličnih cijevi.

Prva opcija
Rad i instalacijski uređaj prve opcije ( shema 1)

U sve tri izvedbe rad jedinica počinje pripremom pregrijane pare u otvorenom prostoru s temperaturom pare od 550 o C. Otvoreni prostor osigurava brzinu po krugu razgradnje pare do 2 m/s.

Priprema pregrijane pare odvija se u toplinski postojanoj čeličnoj cijevi /starteru/ čiji promjer i duljina ovisi o snazi ​​instalacije. Snaga instalacije određuje količinu razgrađene vode, litara / s.

Jedna litra vode sadrži 124 litre vodika i 622 litre kisika, u smislu kalorija jest 329 kcal.

Prije pokretanja jedinice, starter se zagrijava od 800 do 1000 o C/grijanje se vrši na bilo koji način/.

Jedan kraj startera je začepljen prirubnicom kroz koju ulazi dozirana voda za razgradnju do proračunske snage. Voda u starteru se zagrijava do 550oC, slobodno izlazi s drugog kraja startera i ulazi u komoru za razgradnju, s kojom je starter povezan prirubnicama.

U komori za razgradnju pregrijana para se razgrađuje na vodik i kisik pomoću električnog polja koje stvaraju pozitivne i negativne elektrode na koje se napaja istosmjerna struja s naponom 6000 V. Pozitivna elektroda je samo tijelo komore /cijev/, a negativna elektroda je čelična cijev tankih stijenki montirana u središtu tijela, po čijoj cijeloj površini se nalaze otvori promjera 20 mm.

Cijev-elektroda je rešetka koja ne bi trebala stvarati otpor ulasku vodika u elektrodu. Elektroda je pričvršćena na tijelo cijevi na čahurama i kroz isti priključak se dovodi visoki napon. Kraj cijevi negativne elektrode završava s električno izolacijskom i toplinski otpornom cijevi za izlazak vodika kroz prirubnicu komore. Izlaz kisika iz tijela komore za razgradnju kroz čeličnu cijev. Pozitivna elektroda /tijelo kamere/ mora biti uzemljena, a pozitivni pol istosmjernog napajanja uzemljen.

Izlaz vodik prema kisik 1:5.

Druga opcija
Rad i instalacijski uređaj prema drugoj opciji ( shema 2)

Instalacija druge opcije predviđena je za proizvodnju velike količine vodika i kisika uslijed paralelne razgradnje velike količine vode i oksidacije plinova u kotlovima za dobivanje visokotlačne radne pare za elektrane na vodik / u budućnost WES/.

Rad instalacije, kao u prvoj verziji, počinje pripremom pregrijane pare u starteru. Ali ovaj starter se razlikuje od startera u 1. verziji. Razlika je u tome što je na kraju startera zavarena grana u koju je ugrađen parni prekidač koji ima dva položaja - "start" i "rad".

Para dobivena u starteru ulazi u izmjenjivač topline, koji je dizajniran za podešavanje temperature obnovljene vode nakon oksidacije u kotlu / K1/ prije 550oC. Izmjenjivač topline / Da/ - cijev, kao i svi proizvodi istog promjera. Između prirubnica cijevi montirane su čelične cijevi otporne na toplinu kroz koje prolazi pregrijana para. U cijevima teče voda iz zatvorenog rashladnog sustava.

Iz izmjenjivača topline pregrijana para ulazi u komoru za razgradnju, potpuno isto kao u prvoj verziji instalacije.

Vodik i kisik iz komore za razgradnju ulaze u plamenik kotla 1 u kojem se vodik pali upaljačem – nastaje baklja. Baklja, koja struji oko kotla 1, stvara u njemu radnu paru pod visokim pritiskom. Rep baklje iz kotla 1 ulazi u kotao 2 i svojom toplinom u kotlu 2 priprema paru za kotao 1. Počinje kontinuirana oksidacija plinova po cijeloj konturi kotla prema poznatoj formuli:

2H 2 + O 2 = 2H 2 O + toplina

Kao rezultat oksidacije plinova dolazi do redukcije vode i oslobađanja topline. Ovu toplinu u postrojenju skupljaju kotlovi 1 i kotlovi 2, pretvarajući je u radnu paru pod visokim pritiskom. A obnovljena voda visoke temperature ulazi u sljedeći izmjenjivač topline, iz njega u sljedeću komoru za razgradnju. Takav slijed prijelaza vode iz jednog stanja u drugo nastavlja se onoliko puta koliko je potrebno primiti energiju iz te prikupljene topline u obliku radne pare da bi se osigurao projektirani kapacitet. WES.

Nakon što prvi dio pregrijane pare zaobiđe sve proizvode, da krugu izračunatu energiju i napusti zadnji kotao 2 u krugu, pregrijana para se usmjerava kroz cijev do parnog prekidača montiranog na starteru. Parna sklopka se pomiče iz položaja "start" u položaj "rad", nakon čega ulazi u starter. Starter je isključen /voda, grijanje/. Iz startera pregrijana para ulazi u prvi izmjenjivač topline, a iz njega u komoru za razgradnju. Novi krug pregrijane pare počinje duž kruga. Od ovog trenutka nadalje, krug razgradnje i plazme je zatvoren u sebi.

Postrojenje koristi vodu samo za stvaranje visokotlačne radne pare, koja se uzima iz povratnog kruga ispušne pare nakon turbine.

Nedostatak elektrana za WES je njihova glomaznost. Na primjer, za WES na 250 MW moraju biti razloženi u isto vrijeme 455 l vode u jednoj sekundi, a to će zahtijevati 227 komore za razgradnju, 227 izmjenjivača topline, 227 kotlova / K1/, 227 kotlovi / K2/. Ali takvu će glomaznost stostruko opravdati samo činjenica da je gorivo za WES bit će samo voda, a o ekološkoj čistoći da i ne govorimo WES, jeftina električna energija i toplina.

Treća opcija
3. verzija elektrane ( shema 3)

Ovo je potpuno ista elektrana kao i druga.

Razlika između njih je u tome što ova jedinica stalno radi od startera, razgradnja pare i izgaranje vodika u krugu kisika nije zatvorena sama za sebe. Konačni proizvod u postrojenju bit će izmjenjivač topline s komorom za razgradnju. Ovakav raspored proizvoda omogućit će dobivanje, osim električne energije i topline, vodika i kisika ili vodika i ozona. Elektrana uključena 250 MW kada radi od startera, trošit će energiju za zagrijavanje startera, vode 7,2 m3/h i vode za stvaranje radne pare 1620 m 3 / h / voda koristi se iz povratnog kruga ispušne pare/. U elektrani za WES temperatura vode 550oC. Tlak pare 250 at. Potrošnja energije za stvaranje električnog polja po jednoj komori za razgradnju bit će približno 3600 kWh.

Elektrana za 250 MW pri postavljanju proizvoda na četiri kata, zauzimat će površinu 114 x 20 m i visine 10 m. Ne uzimajući u obzir područje za turbinu, generator i transformator 250 kVA - 380 x 6000 V.

IZUM IMA SLJEDEĆE PREDNOSTI

1. Toplina dobivena oksidacijom plinova može se koristiti izravno na gradilištu, a vodik i kisik dobivaju se iz odlaganja ispušne pare i tehnološke vode.
2. Mala potrošnja vode pri proizvodnji električne i toplinske energije.
3. Jednostavnost metode.
4. Značajne uštede energije, kao troši se samo na zagrijavanje startera na stalni toplinski režim.
5. Visoka produktivnost procesa, jer disocijacija molekula vode traje desetinke sekunde.
6. Eksplozivna i požarna sigurnost metode, jer u njegovoj provedbi nema potrebe za spremnicima za skupljanje vodika i kisika.
7. Tijekom rada instalacije voda se više puta pročišćava pretvarajući se u destiliranu vodu. Time se eliminiraju taloženje i kamenac, što produljuje životni vijek instalacije.
8. Instalacija je izrađena od običnog čelika; s izuzetkom kotlova izrađenih od čelika otpornih na toplinu s oblogom i zaštitom njihovih stijenki. Odnosno, nisu potrebni posebni skupi materijali.

Izum može naći primjenu u industriju zamjenom ugljikovodika i nuklearnog goriva u elektranama jeftinom, raširenom i ekološki prihvatljivom vodom, uz zadržavanje snage tih postrojenja.

ZAHTJEV

Metoda dobivanja vodika i kisika iz vodene pare, koji uključuje propuštanje te pare kroz električno polje, karakteriziran time što se koristi pregrijana vodena para s temperaturom 500 - 550 o C, prošao kroz visokonaponsko istosmjerno električno polje kako bi disocirao paru i razdvojio je na atome vodika i kisika.

Ime izumitelja: Ermakov Viktor Grigorijevič
Ime nositelja patenta: Ermakov Viktor Grigorijevič
Adresa za dopisivanje: 614037, Perm, Mozyrskaya st., 5, kv.70 Ermakov Viktor Grigoryevich
Datum početka patenta: 1998.04.27

Izum je namijenjen za energetiku i može se koristiti za dobivanje jeftinih i ekonomičnih izvora energije. Pregrijana vodena para dobiva se na otvorenom prostoru s temperaturom 500-550 o C. Pregrijana vodena para prolazi kroz konstantno električno polje visokog napona ( 6000 V) za proizvodnju vodika i kisika. Metoda je jednostavna u dizajnu hardvera, ekonomična, otporna na požar i eksploziju, visokih performansi.

OPIS IZUMA

Vodik, u kombinaciji s oksidacijom kisika, zauzima prvo mjesto po kaloričnoj vrijednosti po 1 kg goriva među svim gorivima koja se koriste za proizvodnju električne i toplinske energije. Ali visoka kalorična vrijednost vodika još uvijek se ne koristi u proizvodnji električne energije i topline i ne može se natjecati s ugljikovodičnim gorivom.

Prepreka korištenju vodika u energetici je skup način njegove proizvodnje, koji nije ekonomski opravdan. Za dobivanje vodika uglavnom se koriste postrojenja za elektrolizu koja su neučinkovita, a energija utrošena za proizvodnju vodika jednaka je energiji dobivenoj izgaranjem tog vodika.

Poznata metoda za proizvodnju vodika i kisika iz pregrijane pare s temperaturom od 1800-2500 o C opisano u prijavi za UK N 1489054 (klasa C 01 B 1/03, 1977.). Ova metoda je složena, energetski intenzivna i teška za provedbu.

Rnrnrn rnrnrn rnrnrn

Najbliža predloženoj je metoda za proizvodnju vodika i kisika iz pare na katalizator propuštanjem te pare kroz električno polje, opisano u prijavi UK-a N 1585527 (klasa C 01 B 3/04, 1981.).

Nedostaci ove metode uključuju:

nemogućnost dobivanja vodika u velikim količinama;

energetski intenzitet;

složenost uređaja i korištenje skupih materijala;

nemogućnost provedbe ove metode pri korištenju tehničke vode, budući da će se na stjenkama uređaja i na katalizatoru formirati naslage i kamenac na temperaturi zasićene pare, što će dovesti do njegovog brzog kvara;

za skupljanje dobivenog vodika i kisika koriste se posebni spremnici za sakupljanje, što metodu čini zapaljivom i eksplozivnom.

Problem na koji je izum usmjeren je uklanjanje gore navedenih nedostataka, kao i dobivanje jeftinog izvora energije i topline.

To se postiže tako što da se u metodi za proizvodnju vodika i kisika iz vodene pare, uključujući propuštanje ove pare kroz električno polje, prema izumu, koristi pregrijana para s temperaturom 500-550 o C i propustiti ga kroz električno polje istosmjerne struje visokog napona, uzrokujući tako disociranje pare i razdvajanje na atome vodik i kisik.

PREDLOŽENA METODA TEMELI SE NA SLJEDEĆEM

Elektronska veza između atoma vodik i kisik smanjuje se proporcionalno porastu temperature vode. To potvrđuje praksa pri izgaranju suhog ugljena. Prije spaljivanja suhog ugljena, zalijeva se. Mokri ugljen daje više topline, bolje gori. To je zbog činjenice da se pri visokoj temperaturi izgaranja ugljena voda raspada na vodik i kisik. Vodik sagorijeva i ugljenu daje dodatne kalorije, a kisik povećava količinu kisika u zraku u ložištu, što doprinosi boljem i potpunom izgaranju ugljena.

Rnrnrn rnrnrn rnrnrn

Temperatura paljenja vodika od 580 prije 590oC, raspad vode mora biti ispod praga paljenja vodika.

Elektronska veza između atoma vodika i kisika pri temperaturi 550oC je još dostatan za nastanak molekula vode, ali su orbite elektrona već iskrivljene, veza s atomima vodika i kisika je oslabljena. Da bi elektroni napustili svoje orbite i da bi se atomska veza među njima raskinula, potrebno je da elektroni dodaju više energije, ali ne topline, već energiju električnog polja visokog napona. Tada se potencijalna energija električnog polja pretvara u kinetičku energiju elektrona. Brzina elektrona u istosmjernom električnom polju raste proporcionalno kvadratnom korijenu napona primijenjenog na elektrode.

Do razgradnje pregrijane pare u električnom polju može doći pri maloj brzini pare, a takva brzina pare pri temperaturi 550oC može se dobiti samo na otvorenom prostoru.

Da biste dobili vodik i kisik u velikim količinama, morate koristiti zakon održanja materije. Iz tog zakona slijedi: u kolikoj se količini voda razložila na vodik i kisik, u tolikoj ćemo količini dobiti vodu kada se ti plinovi oksidiraju.

Mogućnost provedbe izuma potvrđena je izvedenim primjerima u tri mogućnosti ugradnje.

Sve tri verzije postrojenja izrađene su od istih, objedinjenih cilindričnih proizvoda od čeličnih cijevi.

Prva opcija
Rad i instalacijski uređaj prve opcije ( shema 1).

U sve tri izvedbe rad jedinica počinje pripremom pregrijane pare u otvorenom prostoru s temperaturom pare od 550 o C. Otvoreni prostor osigurava brzinu po krugu razgradnje pare do 2 m/s.

Priprema pregrijane pare odvija se u toplinski postojanoj čeličnoj cijevi /starteru/ čiji promjer i duljina ovisi o snazi ​​instalacije. Snaga instalacije određuje količinu razgrađene vode, litara / s.

Jedna litra vode sadrži 124 litre vodika i 622 litre kisika, u smislu kalorija jest 329 kcal.

Prije pokretanja jedinice, starter se zagrijava od 800 do 1000 o C/grijanje se vrši na bilo koji način/.

Jedan kraj startera je začepljen prirubnicom kroz koju ulazi dozirana voda za razgradnju do proračunske snage. Voda u starteru se zagrijava do 550oC, slobodno izlazi s drugog kraja startera i ulazi u komoru za razgradnju, s kojom je starter povezan prirubnicama.

U komori za razgradnju pregrijana para se razgrađuje na vodik i kisik pomoću električnog polja koje stvaraju pozitivne i negativne elektrode na koje se napaja istosmjerna struja s naponom 6000 V. Pozitivna elektroda je samo tijelo komore /cijev/, a negativna elektroda je čelična cijev tankih stijenki montirana u središtu tijela, po čijoj cijeloj površini se nalaze otvori promjera 20 mm.

Cijev - elektroda je mrežica koja ne smije stvarati otpor vodiku da uđe u elektrodu. Elektroda je pričvršćena na tijelo cijevi na čahurama, a visoki napon se dovodi kroz isti nosač. Kraj cijevi negativne elektrode završava s električno izolacijskom i toplinski otpornom cijevi za izlazak vodika kroz prirubnicu komore. Izlaz kisika iz tijela komore za razgradnju kroz čeličnu cijev. Pozitivna elektroda /tijelo kamere/ mora biti uzemljena, a pozitivni pol istosmjernog napajanja uzemljen.

Rnrnrn rnrnrn rnrnrn

Izlaz vodik prema kisik 1:5.

Druga opcija
Rad i instalacijski uređaj prema drugoj opciji ( shema 2).

Instalacija druge opcije predviđena je za proizvodnju velike količine vodika i kisika uslijed paralelne razgradnje velike količine vode i oksidacije plinova u kotlovima za dobivanje visokotlačne radne pare za elektrane na vodik / u budućnost WES/.

Rad instalacije, kao u prvoj verziji, počinje pripremom pregrijane pare u starteru. Ali ovaj starter se razlikuje od startera u 1. verziji. Razlika je u tome što je na kraju startera zavarena grana u koju je ugrađen parni prekidač koji ima dva položaja - "start" i "rad".

Para dobivena u starteru ulazi u izmjenjivač topline, koji je dizajniran za podešavanje temperature obnovljene vode nakon oksidacije u kotlu / K1/ prije 550oC. Izmjenjivač topline / Da/ - cijev, kao i svi proizvodi istog promjera. Između prirubnica cijevi montirane su čelične cijevi otporne na toplinu kroz koje prolazi pregrijana para. U cijevima teče voda iz zatvorenog rashladnog sustava.

Iz izmjenjivača topline pregrijana para ulazi u komoru za razgradnju, potpuno isto kao u prvoj verziji instalacije.

Vodik i kisik iz komore za razgradnju ulaze u plamenik kotla 1, u kojem se vodik pali upaljačem – nastaje baklja. Baklja, koja struji oko kotla 1, stvara u njemu radnu paru pod visokim pritiskom. Rep baklje iz kotla 1 ulazi u kotao 2 i svojom toplinom u kotlu 2 priprema paru za kotao 1. Počinje kontinuirana oksidacija plinova po cijeloj konturi kotla prema poznatoj formuli:

2H 2 + O 2 = 2H 2 O + toplina

Kao rezultat oksidacije plinova dolazi do redukcije vode i oslobađanja topline. Ovu toplinu u postrojenju skupljaju kotlovi 1 i kotlovi 2, pretvarajući je u radnu paru pod visokim pritiskom. A obnovljena voda visoke temperature ulazi u sljedeći izmjenjivač topline, iz njega u sljedeću komoru za razgradnju. Takav slijed prijelaza vode iz jednog stanja u drugo nastavlja se onoliko puta koliko je potrebno primiti energiju iz te prikupljene topline u obliku radne pare da bi se osigurao projektirani kapacitet. WES.

Nakon što prvi dio pregrijane pare zaobiđe sve proizvode, da krugu izračunatu energiju i napusti zadnji kotao 2 u krugu, pregrijana para se usmjerava kroz cijev do parnog prekidača montiranog na starteru. Parna sklopka se pomiče iz položaja "start" u položaj "rad", nakon čega ulazi u starter. Starter je isključen /voda, grijanje/. Iz startera pregrijana para ulazi u prvi izmjenjivač topline, a iz njega u komoru za razgradnju. Novi krug pregrijane pare počinje duž kruga. Od ovog trenutka nadalje, krug razgradnje i plazme je zatvoren u sebi.

Postrojenje koristi vodu samo za stvaranje visokotlačne radne pare, koja se uzima iz povratnog kruga ispušne pare nakon turbine.

Nedostatak elektrana za WES- ovo je njihova glomaznost. Na primjer, za WES na 250 MW moraju biti razloženi u isto vrijeme 455 l vode u jednoj sekundi, a to će zahtijevati 227 komore za razgradnju, 227 izmjenjivača topline, 227 kotlova / K1/, 227 kotlovi / K2/. Ali takvu će glomaznost stostruko opravdati samo činjenica da je gorivo za WES bit će samo voda, a o ekološkoj čistoći da i ne govorimo WES, jeftina električna energija i toplina.

Treća opcija
3. verzija elektrane ( shema 3).

Ovo je potpuno ista elektrana kao i druga.

Razlika između njih je u tome što ova jedinica stalno radi od startera, razgradnja pare i izgaranje vodika u krugu kisika nije zatvorena sama za sebe. Konačni proizvod u postrojenju bit će izmjenjivač topline s komorom za razgradnju. Ovakav raspored proizvoda omogućit će dobivanje, osim električne energije i topline, vodika i kisika ili vodika i ozona. Elektrana uključena 250 MW kada radi od startera, trošit će energiju za zagrijavanje startera, vode 7,2 m3/h i vode za stvaranje radne pare 1620 m 3 / h / voda koristi se iz povratnog kruga ispušne pare/. U elektrani za WES temperatura vode 550oC. Tlak pare 250 at. Potrošnja energije za stvaranje električnog polja po jednoj komori za razgradnju bit će približno 3600 kWh.

Elektrana za 250 MW pri postavljanju proizvoda na četiri kata, zauzimat će površinu 114 x 20 m i visine 10 m. Ne uzimajući u obzir područje za turbinu, generator i transformator 250 kVA - 380 x 6000 V.

IZUM IMA SLJEDEĆE PREDNOSTI

Toplina dobivena oksidacijom plinova može se koristiti izravno na gradilištu, a vodik i kisik dobivaju se iz odlaganja ispušne pare i tehnološke vode.

Mala potrošnja vode pri proizvodnji električne i toplinske energije.

Jednostavnost metode.

Značajne uštede energije, kao troši se samo na zagrijavanje startera na stalni toplinski režim.

Visoka produktivnost procesa, jer disocijacija molekula vode traje desetinke sekunde.

Eksplozivna i požarna sigurnost metode, jer u njegovoj provedbi nema potrebe za spremnicima za skupljanje vodika i kisika.

Tijekom rada instalacije voda se više puta pročišćava pretvarajući se u destiliranu vodu. Time se eliminiraju taloženje i kamenac, što produljuje životni vijek instalacije.

Instalacija je izrađena od običnog čelika; s izuzetkom kotlova izrađenih od čelika otpornih na toplinu s oblogom i zaštitom njihovih stijenki. Odnosno, nisu potrebni posebni skupi materijali.

Izum može naći primjenu u industriju zamjenom ugljikovodika i nuklearnog goriva u elektranama jeftinom, raširenom i ekološki prihvatljivom vodom, uz zadržavanje snage tih postrojenja.

ZAHTJEV

Metoda dobivanja vodika i kisika iz vodene pare, koji uključuje propuštanje te pare kroz električno polje, karakteriziran time što se koristi pregrijana vodena para s temperaturom 500 - 550 o C, prošao kroz visokonaponsko istosmjerno električno polje kako bi disocirao paru i razdvojio je na atome vodika i kisika.

Eksperimentalno je otkriven i proučavan novi učinak "hladnog" visokonaponskog elektrodima isparavanja i jeftine visokonaponske disocijacije tekućina. Na temelju tog otkrića autor je predložio i patentirao novu visoko učinkovitu jeftinu tehnologiju dobivanja goriva. plin iz nekih vodenih otopina na bazi visokonaponskog kapilarnog elektrodima.

UVOD

Ovaj članak govori o novom perspektivnom znanstvenom i tehničkom smjeru vodikove energije. Obavještava da je u Rusiji otkriven i eksperimentalno ispitan novi elektrofizički učinak intenzivnog "hladnog" isparavanja i disocijacije tekućina i vodenih otopina u gorive plinove bez ikakve potrošnje električne energije - visokonaponska kapilarna elektroosmoza. Dati su živopisni primjeri manifestacije ovog važnog učinka u Živoj prirodi. Otvoreni efekt je fizička osnova mnoge nove "probojne" tehnologije u energiji vodika i industrijskoj elektrokemiji. Na njegovoj osnovi autor je razvio, patentirao i aktivno istražuje novu visokoučinkovitu i energetski učinkovitu tehnologiju za dobivanje zapaljivih gorivih plinova i vodika iz vode, raznih vodenih otopina i vodeno-organskih spojeva. U članku se otkriva njihova fizička suština, tehnika implementacije u praksi, tehnička i ekonomska procjena perspektive novih plinskih generatora. U članku se također analiziraju glavni problemi vodikove energije i njezinih pojedinih tehnologija.

Ukratko o povijesti otkrića kapilarne elektroosmoze i disocijacije tekućina u plinove te razvoju nove tehnologije.Efekt sam otkrio 1985. Pokusi i pokusi kapilarnog elektroosmotskog "hladnog" isparavanja i razgradnje tekućina uz proizvodnju loživog plina bez potrošnje električne energije proveo sam u razdoblju od 1986 -96 g. Po prvi put o prirodnom procesu "hladnog" isparavanja vode u biljkama, napisao sam 1988. godine članak "Biljke - prirodne električne pumpe" /1/. O novoj visokoučinkovitoj tehnologiji za dobivanje gorivih plinova iz tekućina i dobivanje vodika iz vode na temelju ovog efekta izvijestio sam 1997. godine u svom članku “Nova tehnologija električne vatre” (odjeljak “Je li moguće spaliti vodu”) /2/. Članak je opremljen brojnim ilustracijama (sl. 1-4) s grafikonima, blok dijagramima eksperimentalnih objekata, koji otkrivaju glavne strukturne elemente i električne servisne uređaje (izvore električnog polja) kapilarnih elektroosmotskih generatora gorivnog plina koje sam predložio. Uređaji su originalni pretvarači tekućina u gorive plinove. Oni su prikazani na sl. 1-3 na pojednostavljen način, s dovoljno detalja da objasne bit nove tehnologije za proizvodnju gorivnog plina iz tekućina.

U nastavku se nalazi popis ilustracija i kratkih objašnjenja za njih. Na sl. Slika 1 prikazuje najjednostavniju eksperimentalnu postavu za "hladno" rasplinjavanje i disocijaciju tekućina s njihovom pretvorbom u gorivi plin pomoću jednog električnog polja. Slika 2 prikazuje najjednostavniji eksperimentalni postav za "hladno" rasplinjavanje i disocijaciju tekućina s dva izvora električnog polja (električno polje konstantnog predznaka za "hladno" isparavanje bilo koje tekućine elektroosmozom i drugo pulsirajuće (izmjenično) polje za drobljenje molekule isparene tekućine i pretvaranje iste u gorivo Slika 3 prikazuje pojednostavljenu blok shemu kombiniranog uređaja, koji za razliku od uređaja (Sl. 1, 2) omogućuje i dodatnu elektroaktivaciju isparene tekućine pumpa-isparivač tekućine (generator zapaljivih plinova) na glavnim parametrima uređaja. Konkretno, pokazuje odnos između performansi uređaja na jakosti električnog polja i na površini kapilarno isparene površine. Nazivi slika i dekodiranje elemenata samih uređaja dano je u opisima uz njih. Opis odnosa između elemenata uređaja i rada uređaja u dinamici dat je niže u tekstu u odgovarajućim dijelovima članka.

PERSPEKTIVE I PROBLEMI VODIKOVE ENERGETIKE

Učinkovita proizvodnja vodika iz vode primamljiv je stari san civilizacije. Jer na planetu ima puno vode, a energija vodika obećava čovječanstvu "čistu" energiju iz vode u neograničenim količinama. Štoviše, sam proces izgaranja vodika u okruženju kisika dobivenog iz vode osigurava idealno izgaranje u smislu kalorijske vrijednosti i čistoće.

Stoga je stvaranje i industrijski razvoj visokoučinkovite tehnologije elektrolize cijepanja vode na H2 i O2 odavno jedan od hitnih i prioritetnih zadataka energetike, ekologije i prometa. Još hitnije i stvarni problem energija sastoji se u rasplinjavanju krutih i tekućih ugljikovodičnih goriva, točnije, u stvaranju i implementaciji niskoenergetskih tehnologija za proizvodnju zapaljivih gorivih plinova iz bilo kojeg ugljikovodika, uključujući organski otpad. Ipak, unatoč važnosti i jednostavnosti energije i pitanja okoliša civilizacije, oni još nisu učinkovito riješeni. Dakle, koji su razlozi za visoku potrošnju energije i nisku produktivnost poznatih tehnologija vodikove energije? Više o tome u nastavku.

KRATKA USPOREDNA ANALIZA STANJA I RAZVOJA ENERGETIKE NA VODIKOVA GORIVA

Prioritet izuma za dobivanje vodika iz vode elektrolizom vode pripada ruskom znanstveniku Lačinovu D.A. (1888.). Pregledao sam stotine članaka i patenata u ovom znanstvenom i tehničkom smjeru. Postoje različite metode dobivanja vodika pri razgradnji vode: termička, elektrolitička, katalitička, termokemijska, termogravitacijska, elektroimpulsna i druge /3-12/. Sa stajališta utroška energije, energetski najzahtjevnija metoda je toplinska metoda /3/, a najmanje energetski intenzivna metoda električnog impulsa Amerikanca Stanleyja Meyera /6/. Meyerova tehnologija /6/ temelji se na metodi diskretne elektrolize razgradnje vode pomoću visokonaponskih električnih impulsa na rezonantnim frekvencijama vibracija molekula vode (Meyerova električna ćelija). Po mom mišljenju, on je najprogresivniji i najperspektivniji u smislu primijenjenih fizičkih učinaka i u smislu potrošnje energije, međutim, njegova je produktivnost još uvijek niska i ograničena potrebom da se prevladaju međumolekularne veze tekućine i nepostojanje mehanizma za uklanjanje generiranog gorivnog plina iz radne zone tekuće elektrolize.

Zaključak: Sve te i druge dobro poznate metode i uređaji za proizvodnju vodika i drugih gorivih plinova još uvijek su neučinkovite zbog nedostatka istinski visoko učinkovite tehnologije za isparavanje i cijepanje tekućih molekula. Više o tome u sljedećem odjeljku.

ANALIZA UZROKA VISOKOG ENERGETSKOG INTENZIVNOSTI I NISE PRODUKTIVNOSTI POZNATIH TEHNOLOGIJA DOBIVANJA GORIVNIH PLINOVA IZ VODE

Dobivanje gorivih plinova iz tekućina uz minimalan utrošak energije vrlo je težak znanstveni i tehnički zadatak. Značajni energetski troškovi pri dobivanju gorivog plina iz vode u poznatim tehnologijama troše se na prevladavanje međumolekulskih veza vode u tekućem agregatnom stanju. Budući da je voda vrlo složene strukture i sastava. Štoviše, paradoksalno je da, unatoč iznenađujućoj rasprostranjenosti u prirodi, struktura i svojstva vode i njezinih spojeva još uvijek nisu u mnogočemu proučeni /14/.

Sastav i latentna energija međumolekularnih veza struktura i spojeva u tekućinama.

Fizikalno-kemijski sastav čak i obične vode iz slavine prilično je kompliciran, jer voda sadrži brojne međumolekularne veze, lance i druge strukture molekula vode. Konkretno, u običnoj vodi iz slavine postoje različiti lanci posebno povezanih i orijentiranih molekula vode s ionima nečistoće (tvorbe klastera), njezini različiti koloidni spojevi i izotopi, minerali, kao i mnogi otopljeni plinovi i nečistoće /14/.

Objašnjenje problema i troškova energije za "vruće" isparavanje vode poznatim tehnologijama.

Zato u poznate načine cijepajući vodu na vodik i kisik, potrebno je utrošiti mnogo električne energije da se oslabe i potpuno pokidaju međumolekulske, a potom i molekularne veze vode. Kako bi se smanjili troškovi energije za elektrokemijsku razgradnju vode, često se koristi dodatno toplinsko zagrijavanje (do stvaranja pare), kao i uvođenje dodatnih elektrolita, na primjer, slabe otopine lužina i kiselina. Međutim, ova dobro poznata poboljšanja još uvijek ne dopuštaju značajno intenziviranje procesa disocijacije tekućina (osobito, razgradnje vode) iz njenog tekućeg agregatnog stanja. Korištenje poznatih tehnologija toplinskog isparavanja povezano je s velikim utroškom toplinske energije. A korištenje skupih katalizatora u procesu dobivanja vodika iz vodenih otopina za intenziviranje tog procesa vrlo je skupo i neučinkovito. Sada je jasan glavni razlog velike potrošnje energije pri korištenju tradicionalnih tehnologija za disocijaciju tekućina, one se troše na kidanje međumolekularnih veza tekućina.

Kritika najnaprednije elektrotehnologije za dobivanje vodika iz vode S. Meyera /6/

Bez sumnje, elektrovodikova tehnologija Stanleya Mayera je najekonomičnija od poznatih i najprogresivnija u smislu fizike rada. Ali njegova poznata električna ćelija /6/ također je neučinkovita, jer ipak nema mehanizam za učinkovito uklanjanje molekula plina s elektroda. Osim toga, ovaj proces disocijacije vode u Mayerovoj metodi je usporen zbog činjenice da se tijekom elektrostatskog odvajanja molekula vode od same tekućine vrijeme i energija moraju utrošiti na prevladavanje ogromne latentne potencijalne energije međumolekulskih veza i strukture vode i drugih tekućina.

SAŽETAK ANALIZE

Stoga je sasvim jasno da bez novog originalnog pristupa problemu disocijacije i transformacije tekućina u gorive plinove ovaj problem intenzifikacije stvaranja plina znanstvenici i tehnolozi ne mogu riješiti. Stvarna implementacija ostalih poznatih tehnologija u praksu još uvijek “proklizava” jer su sve puno energetski trošnije od Mayerove tehnologije. I stoga neučinkovit u praksi.

KRATKA FORMULACIJA SREDIŠNJEG PROBLEMA VODIKOVE ENERGIJE

Središnji znanstveni i tehnički Problem vodikove energetike je, po mom mišljenju, upravo u neriješenosti i potrebi traženja i uvođenja u praksu nove tehnologije za višestruku intenzifikaciju procesa proizvodnje vodika i gorivog plina iz bilo kojih vodenih otopina i emulzija s oštrim istovremeno smanjenje troškova energije. Oštro intenziviranje procesa cijepanja tekućina sa smanjenjem potrošnje energije u poznatim tehnologijama još uvijek je načelno nemoguće, budući da do nedavno nije riješen glavni problem učinkovitog isparavanja vodenih otopina bez opskrbe toplinskom i električnom energijom. Glavni način poboljšanja vodikovih tehnologija je jasan. Potrebno je naučiti kako učinkovito ispariti i rasplinjavati tekućine. I to što intenzivnije i uz najmanju potrošnju energije.

METODOLOGIJA I ZNAČAJKE IMPLEMENTACIJE NOVE TEHNOLOGIJE

Zašto pare bolje od leda proizvesti vodik iz vode? Budući da se molekule vode u njemu kreću mnogo slobodnije nego u vodenim otopinama.

a) Promjena agregatnog stanja tekućina.

Očito je da su međumolekularne veze vodene pare slabije od vode u obliku tekućine, a još više od vode u obliku leda. Plinovito stanje vode dodatno olakšava rad električnog polja na naknadnom cijepanju samih molekula vode na H2 i O2. Stoga su metode za učinkovito pretvaranje agregatnog stanja vode u vodeni plin (para, magla) obećavajući glavni put za razvoj elektrovodikove energije. Jer prelaskom tekuće faze vode u plinovitu fazu dolazi do slabljenja i(li) potpunog pucanja i međumolekularnog klastera i drugih veza i struktura koje postoje unutar vodene tekućine.

b) Električni bojler - anakronizam vodikove energije ili opet o paradoksima energije pri isparavanju tekućina.

Ali nije sve tako jednostavno. Uz prijelaz vode u plinovito stanje. Ali što je s potrebnom energijom potrebnom za isparavanje vode. Klasična metoda njenog intenzivnog isparavanja je toplinsko zagrijavanje vode. Ali je također vrlo energetski intenzivan. Od školske klupe učili su nas da proces isparavanja vode, pa čak i njenog vrenja, zahtijeva vrlo značajnu količinu toplinske energije. Informacije o potrebna količina energija za isparavanje 1 m³ vode nalazi se u bilo kojem fizičkom priručniku. To je mnogo kilodžula toplinske energije. Ili mnogo kilovat-sati električne energije, ako se isparavanje provodi zagrijavanjem vode iz električne struje. Gdje je izlaz iz energetskog ćorsokaka?

KAPILARNA ELEKTROOSMOZA VODE I VODENIH OTOPINA ZA "HLADNO ISPARAVANJE" I DISOCIJACIJU TEKUĆINA U GORIVNE PLINOVE (opis novog efekta i njegove manifestacije u prirodi)

Dugo sam tražio takve nove fizikalne efekte i jeftine metode za isparavanje i disocijaciju tekućina, mnogo sam eksperimentirao i ipak pronašao način za učinkovito "hladno" isparavanje i disocijaciju vode u zapaljivi plin. Ovaj nevjerojatan učinak ljepote i savršenstva sugerirala mi je sama priroda.

Priroda je naša mudra učiteljica. Paradoksalno je, ali ispada da u divljini odavno postoji, bez obzira na nas, učinkovita metoda elektrokapilarno crpljenje i "hladno" isparavanje tekućine s njezinim prijenosom u plinovito stanje bez ikakvog dovoda toplinske i električne energije. A taj prirodni učinak ostvaruje se djelovanjem zemljinog predznaka konstantnog električnog polja na tekućinu (vodu) koja se nalazi u kapilarama, i to putem kapilarne elektroosmoze.

Biljke su prirodne, energetski savršene, elektrostatske i ionske pumpe-isparivači vodenih otopina.počele ustrajno tražiti svoju analogiju i manifestaciju ove pojave u Živoj prirodi. Uostalom, priroda je naša vječna i mudra Učiteljica. A našao sam ga u početku u biljkama!

a) Paradoks i savršenstvo energije prirodnih biljnih isparivačkih pumpi.

Pojednostavljeno kvantitativne procjene pokazuju da je mehanizam rada pumpi isparivača prirodne vlage u biljkama, a posebno u visokim stablima, jedinstven po svojoj energetskoj učinkovitosti. Dapače, već je poznato, a lako je izračunati, da prirodna pumpa visokog stabla (s visinom krošnje od oko 40 m i promjerom debla od oko 2 m) pumpa i isparava kubnih metara vlage dnevno. Štoviše, bez opskrbe toplinskom i električnom energijom izvana. Ekvivalentna energetska snaga takve prirodne električne pumpe za isparivanje vode, u ovom običnom stablu, po analogiji s tradicionalnim uređajima koji se kod nas koriste za slične namjene u tehnici, crpkama i električnim grijačima za isparivanje vode za obavljanje istog rada, iznosi desetke kilovata. Još uvijek nam je teško čak i razumjeti takvo energetsko savršenstvo Prirode, a zasad ga ne možemo odmah kopirati. A biljke i drveće naučili su kako učinkovito obavljati taj posao prije milijune godina bez ikakve opskrbe i rasipanja električne energije koju koristimo posvuda.

b) Opis fizike i energetike pumpe isparivača tekućine iz prirodnih biljaka.

Dakle, kako radi prirodna pumpa-isparivač vode u drveću i biljkama i koji je mehanizam njezine energije? Ispostavilo se da su sve biljke dugo i vješto koristile ovaj učinak kapilarne elektroosmoze koji sam otkrio kao energetski mehanizam za pumpanje vodenih otopina koje ih hrane svojim prirodnim ionskim i elektrostatskim kapilarnim pumpama za dovod vode od korijena do njihove krošnje bez ikakvog opskrbu energijom i bez sudjelovanja čovjeka. Priroda mudro koristi potencijalnu energiju Zemljinog električnog polja. Štoviše, kod biljaka i drveća, za podizanje tekućine od korijena do lišća unutar debla biljaka i hladno isparavanje sokova kroz kapilare unutar biljaka, prirodna najtanja vlakna-kapilare biljnog porijekla, prirodna vodena otopina - slabi elektrolit, prirodni električni potencijal koristi se planet i potencijalna energija električnog polja planeta. Usporedo s rastom biljke (povećanje visine) raste i produktivnost ove prirodne crpke jer se povećava razlika prirodnih električnih potencijala između korijena i vrha krune biljke.

c) Zašto iglice božićnog drvca - tako da njegova električna pumpa radi zimi.

Reći ćete da se hranjivi sokovi kreću prema uraslom zbog normalnog toplinskog isparavanja vlage iz lišća. Da, i ovaj proces postoji, ali nije glavni. Ali ono što najviše iznenađuje je da su mnoge iglice (borovi, smreke, jele) otporne na mraz i rastu čak i zimi. Činjenica je da u biljkama s igličastim lišćem ili trnjem (kao što su bor, kaktusi itd.), elektrostatska pumpa isparivača radi na bilo kojoj temperaturi okoliš, budući da igle koncentriraju maksimalni intenzitet prirodnog električnog potencijala na vrhovima tih igala. Stoga, istovremeno s elektrostatskim i ionskim kretanjem hranjivih vodenih otopina kroz svoje kapilare, one također intenzivno cijepaju i učinkovito emitiraju (injektiraju, ispaljuju u atmosferu iz ovih prirodnih uređaja iz svojih prirodnih igličastih prirodnih elektroda-ozonizatora molekula vlage, uspješno pretvaranje molekula vodenih otopina u plinove Stoga se rad ovih prirodnih elektrostatskih i ionskih pumpi vodenih otopina koje se ne smrzavaju događa iu suši iu hladnoći.

d) Moja zapažanja i elektrofizički pokusi s biljkama.

Dugogodišnjim promatranjem biljaka u njihovom prirodnom okruženju i pokusima s biljkama u okruženju koje se nalazi u umjetnom električnom polju, sveobuhvatno sam istražio ovaj učinkoviti mehanizam prirodne pumpe vlage i isparivača. Također su otkrivene ovisnosti intenziteta kretanja prirodnih sokova duž stabljike biljaka o parametrima električnog polja i vrsti kapilara i elektroda. Rast biljke u pokusima značajno se povećao s višestrukim povećanjem ovog potencijala, jer se povećala produktivnost njezine prirodne elektrostatske i ionske pumpe. Još 1988. godine opisao sam svoja zapažanja i pokuse s biljkama u popularno-znanstvenom članku “Biljke su prirodne ionske pumpe” /1/.

e) Od biljaka učimo stvarati savršenu tehniku ​​pumpi – isparivača. Sasvim je jasno da je ova prirodna energetski savršena tehnologija sasvim primjenjiva u tehnici pretvaranja tekućina u gorive plinove. I stvorio sam takve eksperimentalne instalacije holonskog elektrokapilarnog isparavanja tekućina (sl. 1-3) nalik električnim pumpama drveća.

OPIS JEDNOSTAVNE EKSPERIMENTALNE POSTAVKE ELEKTROKAPILARSKE PUMPE - ISPARIVAČA TEKUĆINE

Najjednostavniji pogonski uređaj za eksperimentalnu provedbu učinka visokonaponske kapilarne elektroosmoze za "hladno" isparavanje i disocijaciju molekula vode prikazan je na sl.1. Najjednostavniji uređaj (slika 1) za provedbu predložene metode za proizvodnju zapaljivog plina sastoji se od dielektrične posude 1, u koju je ulivena tekućina 2 (emulzija voda-gorivo ili obična voda), od fino poroznog kapilarnog materijala, na primjer, vlaknastog fitilja 3, uronjenog u ovu tekućinu i prethodno namočenog u njoj, iz gornjeg isparivača 4, u obliku kapilarne površine za isparavanje s promjenjivom površinom u obliku neprobojni zaslon (nije prikazan na slici 1) . Sastav ovog uređaja također uključuje visokonaponske elektrode 5, 5-1, električno spojene na suprotne priključke visokonaponskog reguliranog izvora električnog polja konstantnog predznaka 6, jedna od elektroda 5 izrađena je u obliku perforiranom igličastom pločom, a postavlja se pomično iznad isparivača 4, na primjer, paralelno s njim na udaljenosti dovoljnoj da spriječi električni proboj na namočenom fitilju 3, mehanički spojenom na isparivač 4.

Druga visokonaponska elektroda (5-1), električno spojena na ulazu, na primjer, na "+" terminal izvora polja 6, mehanički je i električno povezana sa svojim izlazom na donji kraj poroznog materijala, fitilj 3, gotovo na dnu spremnika 1. Za pouzdanu električnu izolaciju, elektroda je zaštićena od tijela spremnika 1 kroz električni izolator 5-2. Imajte na umu da je vektor električnog polja primijenjen na fitilj 3 od blok 6 usmjeren je duž osi fitilja-isparivača 3. Uređaj je također dopunjen montažnim plinskim kolektorom 7. U biti, uređaj koji sadrži blokove 3, 4, 5, 6, je kombinirani uređaj elektroosmotske pumpe. i elektrostatski isparivač tekućine 2 iz spremnika 1. Blok 6 omogućuje podešavanje intenziteta električnog polja konstantnog predznaka ("+", - ") od 0 do 30 kV/cm. Elektroda 5 je napravljena perforiranom ili poroznom kako bi stvorena para mogla proći kroz sebe. Uređaj (slika 1) također pruža tehničku mogućnost promjene udaljenosti i položaja elektrode 5 u odnosu na površinu isparivača 4. U načelu, za stvaranje potrebne jakosti električnog polja, umjesto električnog bloka 6 i elektroda 5, mogu se koristiti polimerni monoelektreti /13/. U ovoj bezstrujnoj verziji uređaja za generator vodika, njegove elektrode 5 i 5-1 su izrađene u obliku monoelektreta suprotnog električnog predznaka. Zatim, u slučaju korištenja takvih elektrodnih uređaja 5 i njihovog postavljanja, kao što je gore objašnjeno, uopće nema potrebe za posebnom električnom jedinicom 6.

OPIS RADA JEDNOSTAVNE ELEKTROKAPILARE PUMPE-ISPARIVAČA (SL. 1)

Prvi eksperimenti elektrokapilarne disocijacije tekućina provedeni su korištenjem tekućina kao što su obična voda, te njegove razne otopine i emulzije voda-gorivo različitih koncentracija. I u svim tim slučajevima, gorivi plinovi su uspješno dobiveni. Istina, ti su plinovi bili vrlo različiti po sastavu i toplinskom kapacitetu.

Prvi put sam uočio novi elektrofizički učinak "hladnog" isparavanja tekućine bez ikakvog utroška energije pod djelovanjem električnog polja u jednostavnom uređaju (slika 1.)

a) Opis prve jednostavne eksperimentalne postavke.

Eksperiment se provodi na sljedeći način: prvo se smjesa voda-gorivo (emulzija) 2 ulije u spremnik 1, fitilj 3 i porozni isparivač 4 prethodno se navlaže njome s rubova kapilara (fitilj 3 -isparivač 4) izvor električnog polja spojen je preko elektroda 5-1 i 5, a lamelirana perforirana elektroda 5 postavljena je iznad površine isparivača 4 na dovoljnoj udaljenosti da spriječi električni proboj između elektroda 5 i 5-1. .

b) Kako uređaj radi

Kao rezultat toga, duž kapilara fitilja 3 i isparivača 4, pod djelovanjem elektrostatskih sila uzdužnog električnog polja, dipolno polarizirane molekule tekućine kretale su se iz spremnika prema suprotnom električnom potencijalu elektrode 5 (elektroosmoza) , otkidaju se tim električnim silama polja s površine isparivača 4 i pretvaraju se u vidljivu maglu, tj. tekućina prelazi u drugo agregatno stanje pri minimalnom utrošku energije izvora električnog polja (6), a uz njih počinje elektroosmotski uspon te tekućine. U procesu odvajanja i sudara između molekula isparene tekućine sa zrakom i molekula ozona, elektrona u zoni ionizacije između isparivača 4 i gornje elektrode 5, dolazi do djelomične disocijacije uz stvaranje zapaljivog plina. Nadalje, ovaj plin ulazi kroz kolektor plina 7, na primjer, u komore za izgaranje motora motornog vozila.

C) Neki rezultati kvantitativnih mjerenja

Sastav ovog zapaljivog gorivnog plina uključuje molekule vodika (H2) -35%, kisika (O2) -35% molekule vode - (20%), a preostalih 10% su molekule nečistoća drugih plinova, organske molekule goriva itd. Eksperimentalno je pokazano da se intenzitet procesa isparavanja i disocijacije njegovih molekula pare mijenja od promjene udaljenosti elektrode 5 od isparivača 4, od promjene područja isparivača , od vrste tekućine, kvalitete kapilarnog materijala fitilja 3 i isparivača 4 te parametara električnog polja iz izvora 6 (napetost, snaga). Mjerena je temperatura gorivnog plina i intenzitet njegovog stvaranja (mjeračem protoka). I izvedba uređaja ovisno o parametrima dizajna. Zagrijavanjem i mjerenjem kontrolnog volumena vode pri izgaranju određenog volumena ovog loživog plina izračunat je toplinski kapacitet nastalog plina ovisno o promjeni parametara eksperimentalne postavke.

POJEDNOSTAVLJENO OBJAŠNJENJE PROCESA I EFEKATA FIKSIRANI U EKSPERIMENTIMA NA MOJIM PRVIM INSTALACIJAMA

Već su moji prvi pokusi na ovoj najjednostavnijoj instalaciji 1986. godine pokazali da iz tekućine (vode) u kapilarama tijekom visokonaponske elektroosmoze nastaje “hladna” vodena magla (plin) bez ikakve vidljive potrošnje energije, naime, koristeći samo potencijalnu energiju. električnog polja. Ovaj zaključak je očit, jer tijekom eksperimenata struja potrošnja izvora polja bila je ista i bila je jednaka struji praznog hoda izvora. Štoviše, ta se struja uopće nije promijenila, bez obzira je li tekućina isparila ili ne. Ali nema čuda u mojim eksperimentima "hladnog" isparavanja i disocijacije vode i vodenih otopina u gorive plinove opisane u nastavku. Upravo sam uspio vidjeti i razumjeti sličan proces koji se odvija u samoj Živoj prirodi. I bilo ga je moguće vrlo korisno upotrijebiti u praksi za učinkovito "hladno" isparavanje vode i proizvodnju gorivog plina iz nje.

Eksperimenti pokazuju da je u 10 minuta s promjerom kapilarnog cilindra od 10 cm, kapilarna elektrozmoza isparila dovoljno veliki volumen vode (1 litra) bez ikakvog utroška energije. Zbog potrošene ulazne električne energije (10 vata). Izvor električnog polja korišten u pokusima - visokonaponski pretvarač napona (20 kV) je nepromijenjen u odnosu na način rada. Eksperimentalno je utvrđeno da je sva ta oskudna energija potrošena iz mreže u usporedbi s energijom isparavanja tekućine potrošena upravo na stvaranje električnog polja. A ta se snaga nije povećala tijekom kapilarnog isparavanja tekućine zbog rada ionske i polarizacijske pumpe. Stoga je učinak hladnog isparavanja tekućine nevjerojatan. Uostalom, to se događa bez ikakvih vidljivih troškova energije!

Ponekad je bio vidljiv mlaz vodenog plina (pare), osobito na početku procesa. Ubrzano se otrgnula od ruba kapilara. Kretanje i isparavanje tekućine objašnjava se, po mom mišljenju, upravo pojavom u kapilari pod djelovanjem električnog polja ogromnih elektrostatskih sila i ogromnog elektroosmotskog pritiska na stupac polarizirane vode (tekućine) u svakoj kapilari. Koji su pokretačka snaga otopine kroz kapilare.

Pokusi dokazuju da u svakoj od kapilara s tekućinom, pod djelovanjem električnog polja, radi snažna besstrujna elektrostatska, a ujedno i ionska pumpa, koje podižu stupac polariziranih i djelomično ioniziranih poljem u kapilari od mikrona. -promjer stupca tekućine (vode) od jednog potencijala električnog polja primijenjenog na samu tekućinu i donjeg kraja kapilare na suprotni električni potencijal, postavljen s razmakom u odnosu na suprotni kraj ove kapilare. Kao rezultat toga, takva elektrostatska, ionska pumpa intenzivno kida međumolekulske veze vode, aktivno pomiče polarizirane molekule vode i njihove radikale duž kapilare pod pritiskom, a zatim te molekule, zajedno s razbijenim električki nabijenim radikalima molekula vode, ubrizgava izvan kapilara suprotnom potencijalu električnog polja. Pokusi pokazuju da istovremeno s ubrizgavanjem molekula iz kapilara dolazi i do djelomične disocijacije (puknuća) molekula vode. I što je više, to je veća jakost električnog polja. U svim tim složenim i istovremeno odvijajućim procesima kapilarne elektroosmoze tekućine koristi se potencijalna energija električnog polja.

Budući da se proces takve transformacije tekućine u vodenu maglu i vodeni plin odvija po analogiji s biljkama, bez ikakve opskrbe energijom i nije popraćen zagrijavanjem vode i vodenog plina. Stoga sam ovaj prirodni, a potom i tehnički proces elektroosmoze tekućina nazvao – „hladno“ isparavanje. U eksperimentima se transformacija vodene tekućine u hladnu plinovitu fazu (maglu) odvija brzo i bez ikakvog vidljivog utroška energije. Istovremeno, na izlazu iz kapilara, plinovite molekule voda se elektrostatskim silama električnog polja raspada na H2 i O2. Budući da se ovaj proces faznog prijelaza tekuće vode u vodenu maglu (plin) i disocijacije molekula vode odvija u pokusu bez vidljivog utroška energije (topline i beznačajnog elektriciteta), vjerojatno se troši potencijalna energija električnog polja. na neki način.

SAŽETAK ODJELJKA

Unatoč činjenici da energija ovog procesa još uvijek nije potpuno jasna, ipak je sasvim jasno da se "hladno isparavanje" i disocijacija vode odvija pomoću potencijalne energije električnog polja. Točnije, vidljivi proces isparavanja i cijepanja vode na H2 i O2 tijekom kapilarne elektroosmoze odvija se upravo snažnim elektrostatskim Coulombovim silama ovog jakog električnog polja. U principu, takva neobična elektroosmotska pumpa-isparivač-razdjelnik tekućih molekula primjer je perpetuum mobile druge vrste. Dakle, visokonaponska kapilarna elektroosmoza vodene tekućine omogućuje korištenjem potencijalne energije električnog polja stvarno intenzivno i energetski štedljivo isparavanje i cijepanje molekula vode u gorivi plin (H2, O2, H2O).

FIZIČKA SUŠTINA KAPILARNE ELEKTROSMOZE TEKUĆINA

Do sada njegova teorija još nije razvijena, već je tek u povojima. Autor se nada da će ova publikacija privući pozornost teoretičara i praktičara i pomoći u stvaranju snažnog kreativnog tima istomišljenika. No, već sada je jasno da je, unatoč relativnoj jednostavnosti tehničke implementacije same tehnologije, stvarna fizika i energetika procesa u implementaciji ovog efekta još uvijek vrlo složena i nerazjašnjena. Napominjemo njihova glavna karakteristična svojstva:

A) Istodobno odvijanje više elektrofizičkih procesa u tekućinama u elektrokapilari

Budući da se tijekom kapilarnog elektrosmotskog isparavanja i disocijacije tekućina istodobno i naizmjenično odvijaju mnogi različiti elektrokemijski, elektrofizički, elektromehanički i drugi procesi, osobito kada se vodena otopina kreće duž kapilarne injekcije molekula od ruba kapilare u smjeru električno polje.

B) energetska pojava "hladnog" isparavanja tekućine

Pojednostavljeno rečeno, fizikalna bit novog učinka i nove tehnologije je pretvaranje potencijalne energije električnog polja u kinetičku energiju gibanja molekula i struktura tekućine kroz kapilaru i izvan nje. Pritom se u procesu isparavanja i disocijacije tekućine uopće ne troši električna struja, jer se na neki neshvatljiv način troši potencijalna energija električnog polja. Upravo električno polje u kapilarnoj elektroosmozi pokreće i održava pojavu i istovremeno strujanje u tekućini u procesu pretvorbe njezinih frakcija i agregatnih stanja u uređaj mnogih korisnih učinaka pretvaranja molekularnih struktura i molekula tekućine u zapaljivi plin odjednom. . Naime: visokonaponska kapilarna elektroosmoza istovremeno omogućuje snažnu polarizaciju molekula vode i njezinih struktura uz istovremeni djelomični kidanje međumolekularnih veza vode u naelektriziranoj kapilari, fragmentaciju polariziranih molekula vode i klastera u nabijene radikale u samoj kapilari pomoću potencijala. energija električnog polja. Ista potencijalna energija polja intenzivno pokreće mehanizme nastanka i kretanja kroz kapilare poredane "u redove" međusobno električno povezane u lance polariziranih molekula vode i njihovih tvorevina (elektrostatska pumpa), rad ionske pumpe s stvaranje ogromnog elektroosmotskog pritiska na stupac tekućine za ubrzano kretanje duž kapilare i konačno ubrizgavanje iz kapilare nepotpunih molekula i klastera tekućine (vode) već djelomično razbijene poljem (razdijeljene na radikale). Dakle, na izlazu čak i najjednostavnijeg uređaja za kapilarnu elektroosmozu već se dobiva zapaljivi plin (točnije mješavina plinova H2, O2 i H2O).

C) Primjenjivost i značajke rada izmjeničnog električnog polja

Ali za potpuniju disocijaciju molekula vode u gorivi plin, potrebno je prisiliti preživjele molekule vode da se međusobno sudare i raspadnu na molekule H2 i O2 u dodatnom transverzalnom izmjeničnom polju (slika 2). Stoga je za povećanje intenziviranja procesa isparavanja i disocijacije vode (bilo koje organske tekućine) u gorivi plin bolje koristiti dva izvora električnog polja (slika 2). U njima se za isparavanje vode (tekućine) i za proizvodnju gorivnog plina zasebno koristi potencijalna energija jakog električnog polja (jačine najmanje 1 kV/cm): prvo je prvo električno polje služi za prijenos molekula koje tvore tekućinu iz sedentarnog tekućeg stanja elektroosmozom kroz kapilare u plinovito stanje (dobiva se hladan plin) iz tekućine uz djelomično cijepanje molekula vode, a zatim, u drugom stupnju, energija koristi se drugo električno polje, točnije snažnim elektrostatskim silama pojačava se oscilatorni rezonantni proces "sudaranja-odbijanja" naelektriziranih molekula vode u obliku vodenog plina između sebe radi potpunog pucanja molekula tekućine i stvaranja zapaljivog molekule plina.

D) Upravljivost procesa disocijacije tekućina u novoj tehnologiji

Podešavanje intenziteta stvaranja vodene magle (intenzitet hladnog isparavanja) postiže se promjenom parametara električnog polja usmjerenog duž kapilarnog isparivača i (ili) promjenom udaljenosti između vanjske površine materijala kapilare i elektrode za ubrzavanje, što stvara električno polje u kapilarama. Regulacija produktivnosti proizvodnje vodika iz vode provodi se promjenom (regulacijom) veličine i oblika električnog polja, površine i promjera kapilara, promjenom sastava i svojstava vode. Ovi uvjeti za optimalnu disocijaciju tekućine različiti su ovisno o vrsti tekućine, svojstvima kapilara i parametrima polja, a diktirani su potrebnom produktivnošću procesa disocijacije pojedine tekućine. Eksperimenti pokazuju da se najučinkovitija proizvodnja H2 iz vode postiže kada se molekule vodene magle dobivene elektroosmozom razdvoje drugim električnim poljem, čiji su racionalni parametri odabrani uglavnom eksperimentalno. Konkretno, pokazalo se svrhovitim proizvesti konačno cijepanje molekula vodene magle upravo pulsirajućim predznakom konstantnim električnim poljem s vektorom polja okomitim na vektor prvog polja koje se koristi u elektroosmozi vode. Utjecaj električnih polja na tekućinu u procesu njezine transformacije u maglu i dalje u procesu cijepanja molekula tekućine može se vršiti istovremeno ili naizmjenično.

SAŽETAK ODJELJKA

Zahvaljujući ovim opisanim mehanizmima, kombiniranom elektroosmozom i djelovanjem dvaju električnih polja na tekućinu (vodu) u kapilari, moguće je postići maksimalnu produktivnost procesa dobivanja zapaljivog plina i praktički eliminirati troškove električne i toplinske energije. pri dobivanju ovog plina iz vode iz bilo kojih tekućina voda-gorivo. Ova tehnologija je u načelu primjenjiva za proizvodnju gorivog plina iz bilo kojeg tekućeg goriva ili njegovih vodenih emulzija.

Ostali opći aspekti implementacije nove tehnologije korisni u njezinoj implementaciji.

a) Prethodno aktiviranje vode (tekućine)

Da bi se povećao intenzitet proizvodnje gorivnog plina, preporučljivo je prvo aktivirati tekućinu (vodu) (predgrijavanje, prethodno odvajanje na kisele i alkalne frakcije, elektrifikacija i polarizacija itd.). Preliminarna elektroaktivacija vode (i bilo koje vodene emulzije) s njezinim odvajanjem na kisele i alkalne frakcije provodi se djelomičnom elektrolizom pomoću dodatnih elektroda smještenih u posebne polupropusne dijafragme za njihovo naknadno odvojeno isparavanje (slika 3).

U slučaju prethodnog odvajanja početno kemijski neutralne vode u kemijski aktivne (kisele i alkalne) frakcije, implementacija tehnologije za dobivanje zapaljivog plina iz vode postaje moguća čak i na temperaturama ispod nule (do -30 stupnjeva Celzijusa), što je vrlo važan i koristan zimi za vozila. Budući da se takva "frakcijska" elektroaktivirana voda uopće ne smrzava tijekom mraza. To znači da će postrojenje za proizvodnju vodika iz takve aktivirane vode moći raditi i na temperaturama okoline ispod nule i na mrazu.

b) Izvori električnog polja

Kao izvor električnog polja za implementaciju ove tehnologije mogu se koristiti različiti uređaji. Na primjer, kao što su dobro poznati magnetno-elektronički visokonaponski pretvarači istosmjernog i impulsnog napona, elektrostatički generatori, razni multiplikatori napona, prethodno nabijeni visokonaponski kondenzatori, kao i općenito potpuno bezstrujni izvori električnog polja - dielektrični monoelektreti.

c) Adsorpcija proizvedenih plinova

Vodik i kisik u procesu proizvodnje zapaljivog plina mogu se akumulirati odvojeno jedan od drugog postavljanjem posebnih adsorbenata u struju zapaljivog plina. Posve je moguće koristiti ovu metodu za disocijaciju bilo koje emulzije vode i goriva.

d) Dobivanje loživog plina elektroosmozom iz organskog tekućeg otpada

Ova tehnologija omogućuje učinkovito korištenje bilo kojih tekućih organskih otopina (na primjer, tekućeg ljudskog i životinjskog otpada) kao sirovine za proizvodnju plina za gorivo. Koliko god ova ideja zvučala paradoksalno, ali korištenje organskih otopina za proizvodnju plina za gorivo, posebice iz tekućih fekalija, sa stajališta potrošnje energije i ekologije, još je isplativije i jednostavnije od disocijacije obične vode, što je tehnički mnogo teže razložiti na molekule.

Osim toga, takav hibridni plin za gorivo dobiven na odlagalištima manje je eksplozivan. Stoga, zapravo, ova nova tehnologija omogućuje učinkovito pretvaranje bilo koje organske tekućine (uključujući tekući otpad) u koristan plin za gorivo. Stoga je sadašnja tehnologija također učinkovito primjenjiva za korisnu obradu i odlaganje tekućeg organskog otpada.

DRUGA TEHNIČKA RJEŠENJA OPIS KONSTRUKCIJA I NJIHOVOG PRINCIPA RADA

Predložena tehnologija može se implementirati pomoću različitih uređaja. Najjednostavniji uređaj za elektroosmotski generator gorivog plina iz tekućina već je prikazan i obznanjen u tekstu i na sl. 1. Neke druge naprednije inačice ovih uređaja, koje je autor eksperimentalno ispitao, prikazane su u pojednostavljenom obliku na sl. 2-3. Jedna od jednostavnih varijanti kombinirane metode dobivanja zapaljivog plina iz smjese vode i goriva ili vode može se implementirati u uređaju (slika 2), koji se u biti sastoji od kombinacije uređaja (slika 1) s dodatnim uređaj koji sadrži ravne poprečne elektrode 8.8-1 spojene na izvor jakog izmjeničnog električnog polja 9.

Na slici 2 također je detaljnije prikazana funkcionalna struktura i sastav izvora 9 drugog (izmjeničnog) električnog polja, naime prikazano je da se on sastoji od primarnog izvora električne energije 14 spojenog preko ulaza snage na drugi visoki pretvarač napona 15 podesive frekvencije i amplitude (blok 15 može biti izrađen u obliku induktivno-tranzistorskog kruga kao što je Royerov autooscilator) spojen na izlazu na ravne elektrode 8 i 8-1. Uređaj je također opremljen toplinskim grijačem 10, koji se nalazi, na primjer, ispod dna spremnika 1. Na vozilima to može biti vrući ispušni kolektor, bočne stijenke samog kućišta motora.

U blok dijagramu (slika 2) detaljnije su dešifrirani izvori električnog polja 6 i 9. Dakle, posebno je pokazano da se izvor 6 konstantnog predznaka, ali reguliran magnitudom električnog polja, sastoji od primarnog izvora električne energije 11, na primjer, baterije na vozilu spojene preko primarnog strujnog kruga na visokonaponski podesivi pretvarač napona 12, na primjer, tipa Royer autogeneratora, s ugrađenim izlaznim visokonaponskim ispravljačem (uključen u blok 12) spojenim na izlazu na visokonaponske elektrode 5, i pretvarač snage 12 je preko upravljačkog ulaza povezan s upravljačkim sustavom 13, koji vam omogućuje kontrolu načina rada ovog izvora električnog polja. Točnije, performanse blokova 3, 4, 5, 6 zajedno čine kombinirani uređaj elektroosmotskog pumpa i elektrostatski isparivač tekućine. Blok 6 omogućuje podešavanje jakosti električnog polja od 1 kV/cm do 30 kV/cm. Uređaj (slika 2) također predviđa tehničku mogućnost promjene udaljenosti i položaja pločaste mreže ili porozne elektrode 5 u odnosu na isparivač 4, kao i udaljenosti između ravnih elektroda 8 i 8-1. Opis hibridnog kombiniranog uređaja u statici (Sl. 3)

Ovaj uređaj, za razliku od gore objašnjenih, dopunjen je elektrokemijskim tekućim aktivatorom, dva para elektroda 5.5-1. Uređaj sadrži spremnik 1 s tekućinom 2, na primjer, vodom, dva porozna kapilarna fitilja 3 s isparivačima 4, dva para elektroda 5.5-1. Izvor električnog polja 6, čiji su električni potencijali spojeni na elektrode 5.5-1. Uređaj također sadrži cjevovod za prikupljanje plina 7, razdjelnu filtersku barijeru-dijafragmu 19, koja dijeli spremnik 1 na dva dijela. Uređaji se također sastoje od činjenice da su električni potencijali suprotnog predznaka iz izvora visokog napona 6 povezani na gornje dvije elektrode 5 zbog suprotnih elektrokemijskih svojstava tekućine odvojene dijafragmom 19. Opis rada uređaja (sl. 1-3)

RAD KOMBINIRANIH GENERATORA GORIVOG PLINOVA

Razmotrimo detaljnije provedbu predložene metode na primjeru jednostavnih uređaja (slika 2-3).

Uređaj (slika 2) radi na sljedeći način: isparavanje tekućine 2 iz spremnika 1 provodi se uglavnom toplinskim zagrijavanjem tekućine iz jedinice 10, na primjer, korištenjem značajne toplinske energije iz ispušne grane motora vozila. Disocijacija molekula isparene tekućine, na primjer vode, u molekule vodika i kisika provodi se djelovanjem sile na njih izmjeničnim električnim poljem iz izvora visokog napona 9 u razmaku između dviju ravnih elektroda 8 i 8. -1. Kapilarni fitilj 3, isparivač 4, elektrode 5.5-1 i izvor električnog polja 6, kao što je već gore opisano, pretvaraju tekućinu u paru, a ostali elementi zajedno osiguravaju električnu disocijaciju molekula isparene tekućine 2 u razmaku između elektroda 8.8. -1 pod djelovanjem izmjeničnog električnog polja iz izvora 9, te promjenom frekvencije oscilacija i jakosti električnog polja u rasporu između 8.8-1 duž kruga upravljačkog sustava 16, uzimajući u obzir informacije iz sastava plina senzor, intenzitet sudara i drobljenja tih molekula (tj. stupanj disocijacije molekula). Regulacijom intenziteta uzdužnog električnog polja između elektroda 5.5-1 iz jedinice pretvarača napona 12 preko njegovog upravljačkog sustava 13, postiže se promjena performansi mehanizma 2 za podizanje i isparavanje tekućine.

Uređaj (slika 3) radi na sljedeći način: prvo se tekućina (voda) 2 u spremniku 1, pod utjecajem razlike električnih potencijala iz izvora napona 17, primijenjenog na elektrode 18, dijeli kroz porozne dijafragme 19 u "žive" - ​​alkalne i "mrtve" - ​​kisele frakcije tekućine (vode), koje se zatim elektroosmozom pretvaraju u stanje pare i drobe svoje pokretne molekule izmjeničnim električnim poljem iz bloka 9 u prostoru između ravne elektrode 8.8-1 dok se ne stvori zapaljivi plin. U slučaju izrade elektroda 5,8 poroznih od posebnih adsorbenata, postaje moguće akumulirati, akumulirati rezerve vodika i kisika u njima. Tada je moguće provesti obrnuti proces ispuštanja tih plinova iz njih, na primjer, zagrijavanjem, au ovom načinu rada preporučljivo je postaviti te elektrode izravno u spremnik goriva, spojene, na primjer, žicom za gorivo vozila. Također napominjemo da elektrode 5,8 također mogu poslužiti kao adsorbenti za pojedinačne komponente zapaljivog plina, na primjer, vodika. Materijal takvih poroznih krutih adsorbenata vodika već je opisan u znanstvenoj i tehničkoj literaturi.

PROVJEDLJIVOST METODE I POZITIVAN UČINAK OD NJENE IMPLEMENTACIJE

Učinkovitost metode već sam dokazao brojnim eksperimentima. A nacrti uređaja dani u članku (sl. 1-3) su operativni modeli na kojima su provedeni pokusi. Da bismo dokazali učinak dobivanja zapaljivog plina, zapalili smo ga na izlazu iz kolektora plina (7) i izmjerili toplinske i ekološke karakteristike procesa izgaranja. Postoje izvješća o ispitivanju koja potvrđuju operativnost metode i visoka ekološka svojstva dobivenog plinovitog goriva i ispušnih plinovitih produkata njegovog izgaranja. Eksperimenti su pokazali da je nova elektroosmotska metoda disocijacije tekućina učinkovita i prikladna za hladno isparavanje i disocijaciju u električnim poljima vrlo različitih tekućina (smjese vode i goriva, vode, vodene ionizirane otopine, emulzije voda-ulje, pa čak i vodene otopine fekalni organski otpad, koji, Usput, nakon njihove molekularne disocijacije duž ovu metodu tvore učinkovit, ekološki prihvatljiv zapaljivi plin gotovo bez mirisa i boje.

Glavni pozitivni učinak izuma je višestruko smanjenje troškova energije (toplinske, električne) za provedbu mehanizma isparavanja i molekularne disocijacije tekućina u usporedbi sa svim poznatim analognim metodama.

Oštro smanjenje potrošnje energije pri dobivanju zapaljivog plina iz tekućine, na primjer, emulzije vode i goriva, isparavanjem električnog polja i drobljenjem njegovih molekula u molekule plina, postiže se snažnim električnim silama električnog polja na molekule kako u samoj tekućini tako i na isparenim molekulama. Kao rezultat toga, proces isparavanja tekućine i proces fragmentacije njezinih molekula u parnom stanju naglo se pojačavaju gotovo pri minimalnoj snazi ​​izvora električnog polja. Naravno, reguliranjem jakosti ovih polja u radnoj zoni isparavanja i disocijacije molekula tekućine, bilo električnim putem ili pomicanjem elektroda 5, 8, 8-1, mijenja se međudjelovanje sila polja s molekulama tekućine, što dovodi do na regulaciju produktivnosti isparavanja i stupnja disocijacije isparenih molekula.tekućine. Također je eksperimentalno prikazana učinkovitost i visoka učinkovitost disocijacije isparene pare poprečnim izmjeničnim električnim poljem u rasporu između elektroda 8, 8-1 od izvora 9 (sl. 2,3,4). Utvrđeno je da za svaku tekućinu u isparenom stanju postoji određena frekvencija električnih oscilacija danog polja i njegove jakosti, pri kojoj se proces cijepanja molekula tekućine najintenzivnije odvija. Također je eksperimentalno utvrđeno da dodatna elektrokemijska aktivacija tekućine, na primjer, obične vode, što je njezina djelomična elektroliza, koja se provodi u uređaju (slika 3), a također povećava učinak ionske pumpe (fitilj 3-ubrzavanje elektroda 5) i povećati intenzitet elektroosmotskog isparavanja tekućine . Toplinsko zagrijavanje tekućine, na primjer, toplinom ispušnih vrućih plinova transportnih motora (slika 2), pridonosi njegovom isparavanju, što također dovodi do povećanja produktivnosti proizvodnje vodika iz vode i zapaljivog gorivnog plina iz sve emulzije voda-gorivo.

KOMERCIJALNI ASPEKTI IMPLEMENTACIJE TEHNOLOGIJE

PREDNOST ELEKTROOSMOTSKE TEHNOLOGIJE U USPOREDBI S MEYER ELEKTROTEHNOLOGIJOM

U usporedbi s poznatom i najjeftinijom progresivnom električnom tehnologijom Stanleyja Meyera za dobivanje gorivog plina iz vode (i Mayerovim ćelijama) /6/ naša tehnologija je naprednija i produktivnija, jer koristimo elektroosmotski učinak isparavanja i disocijacije. tekućine u kombinaciji s mehanizmom elektrostatike i ionske pumpe omogućuje ne samo intenzivno isparavanje i disocijaciju tekućine uz minimalan i identičan utrošak energije, već i učinkovito odvajanje molekula plina iz zone disocijacije, te uz ubrzanje od gornjeg ruba. od kapilara. Stoga, u našem slučaju, uopće nema efekta zaslona za radnu zonu električne disocijacije molekula. A proces stvaranja gorivnog plina ne usporava se s vremenom, kao kod Mayera. Stoga je produktivnost plina naše metode pri istoj potrošnji energije za red veličine veća od ove progresivne analogne /6/.

Neki tehnički i ekonomski aspekti te komercijalne koristi i izgledi za implementaciju nove tehnologije Predložena nova tehnologija može se vrlo brzo dovesti do serijske proizvodnje takvih visoko učinkovitih elektroosmotskih generatora gorivog plina iz gotovo bilo koje tekućine, uključujući vodu iz slavine. Posebno je jednostavno i ekonomski korisno u prvoj fazi svladavanja tehnologije implementirati opciju postrojenja za pretvaranje emulzija vode i goriva u gorivi plin. Trošak serijskog postrojenja za proizvodnju plina za gorivo iz vode kapaciteta oko 1000 m³/h bit će otprilike 1 tisuću američkih dolara. Potrošena električna snaga takvog generatora plina za gorivo neće biti veća od 50-100 vata. Stoga se takvi kompaktni i učinkoviti elektrolizeri goriva mogu uspješno instalirati na gotovo svako vozilo. Kao rezultat toga, toplinski motori moći će raditi na gotovo bilo kojoj tekućini ugljikovodika, pa čak i običnoj vodi. Masovno uvođenje ovih uređaja u vozila dovest će do oštrog energetskog i ekološkog poboljšanja vozila. I dovesti do brzo stvaranje ekološki prihvatljiv i ekonomičan toplinski motor. Procijenjeni financijski troškovi za razvoj, stvaranje i fino podešavanje studije prvog pilot postrojenja za proizvodnju goriva plina iz vode s kapacitetom od 100 m³ u sekundi do pilot industrijskog uzorka su oko 450-500 tisuća američkih dolara. . Ti troškovi uključuju trošak dizajna i istraživanja, trošak samog eksperimentalnog postava i postolja za njegovo testiranje i doradu.

ZAKLJUČCI:

U Rusiji je otkriven i eksperimentalno proučavan novi elektrofizički učinak kapilarne elektroosmoze tekućina, "hladnog" energetski jeftinog mehanizma za isparavanje i disocijaciju molekula bilo koje tekućine.

Ovaj učinak postoji samostalno u prirodi i glavni je mehanizam elektrostatske i ionske pumpe za pumpanje hranjivih otopina (sokova) iz korijena u lišće svih biljaka, nakon čega slijedi elektrostatsko rasplinjavanje.

Eksperimentalno je otkrivena i proučena nova učinkovita metoda za disocijaciju bilo koje tekućine slabljenjem i kidanjem njezinih međumolekularnih i molekularnih veza visokonaponskom kapilarnom elektroosmozom.

Na temelju novog efekta stvorena je i testirana nova visoko učinkovita tehnologija za proizvodnju gorivih plinova iz bilo koje tekućine.

Predloženi su specifični uređaji za energetski učinkovitu proizvodnju gorivih plinova iz vode i njezinih spojeva.

Tehnologija je primjenjiva za učinkovitu proizvodnju gorivnog plina iz bilo kojeg tekućeg goriva i emulzija voda-gorivo, uključujući tekući otpad.

Tehnologija je osobito obećavajuća za korištenje u transportu, energetici i drugim industrijama. I također u gradovima za odlaganje i korisnu upotrebu ugljikovodika.

Autora zanima poslovna i kreativna suradnja s tvrtkama koje su voljne i sposobne stvoriti uvjete da autor svojim ulaganjima dovede do pilot industrijskih dizajna i provede ovu perspektivnu tehnologiju u praksi.

CITIRANA LITERATURA:

1. Dudyshev V.D. “Biljke su prirodne ionske pumpe” - u časopisu “ Mlađi tehničar» Broj 1/88
2. Dudyshev V.D. "Nova tehnologija električne vatre - učinkovit način rješavanja energetskih i ekoloških problema" - časopis "Ekologija i industrija Rusije" br. 3 / 97
3. Toplinska proizvodnja vodika iz vode "Chemical Encyclopedia", v.1, M., 1988, str.401).
4. Generator elektrovodika (međunarodna prijava prema sustavu PCT -RU98/00190 od 07.10.97.)
5. Generacija besplatne energije razgradnjom vode u visokoučinkovitom elektrolitičkom procesu, Zbornik radova "Nove ideje u prirodnim znanostima", 1996., St. Petersburg, str. 319-325, ur. "Vrh".
6. Patent SAD 4,936,961 Metoda proizvodnje gorivnog plina.
7. US patent broj 4,370,297 Metoda i uređaji za nuklearnu termokemijsku vodenu digestiju.
8. US patent broj 4,364,897 Višefazni kemijski i radijacijski proces za proizvodnju plina.
9. Pogladiti. US 4,362,690 Pirokemijski uređaj za razgradnju vode.
10. Pogladiti. US 4,039,651 Termokemijski proces zatvorenog ciklusa koji proizvodi vodik i kisik iz vode.
11. Pogladiti. US 4,013,781 Postupak za proizvodnju vodika i kisika iz vode pomoću željeza i klora.
12. Pogladiti. US 3,963,830 Termoliza vode u kontaktu sa zeolitnim masama.
13. G. Lushcheikin “Polimerni elektreti”, M., “Kemija”, 1986.
14. ”Kemijska enciklopedija”, v.1, M., 1988, odjeljci “voda”, ( vodene otopine i njihova svojstva)

Dudyshev Valery Dmitrievich profesor Samare tehničko sveučilište, doktor tehničkih znanosti, akademik Ruske ekološke akademije

Područje djelatnosti (tehnologija) kojoj pripada opisani izum

Izum se odnosi na tehniku ​​proizvodnje vodika iz vode elektrolizom i može se koristiti kao jedinica za pretvaranje toplinske energije, pri izgaranju vodika, u mehaničku energiju.

DETALJAN OPIS IZUMA

Poznat je pilot eksperiment koji je proveo eksperimentalni znanstvenik Valery Dudyshev o disocijaciji vode u električnom polju na vodik i kisik, zbog čega je utvrđena 1000% učinkovitost u smislu troškova energije (vidi). Ovaj eksperiment navodno proturječi, ako vjerujete svojim očima, Zakonu o održanju energije i stoga bi mogao biti zaboravljen, baš kao i otkriće bjeloruskog znanstvenika Sergeja Ušerenka 1974. o njegovom "Ušerenkovom efektu", gdje energija oslobođena u meti premašuje 10 2 10 4 puta kinetičku energiju čestice unesene u metu (vidi). zajedničko vlasništvo tih procesa je da u prvom slučaju, električno polje, u drugom slučaju, pijesak se unosi u strana tijela, gdje se oslobađa energija, stotine puta veća od energije patogena.

Svrha izuma je proširenje tehničko-tehnoloških

mogućnosti primjene navedenih učinaka.

Iz vode i uređaj za njegovu provedbu

Ovaj cilj se postiže činjenicom da na vodu istovremeno i u cijelom volumenu djeluju električna i magnetska polja. Slika 2 prikazuje strukturu molekule vode. Kut od 104 stupnja i 27 minuta između O-H veze. Molekula vode je usmjerena električnim poljem jakosti E duž električnog polja s određenom silom, koja razgrađuje dio vode na ione vodika i kisika. Voda postaje zasićena plinovima, kapacitivnost se povećava (kapacitivnost kondenzatora opada), a učinak razgradnje opada dok se ne postigne ravnoteža između stvaranja i uklanjanja iona. Iz analize je vidljivo da protok vanjske struje kroz vodu ne utječe izravno na proces njezine razgradnje. Za povećanje produktivnosti razgradnje vode koristimo magnetsko polje određene jakosti H, čiji je vektor usmjeren okomito na vektor jakosti električnog polja E, dok vektori djeluju na molekulu vode istovremeno i rezonantno u odnosu na na hidrodinamičke oscilacije vode, koje se, zbog Lorentzovih sila, javljaju kada teče kroz magnetsko polje vode koja sadrži ione (vidi TSB, 2. izdanje, svezak 19, članak "Kavitacija"; Onatskaya A.A., Muzalevskaya N.I. "Aktivirana voda", "Kemija - tradicionalna i netradicionalna", Lenjingrad, Izdavačka kuća Lenjingradskog sveučilišta, 1985., poglavlje 8. magnetsko polje). Istodobno djelovanje polja, pa čak iu rezonantnom načinu, značajno povećava impuls sile i moment impulsa koji djeluju na molekulu vode, osim toga, magnetsko polje doprinosi najbržem uklanjanju iona iz radne zone vode. dekompozicija, koja stabilizira kapacitivnost. Slika 1. prikazuje dijagram istovremenog zračenja električnog i magnetskog polja na tretirani volumen vode. Zračenje nastaje zbog dva oscilatorna kruga L1S1 i L2S2, a kapacitet prvog (drugog) i pripadajući induktivitet drugog (prvog) kruga istovremeno se pune i prazne na zadanoj frekvenciji. Da biste to učinili, potrebno je da se napon napajanja krugova pomakne u fazi za kut od 90 stupnjeva. Isti uvjeti su također potrebni kada krugovi rade u režimu naponske rezonancije.

Rnrnrn rnrnrn rnrnrn

Slika 3 prikazuje uređaj za razgradnju vode elektromagnetsko polje, koji sadrži kućište 1, gdje su smješteni elementi C1-L2, C2-L1, C3-L4 IS4-L3, krugovi C1-L1, C2-L2, C3-L3, C4-L4, koji rade u rezonanciji napona ili struje modu, a krugovi C1-L1, C3-L3 rade na naponu u odnosu na krugove C2-L2, C4-L4, fazno pomaknuti za kut od 90 stupnjeva. Između ploča kondenzatora i induktiviteta nalaze se šupljine za obradu vode 3 povezane kanalima 4 s ulaznim i izlaznim otvorima 2. Gornje rupe 5 i donje rupe 6 povezane su sa šupljinama 3 i služe za uklanjanje plinova kroz potencijalne rešetke (uvjetno nije prikazano).

Uređaj za proizvodnju vodika iz vode radi na sljedeći način

Kada se dovede ispravljeni puls visokog napona i šupljine 3 napune cirkulirajućom zagrijanom (na primjer, solarni kolektori ili ispušna voda vodikovih motora) vodom, u šupljinama 3 se razgrađuje na ione vodika i kisika, koji pod djelovanjem magnetske polja, kreću se kroz otvore 5, 6, neutraliziraju potencijalne rešetke i transportiraju do potrošača.

Predloženo tehničko rješenje omogućuje povećanje produktivnosti, smanjenje potrošnje energije po jedinici proizvedenog proizvoda i, kao rezultat toga, smanjenje troškova proizvodnje vodika.

Zahtjev

1. Metoda za proizvodnju vodika iz vode, uključujući istodobnu obradu vode električnim i magnetskim poljima za razgradnju molekula vode na kisik i vodik pomoću para oscilatornih krugova koji se sastoje od vodenog kondenzatora s izoliranim pločama, koji su opskrbljeni visokom -naponski ispravljeni napon impulsnog oblika, induktiviteta i postavljenih između ploča kondenzatora i induktiviteta šupljina za pročišćenu vodu, dok se djelovanje na vodu poljima provodi rezonantno u odnosu na hidrodinamičke oscilacije vode kada je smjer vektor jakosti magnetskog polja je okomit na vektor jakosti električnog polja.

2. iz vode, koji sadrži par oscilatornih krugova, od kojih se svaki sastoji od vodenog kondenzatora s izoliranim pločama, na koje se dovodi visokonaponski ispravljeni impulsni napon, induktiviteta i šupljina za pročišćenu vodu smještenih između ploča kondenzatora i induktiviteta, dok je kapacitet kondenzatora prvog titrajnog kruga povezan s induktivitetom drugog titrajnog kruga, a kapacitet drugog titrajnog kruga povezan je s induktivitetom prvog titrajnog kruga uz mogućnost njihovog istovremenog punjenja i pražnjenja, dok su ulazni naponi fazno pomaknuti za 90°.