Separarea apei în oxigen și hidrogen printr-un magnet. Obținerea hidrogenului prin descompunerea termică a apei. a) Modificarea stării de agregare a lichidelor

tra. Această tehnică a fost discutată mai sus în paragraful privind purificarea hidrogenului monoxid de carbon CO. Deși la prima vedere această metodă de obținere a hidrogenului poate părea atractivă, implementarea sa practică este destul de complicată.

Imaginați-vă un astfel de experiment. Într-un vas cilindric sub p shn este 1 kmol de vapori de apă puri. Greutatea pistonului creează o presiune constantă în cocj egală cu 1 atm. Aburul din vas este încălzit la o temperatură> 3000 K. Valorile indicate de presiune și temperatură au fost alese arbitrar. dar ca exemplu.

Dacă în vas se află doar molecule de H20, atunci cantitatea de energie liberă a sistemului poate fi determinată folosind tabelele TeD corespunzătoare ale proprietăților dinamice ale apei și vaporilor de apă.Totuși, de fapt, cel puțin o parte din moleculele de vapori de apă suferă descompunere în constituenții săi elemente chimice, adică hidrogen și oxigen:

prin urmare, amestecul obținut, care conține moleculele H20, H2 și O2, va fi char. terizat de o valoare diferită a energiei libere.

Dacă toate moleculele de vapori de apă s-ar disocia, atunci vasul ar conține amestec de gaze conţinând 1 kmoli de hidrogen şi 0,5 kmoli de oxigen. Cantitatea de energie liberă a acestui amestec de gaze la aceeași presiune (1 a și temperatură (3000 K)) se dovedește a fi mai mare decât cantitatea de energie liberă a vaporilor de apă pură. Rețineți că 1 kmol de vapori de apă a fost convertit cu 1 kmoli de hidrogen și 0,5 kmoli de oxigen, adică cantitatea totală de substanță: este A "oG) | | (= 1,5 kmoli. Astfel, presiune parțială hidrogenul b> este de 1/1,5 atm, iar presiunea parțială a oxigenului este de 0,5/1,5 atm.

La orice valoare realistă a temperaturii, disocierea apei n va fi incompletă. Să notăm proporția de molecule de modificare disociate F. Atunci cantitatea de vapori de apă (kmol) care nu a fost descompusă va fi egală cu (1 - F) (presupunem că în vas era 1 kmol de vapori de apă). Cantitatea de hidrogen formată (kmol) va fi egală cu F, iar oxigenul - F. Amestecul rezultat va avea compoziția

(l-F)n20 + FH2 + ^F02.

Amestecul total de gaze (kmol)

Orez. 8.8. Dependența energiei libere a unui amestec de vapori de apă, hidrogen și oxigen de fracția molară a vaporilor de apă disociați

Energia liberă a componentei amestecului depinde de presiune conform relației

8i = 8i +RTnp(, (41)

unde g - este energia liberă a /-a componentă a amestecului la 1 kilomol ftp și o presiune de 1 atm (vezi „Dependența energiei libere de temperatură în capitolul 7).

Dependența energiei libere a amestecului de F, determinată de ecuația (42), este prezentată în Fig. 8.8 După cum se poate observa din figură, energia liberă a unui amestec de vapori de apă, oxigen și hidrogen la o temperatură de 3000 K și o presiune de 1 atm: minim dacă proporția de molecule de apă disociate cuplează compoziția

14,8%. În acest moment, viteza reacției inverse n, + - SU, -\u003e H-, 0 este egală cu viteza

1 2 sti din reacția directă H20 -» H2 + - 02, adică se stabilește echilibrul.

Pentru a determina punctul de echilibru, este necesar să găsim valoarea lui F at

torus SP11X are un minim.

d Gmjy -$ -$ 1 -$

-^ \u003d - Jan2o + Ru2 + 2^o2 +

Sh2o “ Sn2 ~ 2 go2

Constanta de echilibru Kp depinde de temperatura si de coeficientii stoichiometrici din ecuatie reactie chimica. Valoarea lui Kp pentru reacție

H-0 -» H2 + ^02 diferă de valoarea pentru reacția 2H20 -» 2H2 + 02. Mai mult, constanta de echilibru nu depinde de presiune. Într-adevăr, dacă ne întoarcem la formula (48), putem observa că valorile energiei libere g* sunt determinate la o presiune de 1 atm și nu depind de presiunea din sistem. Mai mult, dacă vaporii de apă conțin un amestec de gaz inert, cum ar fi argonul, atunci acest lucru nu va modifica nici valoarea constantei de echilibru, deoarece valoarea lui g "Ar este egală cu 1 *.

Relația dintre constanta de echilibru Kp și proporția vaporilor de apă disociați /' poate fi obținută prin exprimarea presiunilor parțiale ale componentelor amestecului în funcție de F, așa cum sa făcut în formulele (38), 39) și (40). Rețineți că aceste formule sunt valabile doar pentru un anumit caz, când presiunea totală este de 1 atm. În cazul general, când amestecul de gaze este la o presiune arbitrară p, presiunile parțiale pot fi calculate folosind următoarele relații:

După cum rezultă din informațiile de mai sus, descompunerea termică directă a apei este posibilă numai la temperaturi foarte ridicate. După cum se arată în fig. 8,9, la punctul de topire al paladiului (1825 K) la atmosferă. doar o mică parte din vaporii de apă suferă disociere.Aceasta înseamnă că presiunea parțială a hidrogenului produsă de descompunerea termică a apei va fi prea scăzută pentru a fi utilizată în aplicații practice.

Creșterea presiunii vaporilor de apă nu va corecta situația, deoarece gradul de disociere scade brusc la (Fig. 8.10).

Definiția constantei de echilibru poate fi extinsă la cazul reacțiilor mai complexe. Deci, de exemplu, pentru reacție

Valoarea -246 MJ/kmol este valoarea energiei de formare a apei, medie pe intervalul de temperatură de la zero la 3000 K. Raportul de mai sus este un alt exemplu al ecuației Boltzmann.

Metoda propusă se bazează pe următoarele:

Legătura electronică între atomi hidrogen si oxigen scade proporţional cu creşterea temperaturii apei. Acest lucru este confirmat de practică la arderea cărbunelui uscat. Înainte de a arde cărbunele uscat, acesta este udat. Cărbunele umed dă mai multă căldură, arde mai bine. Acest lucru se datorează faptului că la o temperatură ridicată de ardere a cărbunelui, apa se descompune în hidrogen și oxigen. Hidrogenul arde și dă calorii suplimentare cărbunelui, iar oxigenul crește cantitatea de oxigen din aerul din cuptor, ceea ce contribuie la arderea mai bună și completă a cărbunelui.
Temperatura de aprindere a hidrogenului din 580 inainte de 590oC, descompunerea apei trebuie să fie sub pragul de aprindere al hidrogenului.
Legătura electronică între atomii de hidrogen și oxigen la temperatură 550oC este încă suficient pentru formarea moleculelor de apă, dar orbitele electronilor sunt deja distorsionate, legătura cu atomii de hidrogen și oxigen este slăbită. Pentru ca electronii să-și părăsească orbitele și ca legătura atomică dintre ei să se rupă, trebuie să adăugați mai multă energie electronilor, dar nu căldură, ci energie. câmp electric tensiune înaltă. Apoi energia potențială a câmpului electric este convertită în energia cinetică a electronului. Viteza electronilor într-un câmp electric de curent continuu crește proporțional rădăcină pătrată tensiune aplicată electrozilor.
Descompunerea aburului supraîncălzit într-un câmp electric poate avea loc la o viteză scăzută a aburului, iar o astfel de viteză a aburului la o temperatură 550oC poate fi obținut doar într-un spațiu deschis.
Pentru a obține hidrogen și oxigen în cantități mari, trebuie să folosiți legea conservării materiei. Din această lege rezultă: în ce cantitate apa a fost descompusă în hidrogen și oxigen, în aceeași cantitate vom obține apă atunci când aceste gaze sunt oxidate.

Posibilitatea de realizare a invenţiei este confirmată de exemplele realizate în trei opțiuni de instalare.

Toate cele trei opțiuni de instalare sunt realizate din aceleași produse unificate de formă cilindrică din țevi de oțel.

Prima varianta
Dispozitiv de operare și instalare a primei opțiuni ( schema 1)

În toate cele trei opțiuni, funcționarea unităților începe cu prepararea aburului supraîncălzit într-un spațiu deschis cu o temperatură a aburului de 550 o C. Spațiul deschis asigură o viteză de-a lungul circuitului de descompunere a aburului până la 2 m/s.

Prepararea aburului supraîncălzit are loc într-o țeavă de oțel termorezistentă /starter/, al cărei diametru și lungime depind de puterea instalației. Puterea instalației determină cantitatea de apă descompusă, litri/s.

Un litru de apă conține 124 litri de hidrogenși 622 litri de oxigen, din punct de vedere al caloriilor este 329 kcal.

Înainte de a porni unitatea, demarorul este încălzit de la 800 până la 1000 o C/încălzirea se face în orice fel/.

Un capăt al demarorului este astupat cu o flanșă prin care intră apa dozată pentru descompunere la puterea calculată. Apa din starter se încălzește până la 550oC, iese liber din celălalt capăt al demarorului și intră în camera de descompunere, de care demarorul este conectat prin flanșe.

În camera de descompunere, aburul supraîncălzit este descompus în hidrogen și oxigen printr-un câmp electric creat de electrozi pozitivi și negativi, care sunt alimentați cu curent continuu cu o tensiune. 6000 V. Electrodul pozitiv este corpul camerei în sine /conducta/, iar electrodul negativ este o țeavă de oțel cu pereți subțiri montată în centrul corpului, pe întreaga suprafață a cărei găuri cu diametrul de 20 mm.

Țeava-electrod este o rețea care nu ar trebui să creeze rezistență pentru ca hidrogenul să intre în electrod. Electrodul este atașat la corpul țevii pe bucșe și se aplică tensiune înaltă prin același atașament. Capătul conductei electrodului negativ se termină cu o țeavă izolatoare electric și rezistentă la căldură pentru ca hidrogenul să iasă prin flanșa camerei. Ieșirea oxigenului din corpul camerei de descompunere printr-o țeavă de oțel. Electrodul pozitiv/corpul camerei/ trebuie să fie împământat, iar polul pozitiv al sursei de curent continuu este împământat.

Ieșire hidrogen către oxigen 1:5.

A doua varianta
Dispozitiv de operare și instalare conform celei de-a doua opțiuni ( schema 2)

Instalarea celei de-a doua opțiuni este concepută pentru a produce o cantitate mare de hidrogen și oxigen datorită descompunerii paralele a unei cantități mari de apă și oxidării gazelor în cazane pentru a obține abur de lucru de înaltă presiune pentru centralele electrice alimentate cu hidrogen / în viitorul WES/.

Funcționarea instalației, ca și în prima versiune, începe cu prepararea aburului supraîncălzit în starter. Dar acest starter este diferit de starterul din prima versiune. Diferența constă în faptul că o ramură este sudată la capătul demarorului, în care este montat un comutator de abur, care are două poziții - „pornire” și „lucrare”.

Aburul obținut în demaror intră în schimbătorul de căldură, care este conceput pentru a regla temperatura apei recuperate după oxidare în cazan / K1/ inainte de 550oC. Schimbător de căldură / Acea/ - o țeavă, ca toate produsele cu același diametru. Între flanșele țevilor sunt montate țevi de oțel termorezistente, prin care trece aburul supraîncălzit. Tuburile sunt curgate cu apă dintr-un sistem de răcire închis.

Din schimbătorul de căldură intră aburul supraîncălzit în camera de descompunere, exact la fel ca în prima versiune a instalației.

Hidrogenul și oxigenul din camera de descompunere intră în arzătorul cazanului 1, în care hidrogenul este aprins cu o brichetă - se formează o torță. Lanterna, care curge în jurul cazanului 1, creează în ea abur de lucru de înaltă presiune. Coada pistoletului de la cazanul 1 intră în cazanul 2 și, cu căldura sa în cazanul 2, pregătește aburul pentru cazanul 1. Oxidarea continuă a gazelor începe de-a lungul întregului contur al cazanelor după formula binecunoscută:

2H2 + O2 = 2H2O + căldură

Ca urmare a oxidării gazelor, apa este redusă și se eliberează căldură. Această căldură din instalație este colectată de cazanele 1 și cazanele 2, transformând această căldură în abur de lucru de înaltă presiune. Iar apa recuperată cu temperatură ridicată intră în următorul schimbător de căldură, din acesta în următoarea cameră de descompunere. O astfel de secvență de tranziție a apei de la o stare la alta continuă de câte ori este nevoie pentru a primi energie din această căldură colectată sub formă de abur de lucru pentru a asigura capacitatea de proiectare. WES.

După ce prima porțiune de abur supraîncălzit ocolește toate produsele, dă circuitului energia calculată și lasă ultimul cazan 2 în circuit, aburul supraîncălzit este direcționat prin conductă către comutatorul de abur montat pe demaror. Comutatorul de abur este mutat din poziția „pornire” în poziția „de lucru”, după care intră în demaror. Starterul este oprit /apă, încălzire/. Din starter, aburul supraîncălzit intră în primul schimbător de căldură și din acesta în camera de descompunere. O nouă rundă de abur supraîncălzit începe de-a lungul circuitului. Din acest moment, circuitul de descompunere și plasmă este închis pe sine.

Instalația folosește apă numai pentru formarea aburului de lucru de înaltă presiune, care este preluat din returul circuitului de abur de evacuare după turbină.

Lipsa centralelor electrice pt WES este greoaiele lor. De exemplu, pentru WES pe 250 MW trebuie descompuse în același timp 455 l apă într-o secundă, iar acest lucru va necesita 227 camere de descompunere, 227 schimbatoare de caldura, 227 cazane / K1/, 227 cazane / K2/. Dar un astfel de volum va fi justificat de o sută de ori doar prin faptul că combustibilul pentru WES va fi doar apă, ca să nu mai vorbim de curățenia mediului WES, energie electrică și căldură ieftine.

A treia opțiune
A treia versiune a centralei electrice ( schema 3)

Aceasta este exact aceeași centrală electrică ca a doua.

Diferența dintre ele este că această unitate funcționează constant de la demaror, descompunerea aburului și arderea hidrogenului în circuitul de oxigen nu este închisă pe sine. Produsul final din instalație va fi un schimbător de căldură cu o cameră de descompunere. O astfel de aranjare a produselor va face posibilă obținerea, pe lângă energia electrică și căldură, și hidrogen și oxigen sau hidrogen și ozon. Centrală electrică pornită 250 MW cand functioneaza de la demaror, va consuma energie pentru a incalzi demarorul, apa 7,2 m3/hși apă pentru formarea aburului de lucru 1620 m 3 / h / apă utilizat din circuitul de retur aburului evacuat/. În centrala electrică pentru WES temperatura apei 550oC. Presiunea aburului 250 la. Consumul de energie pentru crearea unui câmp electric pentru o cameră de descompunere va fi aproximativ 3600 kWh.

Centrală electrică pornită 250 MW la plasarea produselor pe patru etaje, va ocupa o suprafață 114 x 20 m si inaltime 10 m. Neținând cont de zona pentru turbină, generator și transformator pornit 250 kVA - 380 x 6000 V.

INVENȚIA ARE URMĂTOARELE AVANTAJE

Căldura obținută din oxidarea gazelor poate fi folosită direct la fața locului, iar hidrogenul și oxigenul sunt obținute din eliminarea aburului de evacuare și a apei industriale.
Consum redus de apă la generarea de energie electrică și căldură.
Simplitatea metodei.
Economii semnificative de energie, ca se cheltuiește doar pentru încălzirea starterului la un regim termic constant.
Productivitate ridicată a procesului, deoarece disocierea moleculelor de apă durează zecimi de secundă.
Siguranța la explozie și la incendiu a metodei, deoarece în implementarea sa, nu este nevoie de rezervoare pentru a colecta hidrogen și oxigen.
În timpul funcționării instalației, apa este purificată în mod repetat, transformându-se în apă distilată. Acest lucru elimină precipitațiile și depunerile, ceea ce crește durata de viață a instalației.
Instalația este realizată din oțel obișnuit; cu excepția cazanelor din oțeluri termorezistente cu căptușeală și ecranare a pereților acestora. Adică, nu sunt necesare materiale speciale scumpe.

Invenția poate găsi aplicație în industrie prin înlocuirea hidrocarburilor și a combustibilului nuclear din centralele electrice cu apă ieftină, răspândită și ecologică, menținând în același timp puterea acestor centrale.

REVENDICARE

Metodă de producere a hidrogenului și oxigenului din vapori de apă, care include trecerea acestui abur printr-un câmp electric, caracterizat prin aceea că vaporii de apă supraîncălziți sunt utilizați cu o temperatură 500 - 550 o C, trecut printr-un câmp electric de curent continuu de înaltă tensiune pentru a disocia vaporii și a-i separa în atomi de hidrogen și oxigen.

Numele inventatorului: Ermakov Viktor Grigorievici
Numele titularului brevetului: Ermakov Viktor Grigorievici
Adresa de corespondenta: 614037, Perm, str. Mozyrskaya, 5, ap. 70 Ermakov Viktor Grigoryevich
Data începerii brevetului: 1998.04.27

Invenția este destinată energiei și poate fi utilizată pentru a obține surse de energie ieftine și economice. Vaporii de apă supraîncălziți se obțin într-un spațiu deschis cu o temperatură 500-550 o C. Vaporii de apă supraîncălziți sunt trecuți printr-un câmp electric constant de înaltă tensiune ( 6000 V) pentru a produce hidrogen și oxigen. Metoda este simplă în design hardware, economică, rezistentă la incendiu și explozie, de înaltă performanță.

DESCRIEREA INVENŢIEI

Hidrogenul, atunci când este combinat cu oxidarea oxigenului, se află pe primul loc în ceea ce privește puterea calorică pentru 1 kg de combustibil, dintre toți combustibilii utilizați pentru a genera energie electrică și căldură. Dar puterea calorică ridicată a hidrogenului nu este încă folosită pentru generarea de energie electrică și căldură și nu poate concura cu combustibilul cu hidrocarburi.

Un obstacol în calea utilizării hidrogenului în sectorul energetic este metoda costisitoare de producere a acestuia, care nu este justificată din punct de vedere economic. Pentru obținerea hidrogenului se folosesc în principal instalații de electroliză, care sunt ineficiente, iar energia cheltuită pentru producerea hidrogenului este egală cu energia obținută din arderea acestui hidrogen.

O metodă cunoscută pentru producerea de hidrogen și oxigen din abur supraîncălzit cu o temperatură de 1800-2500 o C descrise în aplicația din Marea Britanie N 1489054 (clasa C 01 B 1/03, 1977). Această metodă este complexă, consumatoare de energie și dificil de implementat.

Rnrnrn rnrnrn rnrnrn

Cea mai apropiată de cea propusă este o metodă de producere a hidrogenului și oxigenului din abur pe catalizator prin trecerea acestui abur printr-un câmp electric, descris în aplicația din Marea Britanie N 1585527 (clasa C 01 B 3/04, 1981).

Dezavantajele acestei metode includ:

imposibilitatea obținerii hidrogenului în cantități mari;

intensitatea energetică;

complexitatea dispozitivului și utilizarea materialelor scumpe;

imposibilitatea implementării acestei metode atunci când se utilizează apă tehnică, deoarece la o temperatură de abur saturat se vor forma depuneri și depuneri de abur pe pereții dispozitivului și pe catalizator, ceea ce va duce la eșecul rapid al acestuia;

pentru colectarea hidrogenului și oxigenului rezultat se folosesc recipiente speciale de colectare, ceea ce face ca metoda să fie inflamabilă și explozivă.

Problema la care se adresează invenţia este eliminarea dezavantajelor de mai sus, precum și obținerea unei surse ieftine de energie și căldură.

Acest lucru se realizează prin că în metoda de producere a hidrogenului și oxigenului din vapori de apă, inclusiv trecerea acestor vapori printr-un câmp electric, conform invenției, se utilizează abur supraîncălzit cu o temperatură 500-550 o Cși treceți-l printr-un câmp electric de curent continuu de înaltă tensiune, determinând astfel vaporii să se disocieze și să se separe în atomi hidrogen si oxigen.

METODA PROPUSĂ SE BAZĂ PE URMĂTOARE

Legătura electronică între atomi hidrogen si oxigen scade proporţional cu creşterea temperaturii apei. Acest lucru este confirmat de practică la arderea cărbunelui uscat. Înainte de a arde cărbunele uscat, acesta este udat. Cărbunele umed dă mai multă căldură, arde mai bine. Acest lucru se datorează faptului că la o temperatură ridicată de ardere a cărbunelui, apa se descompune în hidrogen și oxigen. Hidrogenul arde și dă calorii suplimentare cărbunelui, iar oxigenul crește cantitatea de oxigen din aerul din cuptor, ceea ce contribuie la arderea mai bună și completă a cărbunelui.

Rnrnrn rnrnrn rnrnrn

Temperatura de aprindere a hidrogenului din 580 inainte de 590oC, descompunerea apei trebuie să fie sub pragul de aprindere al hidrogenului.

Legătura electronică între atomii de hidrogen și oxigen la temperatură 550oC este încă suficient pentru formarea moleculelor de apă, dar orbitele electronilor sunt deja distorsionate, legătura cu atomii de hidrogen și oxigen este slăbită. Pentru ca electronii să-și părăsească orbitele și ca legătura atomică dintre ei să se rupă, trebuie să adăugați mai multă energie electronilor, dar nu căldură, ci energia unui câmp electric de înaltă tensiune. Apoi energia potențială a câmpului electric este convertită în energia cinetică a electronului. Viteza electronilor într-un câmp electric continuu crește proporțional cu rădăcina pătrată a tensiunii aplicate electrozilor.

Descompunerea aburului supraîncălzit într-un câmp electric poate avea loc la o viteză scăzută a aburului, iar o astfel de viteză a aburului la o temperatură 550oC poate fi obținut doar într-un spațiu deschis.

Pentru a obține hidrogen și oxigen în cantități mari, trebuie să folosiți legea conservării materiei. Din această lege rezultă: în ce cantitate apa a fost descompusă în hidrogen și oxigen, în aceeași cantitate vom obține apă atunci când aceste gaze sunt oxidate.

Posibilitatea de realizare a invenţiei este confirmată de exemplele realizate în trei opțiuni de instalare.

Toate cele trei opțiuni de instalare sunt realizate din aceleași produse unificate de formă cilindrică din țevi de oțel.

Prima varianta
Dispozitiv de operare și instalare a primei opțiuni ( schema 1).

Un litru de apă conține 124 litri de hidrogenși 622 litri de oxigen, din punct de vedere al caloriilor este 329 kcal.

Înainte de a porni unitatea, demarorul este încălzit de la 800 până la 1000 o C/încălzirea se face în orice fel/.

Conducta - electrodul este o plasă care nu ar trebui să creeze rezistență pentru ca hidrogenul să intre în electrod. Electrodul este atașat la corpul țevii pe bucșe și se aplică tensiune înaltă prin același atașament. Capătul conductei electrodului negativ se termină cu o țeavă izolatoare electric și rezistentă la căldură pentru ca hidrogenul să iasă prin flanșa camerei. Ieșirea oxigenului din corpul camerei de descompunere printr-o țeavă de oțel. Electrodul pozitiv/corpul camerei/ trebuie să fie împământat, iar polul pozitiv al sursei de curent continuu este împământat.

Rnrnrn rnrnrn rnrnrn

Ieșire hidrogen către oxigen 1:5.

A doua varianta
Dispozitiv de operare și instalare conform celei de-a doua opțiuni ( schema 2).

Funcționarea instalației, ca și în prima versiune, începe cu prepararea aburului supraîncălzit în starter. Dar acest starter este diferit de starterul din prima versiune. Diferența constă în faptul că la capătul demarorului este sudată o ramură, în care este montat un comutator de abur, care are două poziții - „pornire” și „lucrare”.

Aburul obținut în demaror intră în schimbătorul de căldură, care este conceput pentru a regla temperatura apei recuperate după oxidare în cazan / K1/ inainte de 550oC. Schimbător de căldură / Acea/ - teava, ca toate produsele cu acelasi diametru. Între flanșele țevilor sunt montate țevi de oțel termorezistente, prin care trece aburul supraîncălzit. Tuburile sunt curgate cu apă dintr-un sistem de răcire închis.

Din schimbătorul de căldură intră aburul supraîncălzit în camera de descompunere, exact la fel ca în prima versiune a instalației.

Hidrogenul și oxigenul din camera de descompunere intră în arzătorul cazanului 1, în care hidrogenul este aprins de o brichetă - se formează o torță. Lanterna, care curge în jurul cazanului 1, creează în ea abur de lucru de înaltă presiune. Coada pistoletului de la cazanul 1 intră în cazanul 2 și, cu căldura sa în cazanul 2, pregătește aburul pentru cazanul 1. Oxidarea continuă a gazelor începe de-a lungul întregului contur al cazanelor după formula binecunoscută:

2H2 + O2 = 2H2O + căldură

După ce prima porțiune de abur supraîncălzit ocolește toate produsele, dă circuitului energia calculată și iese din ultimul cazan 2 din circuit, aburul supraîncălzit este trimis prin conductă către comutatorul de abur montat pe demaror. Comutatorul de abur este mutat din poziția „pornire” în poziția „lucrare”, după care intră în demaror. Starterul este oprit /apă, încălzire/. Din starter, aburul supraîncălzit intră în primul schimbător de căldură și din acesta în camera de descompunere. O nouă rundă de abur supraîncălzit începe de-a lungul circuitului. Din acest moment, circuitul de descompunere și plasmă este închis pe sine.

Instalația folosește apă numai pentru formarea aburului de lucru de înaltă presiune, care este preluat din returul circuitului de abur de evacuare după turbină.

Lipsa centralelor electrice pt WES- aceasta este greoaiele lor. De exemplu, pentru WES pe 250 MW trebuie descompuse în același timp 455 l apă într-o secundă, iar acest lucru va necesita 227 camere de descompunere, 227 schimbatoare de caldura, 227 cazane / K1/, 227 cazane / K2/. Dar un astfel de volum va fi justificat de o sută de ori doar prin faptul că combustibilul pentru WES va fi doar apă, ca să nu mai vorbim de curățenia mediului WES, energie electrică și căldură ieftine.

A treia opțiune
A treia versiune a centralei electrice ( schema 3).

Aceasta este exact aceeași centrală electrică ca a doua.

INVENȚIA ARE URMĂTOARELE AVANTAJE

Căldura obținută din oxidarea gazelor poate fi folosită direct la fața locului, iar hidrogenul și oxigenul sunt obținute din eliminarea aburului de evacuare și a apei industriale.

Consum redus de apă la generarea de energie electrică și căldură.

Simplitatea metodei.

Economii semnificative de energie, ca se cheltuiește doar pentru încălzirea starterului la un regim termic constant.

Productivitate ridicată a procesului, deoarece disocierea moleculelor de apă durează zecimi de secundă.

Siguranța la explozie și la incendiu a metodei, deoarece în implementarea sa, nu este nevoie de rezervoare pentru a colecta hidrogen și oxigen.

În timpul funcționării instalației, apa este purificată în mod repetat, transformându-se în apă distilată. Acest lucru elimină precipitațiile și depunerile, ceea ce crește durata de viață a instalației.

Instalația este realizată din oțel obișnuit; cu excepția cazanelor din oțeluri termorezistente cu căptușeală și ecranare a pereților acestora. Adică, nu sunt necesare materiale speciale scumpe.

REVENDICARE

A fost descoperit și studiat experimental un nou efect al electrofumului „rece” de înaltă tensiune de evaporare și de disociere de înaltă tensiune a lichidelor la preț redus. Pe baza acestei descoperiri, autorul a propus și brevetat o nouă tehnologie cu costuri reduse extrem de eficientă pentru obținerea combustibilului gaz din unele soluții apoase pe bază de electrofum capilar de înaltă tensiune.

INTRODUCERE

Acest articol este despre o nouă direcție științifică și tehnică promițătoare a energiei hidrogenului. Acesta informează că în Rusia a fost descoperit și testat experimental un nou efect electrofizic de evaporare intensivă „la rece” și disociere a lichidelor și soluțiilor apoase în gaze combustibile, fără niciun consum de energie electrică - electroosmoza capilară de înaltă tensiune. Sunt date exemple vii ale manifestării acestui efect important în Natura Vie. Efectul deschis este baza fizica multe tehnologii noi „de revoluție” în energia hidrogenului și electrochimia industrială. Pe baza ei, autorul a dezvoltat, patentat și cercetează activ o nouă tehnologie performantă și eficientă din punct de vedere energetic pentru obținerea gazelor combustibile combustibile și a hidrogenului din apă, diverse soluții apoase și compuși organici apos. Articolul dezvăluie esența lor fizică, iar tehnica de implementare în practică, se oferă o evaluare tehnică și economică a perspectivelor noilor generatoare de gaze. Articolul oferă, de asemenea, o analiză a principalelor probleme ale energiei hidrogenului și tehnologiilor sale individuale.

Pe scurt despre istoria descoperirii electroosmozei capilare și a disocierii lichidelor în gaze și dezvoltarea unei noi tehnologii.Am descoperit efectul în 1985. Experimente și experimente privind evaporarea și descompunerea lichidelor „la rece” electroosmotică capilară cu producerea de gaz combustibil fără consum de energie au fost efectuate de mine în perioada 1986-96 ani.Pentru prima dată despre procesul natural de evaporare „la rece” a apei în instalații, am scris în 1988 articolul „Plante - pompe electrice naturale” /1/. Am raportat despre o nouă tehnologie foarte eficientă pentru obținerea gazelor combustibile din lichide și obținerea hidrogenului din apă pe baza acestui efect în 1997 în articolul meu „Noua tehnologie de incendiu electric” (secțiunea „Este posibil să ardem apa”) /2/. Articolul este prevăzut cu numeroase ilustrații (Fig. 1-4) cu grafice, diagrame bloc ale instalațiilor experimentale, dezvăluind principalele elemente structurale și dispozitive electrice de serviciu (surse de câmp electric) ale generatoarelor de gaz combustibil electroosmotice capilare pe care le-am propus. Dispozitivele sunt convertoare originale de lichide în gaze combustibile. Ele sunt prezentate în figurile 1-3 într-un mod simplificat, cu suficiente detalii pentru a explica esența noii tehnologii de producere a gazului combustibil din lichide.

Mai jos sunt prezentate o listă de ilustrații și scurte explicații pentru acestea. Pe fig. 1 prezintă cea mai simplă configurație experimentală pentru gazeificarea și disocierea „la rece” a lichidelor cu conversia lor în gaz combustibil prin intermediul unui singur câmp electric. Figura 2 prezintă cea mai simplă configurație experimentală pentru gazeificarea „rece” și disocierea lichidelor cu două surse de câmp electric (un câmp electric cu semn constant pentru evaporarea „la rece” a oricărui lichid prin electroosmoză și un al doilea câmp pulsat (alternant) pentru zdrobire. moleculele lichidului evaporat și transformarea acestuia în combustibil Fig. 3 prezintă o diagramă bloc simplificată a dispozitivului combinat, care, spre deosebire de dispozitive (Fig. 1, 2), asigură și electroactivarea suplimentară a lichidului evaporat.pomp-evaporator de lichide (generator de gaze combustibile) asupra parametrilor principali ai dispozitivelor. În special, arată relația dintre performanța dispozitivului asupra intensității câmpului electric și asupra zonei suprafeței evaporate capilare. Numele figurilor și decodificarea elementelor dispozitivelor în sine sunt date în legendele acestora. O descriere a relației dintre elementele dispozitivelor și funcționarea dispozitivelor în dinamică este dată mai jos în text în secțiunile relevante ale articolului.

PERSPECTIVE ȘI PROBLEME ALE ENERGIEI HIDROGENULUI

Producția eficientă de hidrogen din apă este un vechi vis tentant al civilizației. Pentru că există multă apă pe planetă, iar energia hidrogenului promite omenirii energie „curată” din apă în cantități nelimitate. Mai mult, însuși procesul de ardere a hidrogenului într-un mediu de oxigen obținut din apă asigură arderea ideală din punct de vedere al puterii calorice și al purității.

Prin urmare, crearea și dezvoltarea industrială a unei tehnologii extrem de eficiente pentru electroliza scindării apei în H2 și O2 a fost de multă vreme una dintre sarcinile urgente și prioritare ale energiei, ecologiei și transportului. Și mai presant și problema reala energia constă în gazeificarea combustibililor cu hidrocarburi solide și lichide, mai precis, în crearea și implementarea tehnologiilor cu consum redus de energie pentru producerea gazelor combustibile combustibile din orice hidrocarburi, inclusiv deșeurile organice. Cu toate acestea, în ciuda relevanței și simplității energiei și probleme de mediu civilizații, acestea nu au fost încă rezolvate efectiv. Deci, care sunt motivele consumului mare de energie și productivității scăzute ale tehnologiilor cunoscute de energie pe bază de hidrogen? Mai multe despre asta mai jos.

SCURTĂ ANALIZĂ COMPARAȚĂ A STĂRII ȘI DEZVOLTĂRII ENERGIEI COMBUSTIBILULUI DE HIDROGEN

Prioritatea invenției pentru obținerea hidrogenului din apă prin electroliza apei aparține omului de știință rus Lachinov D.A. (1888). Am revizuit sute de articole și brevete în această direcție științifică și tehnică. Există diverse metode de producere a hidrogenului în timpul descompunerii apei: termică, electrolitică, catalitică, termochimică, termogravitațională, electropuls și altele /3-12/. Din punct de vedere al consumului de energie, metoda cea mai consumatoare de energie este metoda termică /3/, iar cea mai puțin consumatoare de energie este metoda pulsului electric a americanului Stanley Meyer /6/. Tehnologia lui Meyer /6/ se bazează pe o metodă de electroliză discretă de descompunere a apei prin impulsuri electrice de înaltă tensiune la frecvențele de rezonanță ale vibrațiilor moleculelor de apă (celula electrică a lui Meyer). Este, după părerea mea, cea mai progresivă și promițătoare atât în ceea ce privește efectele fizice aplicate, cât și în ceea ce privește consumul de energie, totuși, productivitatea sa este încă scăzută și este constrânsă de necesitatea depășirii legăturilor intermoleculare ale lichidului și al absența unui mecanism de îndepărtare a gazului combustibil generat din zona de lucru a electrolizei lichide.

Concluzie: Toate acestea și alte metode și dispozitive binecunoscute pentru producerea hidrogenului și a altor gaze combustibile sunt încă ineficiente din cauza lipsei unei tehnologii cu adevărat foarte eficiente pentru evaporarea și scindarea moleculelor lichide. Mai multe despre asta în secțiunea următoare.

ANALIZA CAUZELOR INTENSITĂȚII ENERGETICE MARE ȘI PRODUCTIVITĂȚII scazute ale TEHNOLOGIILOR CUNOSCUTE PENTRU OBȚINEREA GAZELOR COMBUSTIBILE DIN APĂ

Obținerea gazelor combustibile din lichide cu un consum minim de energie este o sarcină științifică și tehnică foarte dificilă. Costurile energetice semnificative în obținerea gazului combustibil din apă în tehnologiile cunoscute sunt cheltuite pentru depășirea legăturilor intermoleculare ale apei în stare lichidă de agregare. Pentru că apa este foarte complexă ca structură și compoziție. Mai mult, este paradoxal că, în ciuda prevalenței sale surprinzătoare în natură, structura și proprietățile apei și ale compușilor ei nu au fost încă studiate în multe privințe /14/.

Compoziția și energia latentă a legăturilor intermoleculare ale structurilor și compușilor din lichide.

Compoziția fizico-chimică chiar și a apei obișnuite de la robinet este destul de complicată, deoarece apa conține numeroase legături intermoleculare, lanțuri și alte structuri ale moleculelor de apă. În special, în apa obișnuită de la robinet există diverse lanțuri de molecule de apă special conectate și orientate cu ioni de impurități (formațiuni de grupare), diferiții săi compuși coloidali și izotopi, minerale, precum și multe gaze și impurități dizolvate /14/.

Explicarea problemelor și costurilor energetice pentru evaporarea „fierbinte” a apei prin tehnologii cunoscute.

De aceea în metode cunoscuteîmpărțirea apei în hidrogen și oxigen, este necesar să cheltuiți multă energie electrică pentru a slăbi și a rupe complet intermolecularul și apoi legăturile moleculare ale apei. Pentru a reduce costurile energetice pentru descompunerea electrochimică a apei, se utilizează adesea încălzirea termică suplimentară (până la formarea aburului), precum și introducerea de electroliți suplimentari, de exemplu, soluții slabe de alcaline și acizi. Cu toate acestea, aceste îmbunătățiri binecunoscute încă nu permit intensificarea semnificativă a procesului de disociere a lichidelor (în special, descompunerea apei) din starea sa lichidă de agregare. Utilizarea tehnologiilor cunoscute de evaporare termică este asociată cu o cheltuială uriașă de energie termică. Și utilizarea catalizatorilor scumpi în procesul de obținere a hidrogenului din soluții apoase pentru a intensifica acest proces este foarte costisitoare și ineficientă. Motivul principal al consumului mare de energie atunci când se utilizează tehnologii tradiționale de disociere a lichidelor este acum clar, acestea sunt cheltuite pentru ruperea legăturilor intermoleculare ale lichidelor.

Critica celei mai progresiste electrotehnologii pentru obținerea hidrogenului din apă de S. Meyer /6/

Fără îndoială, tehnologia electrohidrogenului lui Stanley Mayer este cea mai economică dintre cele cunoscute și cea mai progresivă în ceea ce privește fizica muncii. Dar celebra lui celulă electrică /6/ este și ea ineficientă, pentru că până la urmă nu are un mecanism pentru îndepărtarea eficientă a moleculelor de gaz din electrozi. În plus, acest proces de disociere a apei în metoda Mayer este încetinit din cauza faptului că în timpul separării electrostatice a moleculelor de apă de lichidul în sine, trebuie cheltuite timp și energie pentru a depăși energia potențială latentă uriașă a legăturilor intermoleculare și structuri de apă și alte lichide.

REZUMAT AL ANALIZEI

Prin urmare, este destul de clar că fără o nouă abordare originală a problemei disocierii și transformării lichidelor în gaze combustibile, această problemă a intensificării formării gazelor nu poate fi rezolvată de oamenii de știință și tehnologi. Implementarea efectivă a altor tehnologii bine-cunoscute în practică este încă „alunecând”, deoarece toate sunt mult mai consumatoare de energie decât tehnologia Mayer. Și, prin urmare, ineficientă în practică.

FORMULARE SCURTĂ A PROBLEMEI CENTRALE A ENERGIEI HIDROGENULUI

Central stiintifice si tehnice Problema energiei hidrogenului constă, după părerea mea, tocmai în nerezolvarea și necesitatea căutării și punerii în practică a unei noi tehnologii pentru intensificarea multiplă a procesului de obținere a hidrogenului și gazului combustibil din orice soluții și emulsii apoase cu un ascuțit. reducerea simultană a costurilor energetice. O intensificare bruscă a proceselor de scindare a lichidelor cu scăderea consumului de energie în tehnologiile cunoscute este încă imposibilă în principiu, deoarece până de curând nu a fost rezolvată principala problemă a evaporării eficiente a soluțiilor apoase fără furnizarea de energie termică și electrică. Principala modalitate de a îmbunătăți tehnologiile cu hidrogen este clară. Este necesar să învățați cum să evaporați și să gazeificați eficient lichidele. Și cât mai intens posibil și cu cel mai mic consum de energie.

METODOLOGIA SI CARACTERISTICILE IMPLEMENTARII NOI TEHNOLOGII

De ce abur mai bun decât gheața pentru a produce hidrogen din apă? Pentru că moleculele de apă se mișcă mult mai liber în ea decât în soluțiile de apă.

a) Modificarea stării de agregare a lichidelor.

Evident, legăturile intermoleculare ale vaporilor de apă sunt mai slabe decât cele ale apei sub formă de lichid și cu atât mai mult decât ale apei sub formă de gheață. Starea gazoasă a apei facilitează și mai mult munca câmpului electric asupra divizării ulterioare a moleculelor de apă în H2 și O2. Prin urmare, metodele de conversie eficientă a stării de agregare a apei în apă gazoasă (abur, ceață) reprezintă o cale principală promițătoare pentru dezvoltarea energiei electrohidrogenului. Deoarece prin transferarea fazei lichide a apei în faza gazoasă, se realizează slăbirea și (sau) ruptura completă și clusterul intermolecular și alte legături și structuri care există în interiorul lichidului apei.

b) Un încălzitor electric de apă - un anacronism al energiei hidrogenului sau din nou despre paradoxurile energiei în timpul evaporării lichidelor.

Dar nu totul este atât de simplu. Odată cu transferul apei în stare gazoasă. Dar cum rămâne cu energia necesară pentru evaporarea apei. Metoda clasică a evaporării sale intense este încălzirea termică a apei. Dar este, de asemenea, foarte consumator de energie. Am fost învățați de la biroul școlii că procesul de evaporare a apei, și chiar fierberea acesteia, necesită o cantitate foarte semnificativă de energie termică. Informatii despre cantitatea necesară energia pentru evaporarea a 1 m³ de apă este în orice carte de referință fizică. Este vorba de mulți kilojuli de energie termică. Sau mulți kilowați-oră de energie electrică, dacă evaporarea se realizează prin încălzirea apei dintr-un curent electric. Unde este calea de ieșire din impasul energetic?

ELECTROOSMOZA CAPILARĂ A APEI ŞI SOLUŢIILOR APOSE PENTRU „EVAPORAREA LA RECE” ŞI DISOCIAREA LICHIDELOR ÎN GAZE COMBUSTIBILE (descrierea unui nou efect şi a manifestării sale în natură)

Caut de multă vreme astfel de efecte fizice noi și metode ieftine de evaporare și disociere a lichidelor, am experimentat mult și încă am găsit o modalitate de evaporare „la rece” și disociere eficientă a apei într-un gaz combustibil. Acest efect uimitor de frumusețe și perfecțiune mi-a fost sugerat chiar de Natura.

Natura este învăţătorul nostru înţelept. Este paradoxal, dar se dovedește că în Wildlife a existat de mult, indiferent de noi, metoda eficienta pomparea electrocapilară și evaporarea „la rece” a unui lichid cu trecerea lui în stare gazoasă fără nicio alimentare cu energie termică și electricitate. Și acest efect natural se realizează prin acțiunea câmpului electric al Pământului a unui semn constant asupra lichidului (apa) aflat în capilare și anume prin electroosmoză capilară.

Plantele sunt naturale, perfecte din punct de vedere energetic, pompe electrostatice și ionice-evaporatoare de soluții apoase.a început să caute cu insistență analogia și manifestarea acestui fenomen în Natura Vie. La urma urmei, Natura este Învățătorul nostru veșnic și înțelept. Și l-am găsit la început în plante!

a) Paradoxul și perfecțiunea energiei pompelor naturale de evaporare a plantelor.

Simplificat estimări cantitative arată că mecanismul de funcționare al pompelor naturale de evaporare a umidității în plante, și în special în copacii înalți, este unic prin eficiența sa energetică. Într-adevăr, se știe deja și este ușor de calculat că o pompă naturală a unui copac înalt (cu o înălțime a coroanei de aproximativ 40 m și un diametru al trunchiului de aproximativ 2 m) pompează și evaporă metri cubi de umiditate pe zi. Mai mult, fără alimentarea cu energie termică și electrică din exterior. Puterea energetică echivalentă a unei astfel de pompe electrice naturale de evaporare a apei, în acest arbore obișnuit, prin analogie cu dispozitivele tradiționale folosite de noi în scopuri similare în tehnologie, pompe și încălzitoare electrice cu vaporizator de apă pentru a efectua aceeași muncă, este de zeci de kilowați. Ne este încă greu să înțelegem chiar și o astfel de perfecțiune energetică a Naturii și până acum nu o putem copia imediat. Și plantele și copacii au învățat cum să facă acest lucru eficient cu milioane de ani în urmă, fără nicio furnizare și risipă de electricitate pe care o folosim peste tot.

b) Descrierea fizicii și energetice a pompei de evaporare a lichidelor din plante naturale.

Deci, cum funcționează pompa-evaporatorul natural al apei în copaci și plante și care este mecanismul energiei sale? Se dovedește că toate plantele au folosit de mult și cu pricepere acest efect de electroosmoză capilară descoperit de mine ca mecanism energetic de pompare a soluțiilor apoase care le hrănesc cu pompele lor capilare ionice și electrostatice naturale pentru a furniza apă de la rădăcini până la coroana lor fără niciun fel. alimentare cu energie și fără participarea omului. Natura folosește cu înțelepciune energia potențială a câmpului electric al Pământului. Mai mult, în plante și copaci, pentru a ridica lichidul de la rădăcini la frunze în interiorul trunchiurilor plantelor și evaporarea la rece a sucurilor prin capilarele din interiorul plantelor, fibre naturale cele mai subțiri-capilare de origine vegetală, o soluție naturală apoasă - un electrolit slab, potențialul electric natural al se utilizează planeta și energia potențială a câmpului electric al planetei. Concomitent cu creșterea plantei (o creștere a înălțimii acesteia), crește și productivitatea acestei pompe naturale, deoarece crește diferența de potențiale electrice naturale dintre rădăcina și vârful coroanei plantei.

c) De ce fac acele bradului de Crăciun - pentru ca pompa sa electrică să funcționeze iarna.

Veți spune că sucurile nutritive se deplasează la cele încarnate datorită evaporării termice normale a umidității din frunze. Da, există și acest proces, dar nu este cel principal. Dar ceea ce este cel mai surprinzător este că mulți copaci aci (pini, molizi, brazi) sunt rezistenți la îngheț și cresc chiar și iarna. Faptul este că la plantele cu frunze sau spini asemănătoare acului (cum ar fi pinul, cactușii etc.), pompa electrostatică de evaporare funcționează la orice temperatură. mediu inconjurator, deoarece acele concentrează intensitatea maximă a potențialului electric natural la vârfurile acestor ace. Prin urmare, concomitent cu mișcarea electrostatică și ionică a soluțiilor apoase nutritive prin capilarele lor, ele, de asemenea, se divid intens și emit eficient (injectează, împușcă în atmosferă din aceste dispozitive naturale din electrozii lor naturali asemănați cu ac-ozonizatoare de molecule de umiditate, cu succes). transferul moleculelor de soluții apoase în gaze Prin urmare, activitatea acestor pompe electrostatice și ionice naturale de soluții care nu îngheață apă are loc atât în condiții de secetă, cât și de frig.

d) Observațiile mele și experimentele electrofizice cu plante.

Prin mulți ani de observații asupra plantelor în mediul lor natural și experimente cu plante într-un mediu plasat într-un câmp electric artificial, am investigat cuprinzător acest mecanism eficient al unei pompe de umiditate naturală și al evaporatorului. De asemenea, au fost relevate dependențe ale intensității mișcării sucurilor naturale de-a lungul tulpinii plantelor de parametrii câmpului electric și de tipul capilarelor și electrozilor. Creșterea plantelor în experimente a crescut semnificativ cu o creștere multiplă a acestui potențial, deoarece productivitatea pompei sale electrostatice și ionice naturale a crescut. În 1988, am descris observațiile și experimentele mele cu plante în articolul meu de știință populară „Plantele sunt pompe ionice naturale” /1/.

e) Învățăm de la plante să creăm o tehnică perfectă a pompelor – evaporatoare. Este destul de clar că această tehnologie naturală perfectă pentru energie este destul de aplicabilă în tehnica de conversie a lichidelor în gaze combustibile. Și am creat astfel de instalații experimentale de evaporare electrocapilară holon a lichidelor (Fig. 1-3) asemănătoare cu pompele electrice ale copacilor.

DESCRIEREA CEI CEA MAI SIMPLE INSTALARE EXPERIMENTALA A O POMPA ELECTROCAPILARA-EVAPORATOR DE LICHID

Cel mai simplu dispozitiv de operare pentru implementarea experimentală a efectului electroosmozei capilare de înaltă tensiune pentru evaporarea „la rece” și disocierea moleculelor de apă este prezentat în Fig.1. Cel mai simplu dispozitiv (Fig. 1) pentru implementarea metodei propuse pentru producerea gazului combustibil constă dintr-un recipient dielectric 1, cu lichidul 2 turnat în el (emulsie apă-combustibil sau apă plată), dintr-un material capilar fin poros, de exemplu, un fitil fibros 3, scufundat în acest lichid și pre-umedat în el, din evaporatorul superior 4, sub forma unei suprafețe de evaporare capilară cu o zonă variabilă sub formă de un ecran impenetrabil (nu este prezentat în Fig. 1) . Compoziția acestui dispozitiv include și electrozi de înaltă tensiune 5, 5-1, conectați electric la bornele opuse ale unei surse reglate de înaltă tensiune a unui câmp electric cu semn constant 6, unul dintre electrozii 5 fiind realizat sub forma unui placa cu ac perforată și este plasată mobil deasupra evaporatorului 4, de exemplu, în paralel, la o distanță suficientă pentru a preveni defecțiunea electrică a fitilului umezit 3, conectat mecanic la evaporatorul 4.

Un alt electrod de înaltă tensiune (5-1), conectat electric la intrare, de exemplu, la borna „+” a sursei de câmp 6, este conectat mecanic și electric cu ieșirea sa la capătul inferior al materialului poros, fitilul 3, aproape în partea de jos a recipientului 1. Pentru o izolare electrică fiabilă, electrodul este protejat de corpul recipientului 1 printr-un izolator electric prin intermediul 5-2. Rețineți că vectorul câmpului electric aplicat fitilului 3 din blocul 6 este îndreptat de-a lungul axei fitilului-evaporator 3. Dispozitivul este completat și cu un colector de gaz prefabricat 7. În esență, dispozitivul care conține blocurile 3, 4, 5, 6 este un dispozitiv combinat al unei pompe electro-osmotice. și un evaporator electrostatic al lichidului 2 din rezervorul 1. Blocul 6 vă permite să reglați intensitatea unui câmp electric cu semn constant ("+", - ") de la 0 la 30 kV/cm. Electrodul 5 este realizat perforat sau poros pentru a permite aburului generat să treacă prin el însuși. Dispozitivul (Fig. 1) oferă, de asemenea, posibilitatea tehnică de modificare a distanței și a poziției electrodului 5 față de suprafața evaporatorului 4. În principiu, pentru a crea intensitatea necesară a câmpului electric, în locul blocului electric 6 și electrodul 5, pot fi utilizați monoelectreți polimeri /13/. În această versiune fără curent a dispozitivului generator de hidrogen, electrozii săi 5 și 5-1 sunt realizați sub formă de monoelectreți având semne electrice opuse. Apoi, în cazul utilizării unor astfel de dispozitive cu electrozi 5 și plasării lor, așa cum s-a explicat mai sus, nu este deloc nevoie de o unitate electrică specială 6.

DESCRIEREA FUNCȚIONĂRII POMPEI ELECTROCAPILARE SIMPLE-EVAPORATATOR (FIG. 1)

Primele experimente de disociere electrocapilară a lichidelor au fost efectuate folosind ca lichide ca apă platăși diversele sale soluții și emulsii apă-combustibil de diferite concentrații. Și în toate aceste cazuri, gazele combustibile au fost obținute cu succes. Adevărat, aceste gaze erau foarte diferite ca compoziție și capacitatea de căldură.

Am observat mai întâi un nou efect electrofizic de evaporare „la rece” a unui lichid fără niciun consum de energie sub acțiunea unui câmp electric într-un dispozitiv simplu (Fig. 1)

a) Descrierea primului montaj experimental simplu.

Experimentul se desfășoară după cum urmează: mai întâi, se toarnă un amestec apă-combustibil (emulsie) 2 în recipientul 1, fitilul 3 și evaporatorul poros 4 sunt pre-umezite cu acesta, de la marginile capilarelor (fitilul 3). -evaporatorul 4) sursa câmpului electric este conectată prin electrozii 5-1 și 5, iar electrodul perforat lamelar 5 este plasat deasupra suprafeței evaporatorului 4 la o distanță suficientă pentru a preveni defecțiunea electrică între electrozii 5 și 5-1. .

b) Cum funcționează dispozitivul

Ca urmare, de-a lungul capilarelor fitilului 3 și evaporatorului 4, sub acțiunea forțelor electrostatice ale câmpului electric longitudinal, moleculele de lichid polarizate dipol s-au deplasat din recipient spre potențialul electric opus al electrodului 5 (electroosmoză) , sunt rupte de aceste forțe electrice ale câmpului de pe suprafața evaporatorului 4 și se transformă într-o ceață vizibilă, adică lichidul trece într-o altă stare de agregare la consumul minim de energie al sursei de câmp electric (6), iar de-a lungul acestora începe ascensiunea electroosmotică a acestui lichid. În procesul de separare și ciocnire între moleculele lichide evaporate cu moleculele de aer și ozon, electroni în zona de ionizare dintre evaporatorul 4 și electrodul superior 5, are loc disocierea parțială cu formarea unui gaz combustibil. Mai mult, acest gaz intră prin colectorul de gaz 7, de exemplu, în camerele de ardere ale unui motor de vehicul.

C) Câteva rezultate ale măsurătorilor cantitative

Compoziția acestui gaz combustibil include molecule de hidrogen (H2) -35%, oxigen (O2) -35% molecule de apă - (20%), iar restul de 10% sunt molecule de impurități ale altor gaze, molecule organice combustibil etc. S-a demonstrat experimental că intensitatea procesului de evaporare și disociere a moleculelor vaporilor acestuia variază de la o modificare a distanței electrodului 5 față de evaporator 4, de la o modificare a zonei evaporator, din tipul lichidului, calitatea materialului capilar al fitilului 3 si al vaporizatorului 4 si parametrii campului electric de la sursa 6 (tensiune, putere). S-a măsurat temperatura gazului combustibil și intensitatea formării acestuia (debitmetru). Și performanța dispozitivului în funcție de parametrii de proiectare. Prin încălzirea și măsurarea volumului de control al apei în timpul arderii unui anumit volum al acestui gaz combustibil, s-a calculat capacitatea termică a gazului rezultat în funcție de modificarea parametrilor configurației experimentale.

EXPLICAȚIA SIMPLIFICATĂ A PROCESELOR ȘI EFECTELOR GĂSITE ÎN EXPERIMENTE LA PRIMA MEA CONFIGURARE

Deja primele mele experimente pe această cea mai simplă instalație din 1986 au arătat că o ceață de apă „rece” (gaz) ia naștere dintr-un lichid (apă) în capilare în timpul electroosmozei de înaltă tensiune, fără niciun consum vizibil de energie, și anume, folosind doar energia potențială. a câmpului electric. Această concluzie este evidentă, deoarece în cursul experimentelor electricitate consumul sursei de câmp a fost același și a fost egal cu curentul fără sarcină al sursei. Mai mult, acest curent nu s-a schimbat deloc, indiferent dacă lichidul s-a evaporat sau nu. Dar nu există niciun miracol în experimentele mele de evaporare „rece” și disociere a apei și a soluțiilor apoase în gaze combustibile descrise mai jos. Tocmai am reușit să văd și să înțeleg un proces similar care are loc chiar în Natura Vie. Și a fost posibil să-l folosească foarte util în practică pentru evaporarea eficientă „la rece” a apei și producerea de gaz combustibil din aceasta.

Experimentele arată că în 10 minute, cu un diametru al cilindrului capilar de 10 cm, electrosmoza capilară a evaporat un volum suficient de mare de apă (1 litru) fără niciun consum de energie. Deoarece puterea electrică de intrare consumată (10 wați). Sursa câmpului electric utilizată în experimente - un convertor de tensiune de înaltă tensiune (20 kV) este neschimbat față de modul de funcționare. S-a constatat experimental că toată această putere consumată din rețea, care este puțină în comparație cu energia de evaporare a lichidului, a fost cheltuită tocmai pentru crearea unui câmp electric. Și această putere nu a crescut în timpul evaporării capilare a lichidului datorită funcționării pompelor ionice și de polarizare. Prin urmare, efectul evaporării la rece a lichidului este uimitor. La urma urmei, se întâmplă fără costuri vizibile de energie!

Un jet de apă gazoasă (abur) era uneori vizibil, mai ales la începutul procesului. Se desprinse de marginea capilarelor cu accelerare. Mișcarea și evaporarea lichidului se explică, în opinia mea, tocmai datorită apariției în capilar sub acțiunea unui câmp electric de forțe electrostatice uriașe și presiune electroosmotică uriașă asupra coloanei de apă polarizată (lichid) din fiecare capilar. Care sunt forta motrice soluție prin capilare.

Experimentele demonstrează că în fiecare dintre capilarele cu lichid, sub acțiunea unui câmp electric, funcționează o pompă puternică electrostatică fără curent și în același timp ionică, care ridică o coloană de câmp polarizat și parțial ionizat de câmp într-un capilar de un micron. -coloana de diametru de lichid (apa) de la un potential al campului electric aplicat lichidului in sine si capatul inferior al capilarului la potentialul electric opus, plasat cu un gol fata de capatul opus al acestui capilar. Ca urmare, o astfel de pompă ionică electrostatică rupe intens legăturile intermoleculare ale apei, mută activ moleculele de apă polarizate și radicalii lor de-a lungul capilarului cu presiune și apoi injectează aceste molecule, împreună cu radicalii rupti încărcați electric ai moleculelor de apă, în afara capilară la potenţialul opus al câmpului electric. Experimentele arată că, concomitent cu injectarea de molecule din capilare, are loc și o disociere parțială (ruptura) a moleculelor de apă. Și cu cât mai mult, cu atât intensitatea câmpului electric este mai mare. În toate aceste procese complexe și simultane de electroosmoză capilară a unui lichid, energia potențială a câmpului electric este cea care este utilizată.

Deoarece procesul unei astfel de transformări a unui lichid în ceață de apă și gaz de apă are loc prin analogie cu plantele, fără aprovizionare cu energie și nu este însoțit de încălzirea apei și a gazului de apă. Prin urmare, am numit acest proces natural și apoi tehnic de electroosmoză a lichidelor - evaporare „la rece”. În experimente, transformarea unui lichid apos într-o fază gazoasă rece (ceață) are loc rapid și fără niciun consum vizibil de energie. În același timp, la ieșirea din capilare, molecule gazoase apa este ruptă de forțele electrostatice ale câmpului electric în H2 și O2. Deoarece acest proces de tranziție de fază a apei lichide în ceață de apă (gaz) și disociere a moleculelor de apă se desfășoară în experiment fără nicio cheltuială vizibilă de energie (căldură și electricitate banală), probabil că energia potențială a câmpului electric este consumată. într-un fel.

REZUMAT SECȚIUNEA

În ciuda faptului că energia acestui proces nu este încă complet clară, este încă destul de clar că „evaporarea la rece” și disocierea apei este realizată de energia potențială a câmpului electric. Mai precis, procesul vizibil de evaporare și scindare a apei în H2 și O2 în timpul electroosmozei capilare este realizat tocmai de puternicele forțe electrostatice Coulomb ale acestui câmp electric puternic. În principiu, o astfel de pompă-evaporator-divizor electroosmotic neobișnuit de molecule lichide este un exemplu de mașină cu mișcare perpetuă de al doilea fel. Astfel, electroosmoza capilară de înaltă tensiune a unui lichid apos asigură, prin utilizarea energiei potențiale a unui câmp electric, o evaporare cu adevărat intensă și economisitoare de energie și scindarea moleculelor de apă în gaz combustibil (H2, O2, H2O).

ESENȚA FIZICĂ A ELECTROSMOZEI CAPILARE A LICHIDELOR

Până acum, teoria lui nu a fost încă dezvoltată, dar este abia la început. Iar autorul speră că această publicație va atrage atenția teoreticienilor și practicienilor și va ajuta la crearea unei echipe creative puternice de oameni care au aceleași idei. Dar este deja clar că, în ciuda simplității relative a implementării tehnice a tehnologiei în sine, fizica și energia reală a proceselor în implementarea acestui efect sunt încă foarte complexe și încă nu sunt pe deplin înțelese. Remarcăm principalele lor proprietăți caracteristice:

A) Apariția simultană a mai multor procese electrofizice în lichide într-un electrocapilar

Deoarece, în timpul evaporării electrosmotice capilare și disocierii lichidelor, multe procese electrochimice, electrofizice, electromecanice și alte procese diferite au loc simultan și pe rând, mai ales atunci când o soluție apoasă se deplasează de-a lungul unei injecții capilare de molecule de la marginea capilarului în direcția câmp electric.

B) fenomenul energetic de evaporare „la rece” a unui lichid

Mai simplu spus, esența fizică a noului efect și a noii tehnologii este conversia energiei potențiale a câmpului electric în energia cinetică a mișcării moleculelor și structurilor lichide prin capilar și în afara acestuia. În același timp, în procesul de evaporare și disociere a lichidului, nu se consumă deloc curent electric, deoarece într-un mod de neînțeles energia potențială a câmpului electric este cea care se consumă. Câmpul electric din electroosmoza capilară este cel care declanșează și menține apariția și curgerea simultană în lichid în procesul de conversie a fracțiilor și stărilor agregate ale acestuia la dispozitivul de multe efecte benefice de transformare a structurilor moleculare și a moleculelor lichide într-un gaz combustibil simultan. . Și anume: electroosmoza capilară de înaltă tensiune asigură simultan o polarizare puternică a moleculelor de apă și a structurilor sale, cu ruperea parțială simultană a legăturilor intermoleculare ale apei într-un capilar electrificat, fragmentarea moleculelor de apă polarizate și grupări în radicali încărcați în capilar însuși prin intermediul potențialului. energia câmpului electric. Aceeași energie potențială a câmpului declanșează intens mecanismele de formare și mișcare prin capilarele aliniate „în rânduri” legate electric între ele în lanțuri de molecule de apă polarizate și formațiunile acestora (pompa electrostatică), funcționarea pompei ionice cu crearea unei presiuni electroosmotice uriașe asupra coloanei de lichid pentru mișcarea accelerată de-a lungul capilarului și injectarea finală din capilar a moleculelor incomplete și a grupurilor de lichid (apă) deja parțial rupte de câmp (divizat în radicali). Prin urmare, la ieșirea chiar și a celui mai simplu dispozitiv de electroosmoză capilară, se obține deja un gaz combustibil (mai precis, un amestec de gaze H2, O2 și H2O).

C) Aplicabilitatea și caracteristicile funcționării unui câmp electric alternativ

Dar pentru o disociere mai completă a moleculelor de apă în gaz combustibil, este necesar să forțați moleculele de apă supraviețuitoare să se ciocnească între ele și să se spargă în molecule de H2 și O2 într-un câmp alternativ transversal suplimentar (Fig. 2). Prin urmare, pentru a crește intensificarea procesului de evaporare și disociere a apei (orice lichid organic) în gaz combustibil, este mai bine să folosiți două surse de câmp electric (Fig. 2). În ele, pentru evaporarea apei (lichid) și pentru producerea de gaz combustibil, energia potențială a unui câmp electric puternic (cu o putere de cel puțin 1 kV / cm) este utilizată separat: în primul rând, primul câmp electric este folosit pentru a transfera moleculele care formează lichidul dintr-o stare lichidă sedentară prin electroosmoză prin capilare în stare gazoasă (se obține gaz rece) dintr-un lichid cu scindare parțială a moleculelor de apă, iar apoi, în a doua etapă, energia al doilea câmp electric este utilizat, mai precis, forțe electrostatice puternice sunt utilizate pentru a intensifica procesul rezonant oscilator de „coliziune-repulsie” a moleculelor de apă electrificate sub formă de apă gazoasă între ele pentru ruperea completă a moleculelor lichide și formarea de combustibil molecule de gaz.

D) Controlabilitatea proceselor de disociere a lichidelor în noua tehnologie

Reglarea intensității formării ceții de apă (intensitatea evaporării la rece) se realizează prin modificarea parametrilor câmpului electric direcționat de-a lungul evaporatorului capilar și (sau) modificarea distanței dintre suprafața exterioară a materialului capilar și electrodul de accelerare, care creează un câmp electric în capilare. Reglarea producției de hidrogen din apă se realizează prin modificarea (reglarea) mărimii și formei câmpului electric, ariei și diametrului capilarelor, modificând compoziția și proprietățile apei. Aceste condiții pentru disocierea optimă a unui lichid sunt diferite în funcție de tipul de lichid, de proprietățile capilarelor și de parametrii câmpului și sunt dictate de productivitatea necesară procesului de disociere a unui anumit lichid. Experimentele arată că cea mai eficientă producție de H2 din apă se realizează atunci când moleculele de ceață de apă obținute prin electroosmoză sunt împărțite de un al doilea câmp electric, ai cărui parametri raționali au fost selectați în principal experimental. În special, s-a dovedit a fi oportun să se producă divizarea finală a moleculelor de ceață de apă tocmai printr-un câmp electric pulsat constant cu un vector de câmp perpendicular pe vectorul primului câmp utilizat în electroosmoza apei. Impactul câmpurilor electrice asupra lichidului în procesul de transformare a acestuia în ceață și în continuare în procesul de scindare a moleculelor lichide poate fi efectuat simultan sau alternativ.

REZUMAT SECȚIUNEA

Datorită acestor mecanisme descrise, cu electroosmoză combinată și acțiunea a două câmpuri electrice asupra unui lichid (apă) într-un capilar, este posibilă atingerea productivității maxime a procesului de obținere a gazului combustibil și eliminarea practic a costurilor cu energia electrică și termică. la obținerea acestui gaz din apă din orice lichide apă-combustibil. Această tehnologie este, în principiu, aplicabilă producerii de gaz combustibil din orice combustibil lichid sau emulsii apoase ale acestuia.

Alte aspecte generale ale implementării noii tehnologii utile în implementarea acesteia.

a) Preactivarea apei (lichid)

Pentru a crește intensitatea producției de gaz combustibil, este recomandabil să activați mai întâi lichidul (apa) (preîncălzire, separarea prealabilă a acestuia în fracții acide și alcaline, electrificare și polarizare etc.). Electroactivarea preliminară a apei (și a oricărei emulsii apoase) cu separarea acesteia în fracții acide și alcaline se realizează prin electroliză parțială folosind electrozi suplimentari plasați în diafragme speciale semi-permeabile pentru evaporarea lor separată ulterioară (Fig. 3).

În cazul separării preliminare a apei inițial neutre din punct de vedere chimic în fracții chimic active (acide și alcaline), implementarea tehnologiei de obținere a gazului combustibil din apă devine posibilă chiar și la temperaturi sub zero (până la -30 grade Celsius), ceea ce este foarte important și util iarna pentru vehicule. Pentru că o astfel de apă electroactivată „fracționată” nu îngheață deloc în timpul înghețurilor. Aceasta înseamnă că instalația pentru producerea hidrogenului din astfel de apă activată va putea funcționa și la temperaturi ambientale sub zero și în îngheț.

b) Surse de câmp electric

Diferite dispozitive pot fi folosite ca sursă de câmp electric pentru implementarea acestei tehnologii. De exemplu, cum ar fi binecunoscutele convertoare magneto-electronice de înaltă tensiune DC și impulsuri, generatoare electrostatice, diverși multiplicatori de tensiune, condensatoare de înaltă tensiune preîncărcate, precum și, în general, surse de câmp electric complet fără curent - monoelectreți dielectrici.

c) Adsorbţia gazelor produse

Hidrogenul și oxigenul în procesul de producere a gazului combustibil pot fi acumulate separat unul de celălalt prin plasarea de adsorbanți speciali în fluxul de gaz combustibil. Este foarte posibil să se folosească această metodă pentru disocierea oricărei emulsii apă-combustibil.

d) Obținerea gazului combustibil prin electroosmoză din deșeuri organice lichide

Această tehnologie face posibilă utilizarea eficientă a oricăror soluții organice lichide (de exemplu, deșeuri umane și animale lichide) ca materie primă pentru generarea gazului combustibil. Oricât de paradoxal sună această idee, dar utilizarea soluțiilor organice pentru producerea de gaz combustibil, în special din fecale lichide, din punct de vedere al consumului de energie și al ecologiei, este chiar mai profitabilă și mai simplă decât disocierea apei plate, care este tehnic. mult mai greu de descompus în molecule.

În plus, un astfel de gaz combustibil hibrid derivat din depozitul de gunoi este mai puțin exploziv. Prin urmare, de fapt, această nouă tehnologie vă permite să convertiți în mod eficient orice lichid organic (inclusiv deșeuri lichide) într-un gaz combustibil util. Astfel, tehnologia prezentă este de asemenea aplicabilă în mod eficient pentru prelucrarea și eliminarea benefică a deșeurilor organice lichide.

ALTE SOLUTII TEHNICE DESCRIEREA STRUCTURILOR SI PRINCIPIUL LOR DE FUNCTIONARE

Tehnologia propusă poate fi implementată folosind diverse dispozitive. Cel mai simplu dispozitiv pentru un generator electroosmotic de gaz combustibil din lichide a fost deja prezentat și dezvăluit în text și în Fig. 1. Alte versiuni mai avansate ale acestor dispozitive, testate experimental de autor, sunt prezentate într-o formă simplificată în Fig. 2-3. Una dintre variantele simple ale metodei combinate de obținere a gazului combustibil dintr-un amestec apă-combustibil sau apă poate fi implementată într-un dispozitiv (Fig. 2), care constă în esență dintr-o combinație a unui dispozitiv (Fig. 1) cu un suplimentar dispozitiv care conține electrozi transversali plati 8.8-1 conectați la o sursă de câmp electric alternativ puternic 9.

Figura 2 prezintă, de asemenea, mai detaliat structura funcțională și compoziția sursei 9 a celui de-al doilea câmp electric (alternant), și anume, se arată că aceasta constă dintr-o sursă primară de energie electrică 14 conectată prin intrarea de putere la cea de-a doua înaltă. convertor de tensiune 15 de frecvenţă şi amplitudine reglabile (blocul 15 poate fi realizat sub forma unui circuit tranzistor inductiv, cum ar fi un auto-oscilator Royer) conectat la ieşire la electrozii plati 8 şi 8-1. Dispozitivul este, de asemenea, echipat cu un încălzitor termic 10, situat, de exemplu, sub partea inferioară a rezervorului 1. La vehicule, aceasta poate fi o galerie de evacuare fierbinte, pereții laterali ai carcasei motorului în sine.

În schema bloc (Fig. 2), sursele câmpului electric 6 și 9 sunt descifrate mai detaliat. Deci, în special, se arată că sursa 6 de semn constant, dar reglată de mărimea câmpului electric, constă dintr-o sursă primară de energie electrică 11, de exemplu, o baterie de bord conectată prin circuitul de alimentare primar. la un convertor de tensiune reglabil de înaltă tensiune 12, de exemplu, de tip autogenerator Royer, cu un redresor de înaltă tensiune de ieșire încorporat (inclus în blocul 12) conectat la ieșire la electrozii de înaltă tensiune 5 și convertorul de putere 12 este conectat prin intrarea de control la sistemul de control 13, care vă permite să controlați modul de funcționare al acestei surse de câmp electric., mai precis, performanța blocurilor 3, 4, 5, 6 constituie împreună un dispozitiv combinat al unui electroosmotic. pompă și un evaporator de lichid electrostatic. Blocul 6 vă permite să reglați intensitatea câmpului electric de la 1 kV/cm la 30 kV/cm. Dispozitivul (Fig. 2) oferă, de asemenea, posibilitatea tehnică de modificare a distanței și a poziției plasei plăcii sau a electrodului poros 5 față de evaporatorul 4, precum și a distanței dintre electrozii plati 8 și 8-1. Descrierea dispozitivului combinat hibrid în statică (Fig. 3)

Acest dispozitiv, spre deosebire de cele explicate mai sus, este suplimentat cu un activator lichid electrochimic, două perechi de electrozi 5.5-1. Dispozitivul conține un recipient 1 cu lichid 2, de exemplu, apă, două fitiluri capilare poroase 3 cu evaporatoare 4, două perechi de electrozi 5.5-1. Sursa câmpului electric 6, ale cărui potențiale electrice sunt conectate la electrozii 5.5-1. Dispozitivul mai conține o conductă de colectare a gazelor 7, o barieră-diafragmă filtrantă separatoare 19, care împarte containerul 1 în două. Dispozitivele constau și în faptul că potenţialele electrice de semn opus de la o sursă de înaltă tensiune 6 sunt conectate la doi electrozi superiori 5 datorită proprietăților electrochimice opuse ale lichidului separat printr-o diafragmă 19. Descrierea funcționării dispozitivelor (Fig. 1-3)

FUNCȚIONAREA GENERATOARELOR COMBINATE DE GAZ COMBUSTIBIL

Să luăm în considerare mai detaliat implementarea metodei propuse pe exemplul dispozitivelor simple (Fig. 2-3).

Dispozitivul (Fig. 2) funcționează după cum urmează: evaporarea lichidului 2 din rezervorul 1 se realizează în principal prin încălzirea termică a lichidului din unitatea 10, de exemplu, utilizând energie termică semnificativă din galeria de evacuare a unui motor de vehicul. Disocierea moleculelor lichidului evaporat, de exemplu, apă, în molecule de hidrogen și oxigen, se realizează prin acțiunea forței asupra acestora printr-un câmp electric alternativ de la o sursă de înaltă tensiune 9 în spațiul dintre doi electrozi plati 8 și 8. -1. Fitilul capilar 3, evaporatorul 4, electrozii 5.5-1 și sursa de câmp electric 6, așa cum este deja descris mai sus, transformă lichidul în vapori, iar alte elemente împreună asigură disocierea electrică a moleculelor lichidului evaporat 2 în golul dintre electrozii 8.8. -1 sub acțiunea unui câmp electric alternativ de la sursa 9 și prin modificarea frecvenței oscilațiilor și a intensității câmpului electric în intervalul dintre 8,8-1 de-a lungul circuitului sistemului de control 16, ținând cont de informațiile din compoziția gazului. senzor, intensitatea coliziunii și strivirii acestor molecule (adică gradul de disociere a moleculelor). Prin reglarea intensității câmpului electric longitudinal între electrozii 5.5-1 de la unitatea convertor de tensiune 12 prin sistemul său de control 13, se realizează o modificare a performanței mecanismului de ridicare și evaporare a lichidului 2.

Dispozitivul (Fig. 3) funcționează astfel: mai întâi, lichidul (apa) 2 din rezervorul 1, sub influența diferenței de potențiale electrice de la sursa de tensiune 17, aplicată electrozilor 18, este împărțit prin poros. diafragma 19 în „vii” - alcaline și „moarte” - fracțiuni acide de lichid (apă), care sunt apoi transformate în stare de vapori prin electroosmoză și zdrobesc moleculele sale mobile cu un câmp electric alternativ din blocul 9 în spațiul dintre electrozi plati 8.8-1 până când se formează un gaz combustibil. În cazul realizării electrozilor 5,8 poroși din adsorbanți speciali, devine posibilă acumularea, acumularea rezervelor de hidrogen și oxigen în ei. Apoi, este posibil să se efectueze procesul invers de eliberare a acestor gaze din ele, de exemplu, prin încălzirea lor, iar în acest mod este recomandabil să plasați acești electrozi direct în rezervorul de combustibil, conectați, de exemplu, cu firul de combustibil. a vehiculelor. De asemenea, observăm că electrozii 5,8 pot servi și ca adsorbanți pentru componentele individuale ale unui gaz combustibil, de exemplu, hidrogenul. Materialul acestor adsorbanți de hidrogen solid poros a fost deja descris în literatura științifică și tehnică.

FUNCȚIALITATEA METODEI ȘI EFECTUL POZITIV DE LA IMPLEMENTAREA EI

Eficiența metodei a fost deja dovedită de mine prin numeroase experimente experimentale. Și modelele de dispozitiv prezentate în articol (Fig. 1-3) sunt modele de operare, pe care au fost efectuate experimentele. Pentru a demonstra efectul obținerii de gaz combustibil, l-am aprins la ieșirea din colectorul de gaz (7) și am măsurat caracteristicile termice și de mediu ale procesului de ardere. Există rapoarte de testare care confirmă operabilitatea metodei și caracteristicile de mediu ridicate ale combustibilului gazos rezultat și ale produselor gazoase de eșapament ale arderii acestuia. Experimentele au arătat că noua metodă electroosmotică de disociere a lichidelor este eficientă și potrivită pentru evaporarea la rece și disociarea în câmpuri electrice a lichidelor foarte diferite (amestecuri apă-combustibil, apă, soluții apoase ionizate, emulsii apă-ulei și chiar soluții apoase de deșeuri organice fecale, care, Apropo, după disocierea lor moleculară de-a lungul aceasta metoda formează un gaz combustibil eficient, prietenos cu mediul, practic fără miros și culoare.

Principalul efect pozitiv al invenției este reducerea multiplă a costurilor energetice (termice, electrice) pentru implementarea mecanismului de evaporare și disociere moleculară a lichidelor în comparație cu toate metodele analoage cunoscute.

O reducere bruscă a consumului de energie la obținerea unui gaz combustibil dintr-un lichid, de exemplu, emulsii apă-combustibil, prin evaporarea câmpului electric și zdrobirea moleculelor acestuia în molecule de gaz, se realizează datorită forțelor electrice puternice ale câmpului electric asupra moleculelor. atât în lichidul propriu-zis cât şi pe moleculele evaporate. Ca urmare, procesul de evaporare a lichidului și procesul de fragmentare a moleculelor sale în stare de vapori se intensifică brusc aproape la puterea minimă a surselor de câmp electric. Desigur, prin reglarea puterii acestor câmpuri în zona de lucru de evaporare și disociere a moleculelor lichide, fie electric, fie prin deplasarea electrozilor 5, 8, 8-1, se modifică interacțiunea de forță a câmpurilor cu moleculele lichide, ceea ce duce la reglarea productivităţii evaporării şi a gradului de disociere a moleculelor evaporate.lichide. Eficiența și eficiența ridicată a disocierii vaporilor evaporați printr-un câmp electric alternativ transversal în spațiul dintre electrozii 8, 8-1 din sursa 9 a fost de asemenea prezentată experimental (Fig. 2,3,4). S-a stabilit că pentru fiecare lichid în starea sa evaporată există o anumită frecvență a oscilațiilor electrice ale unui câmp dat și puterea acestuia, la care procesul de scindare a moleculelor de lichid are loc cel mai intens. De asemenea, s-a stabilit experimental că activarea electrochimică suplimentară a unui lichid, de exemplu, apa obișnuită, care este electroliza sa parțială, se efectuează în dispozitiv (Fig. 3) și, de asemenea, crește performanța pompei ionice (fitil 3-accelerator electrodul 5) și crește intensitatea evaporării electroosmotice a lichidului . Încălzirea termică a unui lichid, de exemplu, prin căldura gazelor fierbinți de evacuare ale motoarelor de transport (Fig. 2), contribuie la evaporarea acestuia, ceea ce duce, de asemenea, la o creștere a productivității producției de hidrogen din apă și gaz combustibil combustibil din orice emulsii apă-combustibil.

ASPECTE COMERCIALE ALE IMPLEMENTĂRII TEHNOLOGIEI

AVANTAJUL TEHNOLOGIEI ELECTROOSMOTICĂ ÎN COMPARAȚIE CU ELECTROTEHNOLOGIA MEYER

În comparație cu tehnologia electrică progresivă binecunoscută și cea mai ieftină a lui Stanley Meyer pentru obținerea gazului combustibil din apă (și celulele Mayer) /6/ tehnologia noastră este mai avansată și mai productivă, deoarece folosim efectul electroosmotic al evaporării și disocierii. de lichid în combinație cu mecanismul electrostatic și pompa ionică asigură nu numai evaporarea și disocierea intensivă a lichidului cu un consum de energie minim și identic, ci și separarea efectivă a moleculelor de gaz din zona de disociere și cu accelerare de la marginea superioară. a capilarelor. Prin urmare, în cazul nostru, nu există deloc efect de screening pentru zona de lucru a disocierii electrice a moleculelor. Iar procesul de generare a gazului combustibil nu încetinește în timp, ca în cel al lui Mayer. Prin urmare, productivitatea gazului a metodei noastre la același consum de energie este cu un ordin de mărime mai mare decât acest analog progresiv /6/.

Câteva aspecte tehnice și economice și beneficii și perspective comerciale pentru implementarea noii tehnologii Noua tehnologie propusă poate fi adusă într-un timp scurt la producția în serie a unor astfel de generatoare de gaz combustibil electroosmotice extrem de eficiente din practic orice lichid, inclusiv apa de la robinet. Este deosebit de simplu și convenabil din punct de vedere economic în prima etapă a stăpânirii tehnologiei să implementeze o opțiune de instalație pentru transformarea emulsiilor apă-combustibil în gaz combustibil. Costul unei instalații în serie pentru producerea gazului combustibil din apă cu o capacitate de aproximativ 1000 m³/h va fi de aproximativ 1 mie de dolari SUA. Puterea electrică consumată a unui astfel de generator electric cu gaz combustibil nu va fi mai mare de 50-100 de wați. Prin urmare, astfel de electrolizoare de combustibil compacte și eficiente pot fi instalate cu succes pe aproape orice vehicul. Drept urmare, motoarele termice vor putea funcționa cu aproape orice lichid de hidrocarbură și chiar cu apă plată. Introducerea în masă a acestor dispozitive în vehicule va duce la o îmbunătățire puternică a energiei și a mediului a vehiculelor. Și duce la crearea rapidă motor termic ecologic și economic. Costurile financiare estimate pentru dezvoltarea, crearea și reglarea fină a studiului primei uzine pilot pentru producerea de gaz combustibil din apă cu o capacitate de 100 m³ pe secundă la un eșantion industrial pilot sunt de aproximativ 450-500 de mii de dolari SUA . Aceste costuri includ costul de proiectare și cercetare, costul configurației experimentale în sine și suportul pentru testarea și rafinarea acestuia.

CONCLUZII:

În Rusia, a fost descoperit și studiat experimental un nou efect electrofizic al electroosmozei capilare a lichidelor, un mecanism „rece” cu cost redus din punct de vedere energetic pentru evaporarea și disocierea moleculelor oricăror lichide.

Acest efect există independent în natură și este mecanismul principal al pompei electrostatice și ionice pentru pomparea soluțiilor nutritive (sucuri) de la rădăcini la frunzele tuturor plantelor, urmată de gazeificare electrostatică.

O nouă metodă eficientă de disociere a oricărui lichid prin slăbirea și ruperea legăturilor sale intermoleculare și moleculare prin electroosmoză capilară de înaltă tensiune a fost descoperită și studiată experimental.

Pe baza noului efect, a fost creată și testată o nouă tehnologie extrem de eficientă pentru producerea gazelor combustibile din orice lichid.

Sunt propuse dispozitive specifice pentru producerea eficientă din punct de vedere energetic a gazelor combustibile din apă și compușii acesteia.

Tehnologia este aplicabilă pentru producția eficientă de gaz combustibil din orice combustibil lichid și emulsii apă-combustibil, inclusiv deșeuri lichide.

Tehnologia este deosebit de promițătoare pentru utilizarea în transporturi, energie și alte industrii. Și, de asemenea, în orașe pentru eliminarea și utilizarea benefică a deșeurilor de hidrocarburi.

Autorul este interesat de cooperarea de afaceri și creativă cu companii care sunt dispuse și capabile să creeze condițiile necesare pentru ca autorul să-l aducă la pilotarea desenelor industriale și să introducă în practică această tehnologie promițătoare cu investițiile lor.

LITERATURA CITATĂ:

Dudyshev V.D. „Plantele sunt pompe cu ioni naturali” - în jurnalul „ Tânăr tehnician» Nr. 1/88
Dudyshev V.D. „Noua tehnologie de incendiu electrică - o modalitate eficientă de a rezolva problemele energetice și de mediu” - revista „Ecologie și industria Rusiei” nr. 3 / 97
Producția termică de hidrogen din apă „Enciclopedia chimică”, v.1, M., 1988, p.401).
Generator de electrohidrogen (cerere internațională în cadrul sistemului PCT -RU98/00190 din 07.10.97)
Free energy Generation by Water Decomposition in Highly Efficiency Electrolitic Process, Proceedings "New Ideas in Natural Sciences", 1996, St. Petersburg, pp. 319-325, ed. "Vârf".
Brevetul U.S. 4.936.961 Metodă de producere a gazului combustibil.
Brevetul SUA nr. 4.370.297 Metodă şi aparat pentru digestia apoasă termochimică nucleară.
Brevetul SUA nr. 4.364.897 Proces chimic şi radiaţie în mai multe etape pentru producerea de gaze.
Pat. US 4.362.690 Dispozitiv pirochimic pentru descompunerea apei.
Pat. US 4.039.651 Proces termochimic cu ciclu închis care produce hidrogen şi oxigen din apă.
Pat. US 4.013.781 Procedeu de producere a hidrogenului şi oxigenului din apă utilizând fier şi clor.
Pat. US 3.963.830 Termoliza apei în contact cu masele de zeolit.
G. Lushcheikin „Electreți polimerici”, M., „Chimie”, 1986
„Enciclopedia chimică”, v.1, M., 1988, secțiunile „apă”, ( solutii apoaseși proprietățile lor)

Dudyshev Valery Dmitrievich Profesor de Samara universitate tehnica, Doctor în Științe Tehnice, Academician al Academiei Ecologice Ruse

Domeniul de activitate (tehnologie) căruia îi aparține invenția descrisă

Invenţia se referă la o tehnică de producere a hidrogenului din apă prin electroliză şi poate fi utilizată ca unitate de conversie a energiei termice, la arderea hidrogenului, în energie mecanică.

DESCRIEREA DETALIATĂ A INVENŢIEI

Se cunoaște un experiment pilot efectuat de omul de știință experimental Valery Dudyshev privind disociarea câmpului electric al apei în hidrogen și oxigen, în urma căruia a fost stabilită o eficiență de 1000% în ceea ce privește costurile energetice (vezi). Acest experiment contrazice, dacă vă credeți în ochi, Legea conservării energiei și, prin urmare, poate fi uitată, la fel ca și descoperirea în 1974 de către omul de știință belarus Serghei Usharenko a „Efectului Usherenko” al său, unde energia eliberată în țintă. depăşeşte de 10 2 10 4 ori energia cinetică a particulei introduse în ţintă (vezi). proprietate comună dintre aceste procese este că în primul caz, câmpul electric, în al doilea caz, nisipul este introdus în corpuri străine, unde se eliberează energie, de sute de ori mai mare decât energia agenților patogeni.

Scopul invenției este extinderea tehnică și tehnologică

posibilitățile de aplicare a efectelor de mai sus.

Ieșit din apă și un dispozitiv pentru implementarea lui

Acest obiectiv este atins prin faptul că apa simultan și pe tot volumul este afectată de câmpuri electrice și magnetice. Figura 2 prezintă structura moleculei de apă. Unghi de 104 grade și 27 de minute între Legături O-H. Molecula de apă este aliniată de un câmp electric cu puterea E de-a lungul câmpului electric cu o anumită forță, care descompune o parte din apă în ioni de hidrogen și oxigen. Apa devine saturată cu gaze, capacitatea crește (capacitatea condensatorului scade), iar performanța de descompunere scade până când se ajunge la un echilibru între formarea și îndepărtarea ionilor. Din analiză se poate observa că fluxul unui curent extern prin apă nu afectează direct procesul de descompunere a acesteia. Pentru a crește productivitatea descompunerii apei, folosim un câmp magnetic cu o anumită intensitate H, al cărui vector este îndreptat perpendicular pe vectorul de intensitate a câmpului electric E, în timp ce vectorii acționează asupra moleculei de apă simultan și în mod rezonant față de la oscilațiile hidrodinamice ale apei, care, datorită forțelor Lorentz, apar atunci când curge prin câmpul magnetic al apei care conține ioni (vezi TSB, ediția a 2-a, volumul 19, articolul „Cavitație”; Onatskaya A.A., Muzalevskaya N.I. „Apa activată”, „Chimie-tradițională și netradițională”, Leningrad, Editura Universității din Leningrad, 1985, capitolul 8. câmp magnetic). Acțiunea simultană a câmpurilor, și chiar și în modul rezonant, crește semnificativ impulsul de forță și momentul impulsului care acționează asupra moleculei de apă, în plus, câmpul magnetic contribuie la cea mai rapidă îndepărtare a ionilor din zona de lucru a descompunerii apei. , care stabilizează capacitatea. Figura 1 prezintă o diagramă a radiației simultane a câmpurilor electrice și magnetice pe volumul de apă tratat. Radiația are loc datorită a două circuite oscilatoare L1S1 și L2S2, iar capacitatea primului (al doilea) și inductanța asociată a celui de-al doilea (primul) circuit sunt încărcate și descărcate simultan la o frecvență dată. Pentru a face acest lucru, este necesar ca tensiunea de alimentare a circuitelor să fie decalată în fază cu un unghi de 90 de grade. Aceleași condiții sunt necesare și atunci când circuitele funcționează în modul de rezonanță a tensiunii.

Rnrnrn rnrnrn rnrnrn

Figura 3 prezintă un dispozitiv de descompunere a apei câmp electromagnetic, care conține o carcasă 1, unde sunt amplasate elementele C1-L2, C2-L1, C3-L4 IS4-L3, circuitele C1-L1, C2-L2, C3-L3, C4-L4, care funcționează în rezonanță de tensiune sau curent. modul, iar circuitele C1-L1, C3-L3 funcționează la tensiune în raport cu circuitele C2-L2, C4-L4, decalate în fază cu un unghi de 90 de grade. Între plăcile condensatorului și inductanțe există cavități de tratare a apei 3 conectate prin canale 4 cu orificiile de intrare și de evacuare 2. Orificiile superioare 5 și orificiile inferioare 6 sunt conectate cu cavitățile 3 și servesc la îndepărtarea gazelor prin rețelele potențiale (condițional). nereprezentat).

Dispozitivul pentru producerea hidrogenului din apă funcționează după cum urmează

Când se aplică o tensiune înaltă a impulsului rectificat și cavitățile 3 sunt umplute cu apă încălzită circulantă (de exemplu, colectoare solare sau apa de evacuare a motoarelor cu hidrogen), în cavitățile 3 se descompune în ioni de hidrogen și oxigen, care, sub acțiunea unui magnetic câmp, se deplasează prin găurile 5, 6, sunt neutralizate rețele potențiale și transportate la consumator.

Soluția tehnică propusă permite creșterea productivității, reducerea consumului de energie pe unitatea de produs produs și, ca urmare, reducerea costurilor de producție a hidrogenului.

Revendicare

1. O metodă de producere a hidrogenului din apă, inclusiv tratarea apei simultan cu câmpuri electrice și magnetice pentru a descompune moleculele de apă în oxigen și hidrogen prin intermediul unei perechi de circuite oscilatorii formate dintr-un condensator de apă cu plăci izolate, care sunt alimentate cu un -tensiune redresată tensiune de formă pulsată, inductanțe și plasate între plăcile condensatoarelor și inductanțe ale cavităților pentru apa tratată, în timp ce efectul asupra apei prin câmpuri se realizează într-un mod rezonant în raport cu oscilațiile hidrodinamice ale apei când direcția de apă. vectorul intensității câmpului magnetic este perpendicular pe vectorul intensității câmpului electric.

2. din apă, conținând o pereche de circuite oscilatorii, fiecare dintre ele alcătuit dintr-un condensator de apă cu plăci izolate, la care se alimentează o tensiune pulsată redresată de înaltă tensiune, inductanțe și cavități pentru apa tratată plasate între plăcile condensatorului și inductanțe, în timp ce capacitatea condensatorului primului circuit oscilator este conectată cu inductanța celui de-al doilea circuit oscilator, iar capacitatea celui de-al doilea circuit oscilator este conectată cu inductanța primului circuit oscilator cu posibilitatea încărcării și descărcarii lor simultane, în timp ce tensiunile de intrare sunt defazate cu 90°.