Rozdelenie vody na kyslík a vodík magnetom. Získavanie vodíka tepelným rozkladom vody. a) Zmena stavu agregácie kvapalín

tra. Táto technika bola diskutovaná vyššie v odseku o čistení oxidu uhoľnatého CO. Tento spôsob získavania vodíka sa síce na prvý pohľad môže zdať atraktívny, no jeho praktická realizácia je pomerne komplikovaná.

Predstavte si taký experiment. Vo valcovej nádobe pod p shn je 1 kmol čistej vodnej pary. Hmotnosť piestu vytvára konštantný tlak v cocj rovný 1 atm. Para v nádobe sa ohrieva na teplotu > 3000 K. Uvedené hodnoty tlaku a teploty boli zvolené ľubovoľne. ale ako príklad.

Ak sú v nádobe iba molekuly H20, potom je možné pomocou zodpovedajúcich TeD tabuliek dynamických vlastností vody a vodnej pary určiť množstvo voľnej energie systému, v skutočnosti však aspoň časť molekúl vodnej pary podlieha rozkladu na jeho zložky chemické prvky t.j. vodík a kyslík:

preto získaná zmes obsahujúca molekuly H20, H2 a O2 bude zuhoľnatená. inou hodnotou voľnej energie.

Ak by sa všetky molekuly vodnej pary disociovali, potom by nádoba obsahovala zmes plynov obsahujúca 1 kmol vodíka a 0,5 kmol kyslíka. Množstvo voľnej energie tejto plynnej zmesi pri rovnakom tlaku (1 a a teplote (3000 K)) je väčšie ako množstvo voľnej energie čistej vodnej pary. Všimnite si, že 1 kmol vodnej pary sa premenil o 1 kmol vodíka a 0,5 kmol kyslíka, t. j. celkové množstvo látky, ktoré: je A "oG) | | (= 1,5 kmol. Teda, čiastočný tlak vodík b> je 1/1,5 atm a parciálny tlak kyslíka je 0,5/1,5 atm.

Pri akejkoľvek realistickej hodnote teploty bude disociácia vody n neúplná. Označme podiel molekúl disociovanej zmeny F. Potom množstvo vodnej pary (kmol), ktorá nebola rozložená, sa bude rovnať (1 - F) (predpokladáme, že v nádobe bol 1 kmol vodnej pary). Množstvo vytvoreného vodíka (kmol) sa bude rovnať F a kyslíku - F. Výsledná zmes bude mať zloženie

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

Celková zmes plynov (kmol)

Ryža. 8.8. Závislosť voľnej energie zmesi vodnej pary, vodíka a kyslíka od molárneho zlomku disociovanej vodnej pary

Voľná energia zložky zmesi závisí od tlaku podľa vzťahu

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

kde g - je voľná energia /-tej zložky zmesi na 1 kilomol ftp a tlak 1 atm (pozri „Závislosť voľnej energie od teploty v kapitole 7).

Závislosť voľnej energie zmesi od F, určená rovnicou (42), je znázornená na obr.8.8 Ako je zrejmé z obrázku, voľná energia zmesi vodnej pary, kyslíka a vodíka pri teplote 3000 K a tlak 1 atm: minimum, ak sa podiel disociovaných molekúl vody spája so zložením

14,8 %. V tomto bode sa rýchlosť spätnej reakcie n, + - SU, -\u003e H-, 0 rovná rýchlosti

1 2 sti priamej reakcie H20 -»H2 + - 02, t.j. rovnováha sa ustanoví.

Na určenie bodu rovnováhy je potrebné nájsť hodnotu F at

torus SP11X má minimum.

d Gmjy -$ -$1 -$

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

Sh2o “ Sn2 ~ 2 go2

Rovnovážna konštanta Kp závisí od teploty a od stechiometrických koeficientov v rovnici chemická reakcia. Hodnota Kp pre reakciu

H-0 -» H2 + ^02 sa líši od hodnoty pre reakciu 2H20 -» 2H2 + 02. Okrem toho rovnovážna konštanta nezávisí od tlaku. Ak sa totiž obrátime na vzorec (48), vidíme, že hodnoty voľnej energie g* sú určené pri tlaku 1 atm a nezávisia od tlaku v systéme. Navyše, ak vodná para obsahuje prímes inertného plynu, ako je argón, potom to tiež nezmení hodnotu rovnovážnej konštanty, pretože hodnota g "Ar sa rovná 1 *.

Vzťah medzi rovnovážnou konštantou Kp a podielom disociovanej vodnej pary /' možno získať vyjadrením parciálnych tlakov zložiek zmesi ako funkcie F, ako sa to urobilo vo vzorcoch (38), 39 a (40). Upozorňujeme, že tieto vzorce platia iba pre konkrétny prípad, keď je celkový tlak 1 atm. Vo všeobecnom prípade, keď má zmes plynov ľubovoľný tlak p, možno parciálne tlaky vypočítať pomocou nasledujúcich vzťahov:

Ako vyplýva z vyššie uvedených informácií, priamy tepelný rozklad vody je možný len pri veľmi vysokých teplotách. Ako je znázornené na obr. 8.9, pri teplote topenia paládia (1825 K) pri atmosférickom tlaku. v tomto prípade podlieha disociácii iba malá časť vodnej pary, čo znamená, že parciálny tlak vodíka, ktorý vzniká tepelným rozkladom vody, bude príliš nízky na to, aby sa dal použiť v praktických aplikáciách.

Zvýšenie tlaku vodnej pary situáciu nenapraví, pretože stupeň disociácie prudko klesá pri (obr. 8.10).

Definíciu rovnovážnej konštanty možno rozšíriť aj na prípad zložitejších reakcií. Tak napríklad na reakciu

Hodnota -246 MJ/kmol je hodnota energie tvorby vody, spriemerovaná v teplotnom rozsahu od nuly do 3000 K. Uvedený pomer je ďalším príkladom Boltzmannovej rovnice.

Navrhovaná metóda je založená na nasledujúcom:

Elektrónová väzba medzi atómami vodík a kyslík klesá úmerne so zvyšovaním teploty vody. Potvrdzuje to prax pri spaľovaní suchého uhlia. Pred spaľovaním suchého uhlia sa polieva. Mokré uhlie dáva viac tepla, lepšie horí. Je to spôsobené tým, že pri vysokej teplote spaľovania uhlia sa voda rozkladá na vodík a kyslík. Vodík spaľuje a dodáva uhliu ďalšie kalórie a kyslík zvyšuje množstvo kyslíka vo vzduchu v peci, čo prispieva k lepšiemu a úplnému spaľovaniu uhlia.
Teplota vznietenia vodíka z 580 predtým 590 °C rozklad vody musí byť pod prahom vznietenia vodíka.
Elektronická väzba medzi atómami vodíka a kyslíka pri teplote 550 °C je ešte dostatočná na tvorbu molekúl vody, ale dráhy elektrónov sú už skreslené, väzba s atómami vodíka a kyslíka je oslabená. Aby elektróny opustili svoje dráhy a atómová väzba medzi nimi sa rozpadla, musíte elektrónom pridať viac energie, ale nie teplo, ale energiu elektrické pole vysoké napätie. Potom sa potenciálna energia elektrického poľa premení na kinetickú energiu elektrónu. Rýchlosť elektrónov v elektrickom poli jednosmerného prúdu sa úmerne zvyšuje odmocnina napätie aplikované na elektródy.
Rozklad prehriatej pary v elektrickom poli môže nastať pri nízkej rýchlosti pary a takejto rýchlosti pary pri teplote 550 °C možno získať iba v otvorenom priestore.
Ak chcete získať vodík a kyslík vo veľkých množstvách, musíte použiť zákon zachovania hmoty. Z tohto zákona vyplýva: v akom množstve sa voda rozložila na vodík a kyslík, v rovnakom množstve získame vodu pri oxidácii týchto plynov.

Možnosť uskutočnenia vynálezu je potvrdená uskutočnenými príkladmi v troch možnostiach inštalácie.

Všetky tri možnosti montáže sú vyrobené z rovnakých unifikovaných výrobkov valcového tvaru z oceľových rúr.

Prvá možnosť
Obsluha a inštalácia zariadenia prvej možnosti ( schéma 1)

Vo všetkých troch verziách sa prevádzka jednotiek začína prípravou prehriatej pary na otvorenom priestranstve s teplotou pary 550 o C. Otvorený priestor zabezpečuje rýchlosť pozdĺž okruhu rozkladu pary až do 2 m/s.

Príprava prehriatej pary prebieha v žiaruvzdornej oceľovej rúre /štartér/, ktorej priemer a dĺžka závisí od výkonu inštalácie. Výkon inštalácie určuje množstvo rozloženej vody, litre / s.

Obsahuje jeden liter vody 124 litrov vodíka a 622 litrov kyslíka z hľadiska kalórií je 329 kcal.

Pred spustením jednotky sa štartér zohreje z 800 až 1000 °C/kúrenie sa robí akýmkoľvek spôsobom/.

Jeden koniec štartéra je upchatý prírubou, cez ktorú vstupuje dávkovaná voda na rozklad na vypočítaný výkon. Voda v štartéri sa zohreje na 550 °C, voľne vystupuje z druhého konca štartéra a vstupuje do rozkladnej komory, s ktorou je štartér spojený prírubami.

V rozkladovej komore sa prehriata para rozkladá na vodík a kyslík elektrickým poľom vytvoreným kladnými a zápornými elektródami, ktoré sú napájané jednosmerným prúdom s napätím 6000 V. Kladnou elektródou je samotné teleso komory /rúrka/ a zápornou elektródou je tenkostenná oceľová rúra namontovaná v strede telesa, po celej ploche ktorej sú otvory o priemere 20 mm.

Rúrková elektróda je mriežka, ktorá by nemala vytvárať odpor pre vstup vodíka do elektródy. Elektróda je pripevnená k telesu potrubia na priechodkách a cez ten istý držiak je privádzané vysoké napätie. Koniec rúrky zápornej elektródy končí elektricky izolujúcou a tepelne odolnou rúrkou na výstup vodíka cez prírubu komory. Výstup kyslíka z tela rozkladnej komory cez oceľové potrubie. Kladná elektróda /telo kamery/ musí byť uzemnená a kladný pól DC zdroja je uzemnený.

VÝCHOD vodík smerom k kyslík 1:5.

Druhá možnosť
Obsluha a inštalácia zariadenia podľa druhej možnosti ( schéma 2)

Inštalácia druhej možnosti je navrhnutá na výrobu veľkého množstva vodíka a kyslíka v dôsledku súbežného rozkladu veľkého množstva vody a oxidácie plynov v kotloch na získanie vysokotlakovej pracovnej pary pre elektrárne na vodíkový pohon / v r. budúcnosť WES/.

Prevádzka zariadenia, ako v prvej verzii, začína prípravou prehriatej pary v štartéri. Ale tento štartér sa líši od štartéra v 1. verzii. Rozdiel spočíva v tom, že na konci štartéra je privarená vetva, v ktorej je namontovaný parný spínač, ktorý má dve polohy - „štart“ a „práca“.

Para získaná v štartéri vstupuje do výmenníka tepla, ktorý je určený na úpravu teploty regenerovanej vody po oxidácii v bojleri / K1/ predtým 550 °C. Výmenník tepla / To/ - potrubie, ako všetky výrobky s rovnakým priemerom. Medzi príruby potrubia sú namontované žiaruvzdorné oceľové rúry, cez ktoré prechádza prehriata para. Rúry sú obtekané vodou z uzavretého chladiaceho systému.

Z výmenníka tepla vstupuje do rozkladnej komory prehriata para, presne taká istá ako v prvej verzii inštalácie.

Vodík a kyslík z rozkladnej komory vstupujú do horáka kotla 1, v ktorom je vodík zapálený zapaľovačom - vzniká horák. Horák, obtekajúci kotol 1, v ňom vytvára vysokotlakovú pracovnú paru. Chvost horáka z kotla 1 vstupuje do kotla 2 a svojim teplom v kotli 2 pripravuje paru pre kotol 1. Po celom obryse kotlov začína kontinuálna oxidácia plynov podľa známeho vzorca:

2H2+02 = 2H20 + teplo

V dôsledku oxidácie plynov sa voda redukuje a uvoľňuje sa teplo. Toto teplo v zariadení zbierajú kotly 1 a kotly 2, ktoré premieňajú toto teplo na vysokotlakovú pracovnú paru. A získaná voda s vysokou teplotou vstupuje do ďalšieho výmenníka tepla, z neho do ďalšej rozkladnej komory. Takáto postupnosť prechodu vody z jedného stavu do druhého pokračuje toľkokrát, koľkokrát je potrebné prijať energiu z tohto zhromaždeného tepla vo forme pracovnej pary na zabezpečenie projektovanej kapacity. WES.

Potom, čo prvá časť prehriatej pary obíde všetky produkty, dodá okruhu vypočítanú energiu a opustí posledný kotol 2 v okruhu, je prehriata para nasmerovaná potrubím k parnému spínaču namontovanému na štartéri. Parný spínač sa presunie z polohy "štart" do polohy "pracovná", po ktorej vstúpi do štartéra. Štartér je vypnutý /voda, kúrenie/. Zo štartéra vstupuje prehriata para do prvého výmenníka tepla a z neho do rozkladnej komory. Po okruhu začína nové kolo prehriatej pary. Od tohto momentu sa rozkladný a plazmový okruh uzatvára sám do seba.

Voda je spotrebovaná zariadením len na tvorbu vysokotlakovej pracovnej pary, ktorá je odoberaná z spiatočky okruhu výfukovej pary za turbínou.

Nedostatok elektrární pre WES je ich ťažkopádnosť. Napríklad pre WES na 250 MW musí sa súčasne rozložiť 455 l vodu za sekundu, a to bude vyžadovať 227 rozkladných komôr, 227 výmenníkov tepla, 227 kotlov / K1/, 227 kotly / K2/. Ale takáto objemnosť bude stonásobne ospravedlnená len tým, že palivo pre WES bude tam len voda, nehovoriac o čistote prostredia WES, lacná elektrická energia a teplo.

Tretia možnosť
3. verzia elektrárne ( schéma 3)

Je to presne tá istá elektráreň ako tá druhá.

Rozdiel medzi nimi je v tom, že táto jednotka pracuje neustále od štartéra, rozklad pary a spaľovanie vodíka v kyslíkovom okruhu nie je uzavretý sám do seba. Konečným produktom v závode bude výmenník tepla s rozkladnou komorou. Takéto usporiadanie produktov umožní získať okrem elektrickej energie a tepla aj vodík a kyslík či vodík a ozón. Elektráreň zapnutá 250 MW pri prevádzke zo štartéra spotrebuje energiu na ohrev štartéra, vody 7,2 m3/h a vody na tvorbu pracovnej pary 1620 m 3 / h / voda používa sa z okruhu spätného vedenia výfukovej pary/. V elektrárni pre WES teplota vody 550 °C. Tlak pary 250 at. Spotreba energie na vytvorenie elektrického poľa na jednu rozkladnú komoru bude približne 3600 kWh.

Elektráreň zapnutá 250 MW pri umiestnení produktov na štyri poschodia bude zaberať plochu 114 x 20 m a výška 10 m. Neberie sa do úvahy plocha pre zapnutú turbínu, generátor a transformátor 250 kVA - 380 x 6000 V.

VYNÁLEZ MÁ NASLEDUJÚCE VÝHODY

Teplo získané oxidáciou plynov je možné využiť priamo na mieste a vodík a kyslík sa získavajú z likvidácie odpadovej pary a procesnej vody.
Nízka spotreba vody pri výrobe elektriny a tepla.
Jednoduchosť metódy.
Významné úspory energie, as vynakladá sa iba na zahriatie štartéra na stabilný tepelný režim.
Vysoká produktivita procesu, pretože disociácia molekúl vody trvá desatiny sekundy.
Výbuch a požiarna bezpečnosť metódy, pretože pri jeho realizácii nie sú potrebné nádrže na zber vodíka a kyslíka.
Počas prevádzky zariadenia sa voda opakovane čistí a mení sa na destilovanú vodu. Tým sa eliminujú zrážky a vodný kameň, čo zvyšuje životnosť inštalácie.
Inštalácia je vyrobená z bežnej ocele; s výnimkou kotlov zo žiaruvzdorných ocelí s obložením a tienením ich stien. To znamená, že nie sú potrebné špeciálne drahé materiály.

Vynález môže nájsť uplatnenie v priemyslu nahradením uhľovodíkového a jadrového paliva v elektrárňach lacnou, rozšírenou a ekologickou vodou pri zachovaní výkonu týchto elektrární.

NÁROK

Spôsob výroby vodíka a kyslíka z vodnej pary, ktorý zahŕňa prechod tejto pary cez elektrické pole, vyznačujúci sa tým, že sa používa prehriata vodná para s teplotou 500 - 550 °C, prechádza vysokonapäťovým jednosmerným elektrickým poľom, aby sa pary disociovali a rozdelili na atómy vodíka a kyslíka.

Meno vynálezcu: Ermakov Viktor Grigorievič
Meno majiteľa patentu: Ermakov Viktor Grigorievič
Korešpondenčná adresa: 614037, Perm, Mozyrskaya ul., 5, byt 70 Ermakov Viktor Grigoryevič
Dátum začiatku patentu: 1998.04.27

Vynález je určený pre energetiku a môže byť použitý na získanie lacných a ekonomických zdrojov energie. Prehriata vodná para sa získava v otvorenom priestore s teplotou 500-550 °C. Prehriata vodná para prechádza konštantným elektrickým poľom vysokého napätia ( 6000 V) na výrobu vodíka a kyslíka. Metóda je jednoduchá v dizajne hardvéru, ekonomická, odolná voči ohňu a výbuchu, je vysoko výkonná.

OPIS VYNÁLEZU

Vodík v kombinácii s oxidáciou kyslíkom je na prvom mieste z hľadiska výhrevnosti na 1 kg paliva spomedzi všetkých palív používaných na výrobu elektriny a tepla. Vysoká výhrevnosť vodíka sa však stále nevyužíva na výrobu elektriny a tepla a nemôže konkurovať uhľovodíkovým palivám.

Prekážkou využívania vodíka v energetike je nákladný spôsob jeho výroby, ktorý nie je ekonomicky opodstatnený. Na získavanie vodíka sa využívajú najmä elektrolýzne zariadenia, ktoré sú neefektívne a energia vynaložená na výrobu vodíka sa rovná energii získanej spaľovaním tohto vodíka.

Známy spôsob výroby vodíka a kyslíka z prehriatej pary s teplotou 1800-2500 o C popísané v britskej prihláške N 1489054 (trieda C 01 B 1/03, 1977). Táto metóda je zložitá, energeticky náročná a ťažko realizovateľná.

Rnrnrn rnrnrn rnrnrn

Najbližšie k navrhovanému je spôsob výroby vodíka a kyslíka z pary na katalyzátore prechodom tejto pary cez elektrické pole, opísané v britskej prihláške N 1585527 (trieda C 01 B 3/04, 1981).

Nevýhody tejto metódy zahŕňajú:

nemožnosť získať vodík vo veľkých množstvách;

energetická náročnosť;

zložitosť zariadenia a použitie drahých materiálov;

nemožnosť implementácie tejto metódy pri použití technickej vody, pretože pri teplote nasýtenej pary sa na stenách zariadenia a na katalyzátore vytvárajú usadeniny a vodný kameň, čo povedie k jeho rýchlemu zlyhaniu;

na zber vznikajúceho vodíka a kyslíka sa používajú špeciálne zberné nádoby, vďaka čomu je metóda horľavá a výbušná.

Problém, na ktorý je vynález zameraný, je odstránenie uvedených nevýhod, ako aj získanie lacného zdroja energie a tepla.

To sa dosiahne tým, žeže pri spôsobe výroby vodíka a kyslíka z vodnej pary, vrátane prechodu tejto pary cez elektrické pole, podľa vynálezu sa používa prehriata para s teplotou 500-550 °C a prechádzajú cez vysokonapäťové elektrické pole jednosmerného prúdu, čím spôsobia disociáciu pary a jej rozdelenie na atómy vodík a kyslík.

NAVRHOVANÁ METÓDA JE ZALOŽENÁ NA NASLEDUJÚcom

Elektrónová väzba medzi atómami vodík a kyslík klesá úmerne so zvyšovaním teploty vody. Potvrdzuje to prax pri spaľovaní suchého uhlia. Pred spaľovaním suchého uhlia sa polieva. Mokré uhlie dáva viac tepla, lepšie horí. Je to spôsobené tým, že pri vysokej teplote spaľovania uhlia sa voda rozkladá na vodík a kyslík. Vodík spaľuje a dodáva uhliu ďalšie kalórie a kyslík zvyšuje množstvo kyslíka vo vzduchu v peci, čo prispieva k lepšiemu a úplnému spaľovaniu uhlia.

Rnrnrn rnrnrn rnrnrn

Teplota vznietenia vodíka z 580 predtým 590 °C rozklad vody musí byť pod prahom vznietenia vodíka.

Elektronická väzba medzi atómami vodíka a kyslíka pri teplote 550 °C je ešte dostatočná na tvorbu molekúl vody, ale dráhy elektrónov sú už skreslené, väzba s atómami vodíka a kyslíka je oslabená. Aby elektróny opustili svoje dráhy a atómová väzba medzi nimi sa rozpadla, je potrebné, aby elektróny dodali viac energie, nie však tepla, ale energie elektrického poľa vysokého napätia. Potom sa potenciálna energia elektrického poľa premení na kinetickú energiu elektrónu. Rýchlosť elektrónov v jednosmernom elektrickom poli sa zvyšuje úmerne s druhou odmocninou napätia aplikovaného na elektródy.

Rozklad prehriatej pary v elektrickom poli môže nastať pri nízkej rýchlosti pary a takejto rýchlosti pary pri teplote 550 °C možno získať iba v otvorenom priestore.

Ak chcete získať vodík a kyslík vo veľkých množstvách, musíte použiť zákon zachovania hmoty. Z tohto zákona vyplýva: v akom množstve sa voda rozložila na vodík a kyslík, v rovnakom množstve získame vodu pri oxidácii týchto plynov.

Možnosť uskutočnenia vynálezu je potvrdená uskutočnenými príkladmi v troch možnostiach inštalácie.

Všetky tri možnosti montáže sú vyrobené z rovnakých unifikovaných výrobkov valcového tvaru z oceľových rúr.

Prvá možnosť
Obsluha a inštalácia zariadenia prvej možnosti ( schéma 1).

Obsahuje jeden liter vody 124 litrov vodíka a 622 litrov kyslíka z hľadiska kalórií je 329 kcal.

Pred spustením jednotky sa štartér zohreje z 800 až 1000 °C/kúrenie sa robí akýmkoľvek spôsobom/.

Rúrka - elektróda je sieťka, ktorá by nemala vytvárať odpor pre vstup vodíka do elektródy. Elektróda je pripevnená k telesu potrubia na priechodkách a cez ten istý držiak je privádzané vysoké napätie. Koniec rúrky zápornej elektródy končí elektricky izolujúcou a tepelne odolnou rúrkou na výstup vodíka cez prírubu komory. Výstup kyslíka z tela rozkladnej komory cez oceľové potrubie. Kladná elektróda /telo kamery/ musí byť uzemnená a kladný pól DC zdroja je uzemnený.

Rnrnrn rnrnrn rnrnrn

VÝCHOD vodík smerom k kyslík 1:5.

Druhá možnosť
Obsluha a inštalácia zariadenia podľa druhej možnosti ( schéma 2).

Prevádzka zariadenia, ako v prvej verzii, začína prípravou prehriatej pary v štartéri. Ale tento štartér sa líši od štartéra v 1. verzii. Rozdiel spočíva v tom, že na konci štartéra je privarená odbočka, v ktorej je namontovaný parný spínač, ktorý má dve polohy - "štart" a "práca".

Z výmenníka tepla vstupuje do rozkladnej komory prehriata para, presne taká istá ako v prvej verzii inštalácie.

2H2+02 = 2H20 + teplo

Voda je spotrebovaná zariadením len na tvorbu vysokotlakovej pracovnej pary, ktorá je odoberaná z spiatočky okruhu výfukovej pary za turbínou.

Nedostatok elektrární pre WES- to je ich ťažkopádnosť. Napríklad pre WES na 250 MW musí sa súčasne rozložiť 455 l vodu za sekundu, a to bude vyžadovať 227 rozkladných komôr, 227 výmenníkov tepla, 227 kotlov / K1/, 227 kotly / K2/. Ale takáto objemnosť bude stonásobne ospravedlnená len tým, že palivo pre WES bude tam len voda, nehovoriac o čistote prostredia WES, lacná elektrická energia a teplo.

Tretia možnosť
3. verzia elektrárne ( schéma 3).

Je to presne tá istá elektráreň ako tá druhá.

VYNÁLEZ MÁ NASLEDUJÚCE VÝHODY

Teplo získané oxidáciou plynov je možné využiť priamo na mieste a vodík a kyslík sa získavajú z likvidácie odpadovej pary a procesnej vody.

Nízka spotreba vody pri výrobe elektriny a tepla.

Jednoduchosť metódy.

Významné úspory energie, as vynakladá sa iba na zahriatie štartéra na stabilný tepelný režim.

Vysoká produktivita procesu, pretože disociácia molekúl vody trvá desatiny sekundy.

Výbuch a požiarna bezpečnosť metódy, pretože pri jeho realizácii nie sú potrebné nádrže na zber vodíka a kyslíka.

Počas prevádzky zariadenia sa voda opakovane čistí a mení sa na destilovanú vodu. Tým sa eliminujú zrážky a vodný kameň, čo zvyšuje životnosť inštalácie.

Inštalácia je vyrobená z bežnej ocele; s výnimkou kotlov zo žiaruvzdorných ocelí s obložením a tienením ich stien. To znamená, že nie sú potrebné špeciálne drahé materiály.

NÁROK

Experimentálne bol objavený a študovaný nový efekt „studeného“ vysokonapäťového elektrodymu odparovania a lacnej vysokonapäťovej disociácie kvapalín.Na základe tohto objavu autor navrhol a patentoval novú vysokoúčinnú nízkonákladovú technológiu získavania paliva plyn z niektorých vodných roztokov na báze vysokonapäťového kapilárneho elektrodymu.

ÚVOD

Tento článok je o novom sľubnom vedeckom a technickom smere vodíkovej energie. Informuje, že v Rusku bol objavený a experimentálne testovaný nový elektrofyzikálny efekt intenzívneho „studeného“ vyparovania a disociácie kvapalín a vodných roztokov na palivové plyny bez akejkoľvek spotreby elektrickej energie – vysokonapäťová kapilárna elektroosmóza. Uvádzame živé príklady prejavu tohto dôležitého účinku v Živej prírode. Otvorený efekt je fyzický základ mnoho nových „prelomových“ technológií v oblasti vodíkovej energie a priemyselnej elektrochémie. Na jej základe autor vyvinul, patentoval a aktívne skúma novú vysokovýkonnú a energeticky efektívnu technológiu získavania horľavých palivových plynov a vodíka z vody, rôznych vodných roztokov a vodno-organických zlúčenín. Článok odhaľuje ich fyzikálnu podstatu a techniku implementácie v praxi, technicko-ekonomické hodnotenie perspektív nových generátorov plynu. Článok poskytuje aj analýzu hlavných problémov vodíkovej energie a jej jednotlivých technológií.

Stručne o histórii objavu kapilárnej elektroosmózy a disociácie kvapalín na plyny a vývoji novej technológie.Účinok som objavil v roku 1985. Pokusy a pokusy na kapilárnom elektroosmotickom „studenom“ odparovaní a rozklade kvapalín s produkciou tzv. palivový plyn bez príkonu boli mnou realizované v období od 1986 - 96 rokov Prvýkrát o prirodzenom procese "studeného" vyparovania vody v závodoch som napísal v roku 1988 článok "Rastliny - prírodné elektrické čerpadlá" /1/. O novej vysoko účinnej technológii získavania palivových plynov z kvapalín a získavania vodíka z vody na základe tohto efektu som informoval v roku 1997 v článku „Nová elektrická požiarna technika“ (časť „Je možné spaľovať vodu“) /2/. Článok je vybavený početnými ilustráciami (obr. 1-4) s grafmi, blokovými schémami experimentálnych zariadení, ktoré odhaľujú hlavné konštrukčné prvky a elektrické obslužné zariadenia (zdroje elektrického poľa) mnou navrhovaných kapilárnych elektroosmotických generátorov palivového plynu. Zariadenia sú originálne konvertory kvapalín na palivové plyny. Sú znázornené na obr. 1-3 zjednodušeným spôsobom, dostatočne podrobne na vysvetlenie podstaty novej technológie výroby vykurovacieho plynu z kvapalín.

Zoznam ilustrácií a ich krátke vysvetlenia sú uvedené nižšie. Na obr. 1 je znázornené najjednoduchšie experimentálne usporiadanie pre "studené" splyňovanie a disociáciu kvapalín s ich premenou na vykurovací plyn pomocou jediného elektrického poľa. Obrázok 2 ukazuje najjednoduchšie experimentálne nastavenie pre „studené“ splyňovanie a disociáciu kvapalín s dvoma zdrojmi elektrického poľa (elektrické pole s konštantným znamienkom na „studené“ odparovanie akejkoľvek kvapaliny elektroosmózou a druhé pulzné (striedajúce) pole na drvenie molekuly odparenej kvapaliny a jej premenu na palivo Obr.3 znázorňuje zjednodušenú blokovú schému kombinovaného zariadenia, ktoré na rozdiel od zariadení (obr. 1, 2) zabezpečuje aj dodatočnú elektroaktiváciu odparenej kvapaliny.čerpadlo-výparník z kvapalín (generátor horľavých plynov) na hlavných parametroch zariadení. Ukazuje najmä vzťah medzi výkonom zariadenia na intenzite elektrického poľa a na ploche kapilárneho odparovaného povrchu. Názvy obrázkov a dekódovanie prvkov samotných zariadení je uvedené v titulkoch k nim. Popis vzťahu medzi prvkami zariadení a prevádzkou zariadení v dynamike je uvedený nižšie v texte v príslušných častiach článku.

PERSPEKTÍVY A PROBLÉMY VODÍKOVEJ ENERGIE

Efektívna výroba vodíka z vody je lákavým starým snom civilizácie. Pretože na planéte je veľa vody a vodíková energia sľubuje ľudstvu „čistú“ energiu z vody v neobmedzenom množstve. Navyše samotný proces spaľovania vodíka v kyslíkovom prostredí získanom z vody poskytuje ideálne spaľovanie z hľadiska výhrevnosti a čistoty.

Preto je vytvorenie a priemyselný rozvoj vysoko účinnej technológie elektrolýzy štiepenia vody na H2 a O2 dlhodobo jednou z naliehavých a prioritných úloh energetiky, ekológie a dopravy. Ešte naliehavejšie a skutočný problém energetika spočíva v splyňovaní pevných a kvapalných uhľovodíkových palív, konkrétnejšie vo vytváraní a zavádzaní nízkoenergetických technológií na výrobu spáliteľných vykurovacích plynov z akýchkoľvek uhľovodíkov vrátane organických odpadov. Napriek tomu, napriek relevantnosti a jednoduchosti energie a otázky životného prostredia civilizácie, ešte neboli efektívne vyriešené. Aké sú teda dôvody vysokej spotreby energie a nízkej produktivity známych vodíkových energetických technológií? Viac o tom nižšie.

STRUČNÁ POROVNÁVACIA ANALÝZA STAVU A VÝVOJA VODÍKOVEJ PALIVOVEJ ENERGIE

Priorita vynálezu na získavanie vodíka z vody elektrolýzou vody patrí ruskému vedcovi Lachinovovi D.A. (1888). Prezrel som si stovky článkov a patentov v tomto vedecko-technickom smere. Spôsoby výroby vodíka pri rozklade vody sú rôzne: tepelné, elektrolytické, katalytické, termochemické, termogravitačné, elektroimpulzné a iné /3-12/. Z hľadiska spotreby energie je energeticky najnáročnejšia metóda tepelná /3/ a najmenej energeticky náročná metóda elektrického impulzu Američana Stanleyho Meyera /6/. Meyerova technológia /6/ je založená na metóde diskrétnej elektrolýzy rozkladu vody vysokonapäťovými elektrickými impulzmi pri rezonančných frekvenciách vibrácií molekúl vody (Meyerov elektrický článok). Je podľa môjho názoru najprogresívnejší a najsľubnejší z hľadiska aplikovaných fyzikálnych účinkov aj z hľadiska spotreby energie, jeho produktivita je však stále nízka a je obmedzená potrebou prekonať medzimolekulové väzby kvapaliny a absencia mechanizmu na odstraňovanie vytvoreného palivového plynu z pracovnej zóny kvapalnej elektrolýzy.

Záver: Všetky tieto a ďalšie známe spôsoby a zariadenia na výrobu vodíka a iných palivových plynov sú stále neefektívne z dôvodu chýbajúcej skutočne vysoko účinnej technológie na odparovanie a štiepenie molekúl kvapalín. Viac o tom v ďalšej časti.

ANALÝZA PRÍČIN VYSOKEJ ENERGETICKEJ NÁROČNOSTI A NÍZKEJ PRODUKTIVITY ZNÁMYCH TECHNOLÓGIÍ NA ZÍSKAVANIE PALIVOVÝCH PLYNOV Z VODY

Získavanie palivových plynov z kvapalín s minimálnou spotrebou energie je veľmi náročná vedecko-technická úloha Značné náklady na energiu pri získavaní vykurovacieho plynu z vody v známych technológiách sú vynaložené na prekonanie medzimolekulových väzieb vody v jej kvapalnom stave agregácie. Pretože voda má veľmi zložitú štruktúru a zloženie. Navyše je paradoxné, že napriek jej prekvapivému rozšíreniu v prírode štruktúra a vlastnosti vody a jej zlúčenín nie sú doteraz v mnohých ohľadoch prebádané /14/.

Zloženie a latentná energia medzimolekulových väzieb štruktúr a zlúčenín v kvapalinách.

Fyzikálno-chemické zloženie aj obyčajnej vody z vodovodu je dosť komplikované, pretože voda obsahuje množstvo medzimolekulových väzieb, reťazcov a iných štruktúr molekúl vody. Najmä v bežnej vodovodnej vode sú rôzne reťazce špeciálne prepojených a orientovaných molekúl vody s iónmi nečistôt (tvorba klastrov), jej rôznymi koloidnými zlúčeninami a izotopmi, minerálmi, ako aj mnohými rozpustenými plynmi a nečistotami /14/.

Vysvetlenie problémov a energetických nákladov na "horúce" odparovanie vody známymi technológiami.

Preto v známymi metódamištiepením vody na vodík a kyslík je potrebné vynaložiť veľa elektriny na oslabenie a úplné rozbitie medzimolekulových a potom molekulárnych väzieb vody. Na zníženie energetických nákladov na elektrochemický rozklad vody sa často používa dodatočné tepelné zahrievanie (až do tvorby pary), ako aj zavádzanie ďalších elektrolytov, napríklad slabých roztokov zásad a kyselín. Tieto dobre známe zlepšenia však stále neumožňujú výrazne zintenzívniť proces disociácie kvapalín (najmä rozklad vody) z kvapalného stavu agregácie. Použitie známych technológií tepelného odparovania je spojené s obrovským výdajom tepelnej energie. Okrem toho je použitie drahých katalyzátorov v procese získavania vodíka z vodných roztokov na zintenzívnenie tohto procesu veľmi drahé a neefektívne. Hlavný dôvod vysokej spotreby energie pri použití tradičných technológií na disociáciu kvapalín je dnes už jasný, vynakladajú sa na rozbíjanie medzimolekulových väzieb kvapalín.

Kritika najprogresívnejšej elektrotechnológie získavania vodíka z vody od S. Meyera /6/

Elektrovodíková technológia Stanleyho Mayera je nepochybne najhospodárnejšia zo známych a najprogresívnejšia z hľadiska fyziky práce. Ale jeho povestný elektrický článok /6/ je tiež neefektívny, pretože napokon nemá mechanizmus na efektívne odstraňovanie molekúl plynu z elektród. Tento proces disociácie vody pri Mayerovej metóde je navyše spomalený tým, že pri elektrostatickej separácii molekúl vody od samotnej kvapaliny je potrebné vynaložiť čas a energiu na prekonanie obrovskej latentnej potenciálnej energie medzimolekulových väzieb a štruktúry vody a iných kvapalín.

ZHRNUTIE ANALÝZY

Preto je úplne jasné, že bez nového originálneho prístupu k problému disociácie a premeny kvapalín na palivové plyny tento problém intenzifikácie tvorby plynov vedci a technológovia nedokážu vyriešiť. Samotná implementácia ďalších známych technológií do praxe stále „sklzuje“, keďže všetky sú energeticky oveľa náročnejšie ako technológia Mayer. A preto v praxi neúčinné.

STRUČNÁ FORMULÁCIA CENTRÁLNEHO PROBLÉMU VODÍKOVEJ ENERGIE

Centrálne vedecké a technické Problém vodíkovej energie spočíva podľa mňa práve v nedoriešení a potrebe hľadania a uvádzania do praxe novej technológie na mnohonásobné zintenzívnenie procesu získavania vodíka a palivového plynu z akýchkoľvek vodných roztokov a emulzií s ostrým súčasné zníženie nákladov na energiu. Prudké zintenzívnenie procesov štiepenia kvapalín so znížením spotreby energie v známych technológiách je zatiaľ v zásade nemožné, pretože donedávna nebol vyriešený hlavný problém efektívneho odparovania vodných roztokov bez dodávky tepelnej a elektrickej energie. Hlavná cesta k zlepšeniu vodíkových technológií je jasná. Je potrebné naučiť sa efektívne odparovať a splyňovať kvapaliny. A to čo najintenzívnejšie a s čo najmenšou spotrebou energie.

METODIKA A VLASTNOSTI IMPLEMENTÁCIE NOVEJ TECHNOLÓGIE

Prečo naparovať lepšie ako ľad vyrábať vodík z vody? Pretože molekuly vody sa v nej pohybujú oveľa voľnejšie ako vo vodných roztokoch.

a) Zmena stavu agregácie kvapalín.

Je zrejmé, že medzimolekulové väzby vodnej pary sú slabšie ako väzby vody vo forme kvapaliny a ešte viac vody vo forme ľadu. Plynné skupenstvo vody ďalej uľahčuje prácu elektrického poľa na následnom štiepení samotných molekúl vody na H2 a O2. Sľubnou hlavnou cestou rozvoja elektrovodíkovej energie sú preto metódy na efektívnu premenu stavu agregácie vody na vodný plyn (para, hmla). Pretože prevedením kvapalnej fázy vody do plynnej fázy sa dosiahne oslabenie a (alebo) úplné roztrhnutie a medzimolekulový zhluk a iné väzby a štruktúry, ktoré existujú vo vodnej kvapaline.

b) Elektrický ohrievač vody - anachronizmus vodíkovej energie alebo opäť o paradoxoch energie pri vyparovaní kvapalín.

Ale nie všetko je také jednoduché. S prechodom vody do plynného skupenstva. Ako je to však s potrebnou energiou potrebnou na odparovanie vody. Klasickým spôsobom jeho intenzívneho odparovania je tepelný ohrev vody. Ale je to aj veľmi energeticky náročné. Zo školskej lavice nás učili, že proces vyparovania vody a dokonca aj jej varu si vyžaduje veľmi významné množstvo tepelnej energie. Informácie o požadované množstvo energie na odparenie 1 m³ vody je v akejkoľvek fyzikálnej príručke. To je veľa kilojoulov tepelnej energie. Alebo veľa kilowatthodín elektriny, ak sa odparovanie vykonáva ohrevom vody z elektrického prúdu. Kde je cesta von z energetickej slepej uličky?

KAPILÁRNA ELEKTROOZMÓZA VODY A VODNÝCH ROZTOKOV PRE „STUDENÉ VYPAROVANIE“ A DISOCIÁCIU KVAPALIN NA PALIVOVÉ PLYNY (popis nového efektu a jeho prejavy v prírode)

Dlho som hľadal takéto nové fyzikálne efekty a nízkonákladové metódy na odparovanie a disociáciu kvapalín, veľa experimentoval a stále som našiel spôsob, ako efektívne "studené" odparovanie a disociáciu vody na horľavý plyn. Tento úžasný efekt krásy a dokonalosti mi navrhla samotná príroda.

Príroda je naša múdra učiteľka. Je to paradoxné, ale ukazuje sa, že vo voľnej prírode už dávno existuje, bez ohľadu na nás, efektívna metóda elektrokapilárne čerpanie a „studené“ odparovanie kvapaliny s jej prechodom do plynného skupenstva bez akejkoľvek dodávky tepelnej energie a elektriny. A tento prirodzený efekt sa realizuje pôsobením zemského znakovo-konštantného elektrického poľa na kvapalinu (vodu) nachádzajúcu sa v kapilárach, a to prostredníctvom kapilárnej elektroosmózy.

Rastliny sú prírodné, energeticky dokonalé, elektrostatické a iónové pumpy-odparovače vodných roztokov začali vytrvalo hľadať svoju obdobu a prejav tohto javu v Živej prírode. Veď príroda je naša večná a múdra Učiteľka. A našiel som to na začiatku v rastlinách!

a) Paradox a dokonalosť energie prírodných čerpadiel rastlinného výparníka.

Zjednodušené kvantitatívne odhady ukazujú, že mechanizmus činnosti čerpadiel na odparovanie prirodzenej vlhkosti v rastlinách, a najmä vo vysokých stromoch, je jedinečný svojou energetickou účinnosťou. Naozaj je už známe a je ľahké vypočítať, že prirodzená pumpa vysokého stromu (s výškou koruny asi 40 m a priemerom kmeňa asi 2 m) prečerpá a odparí kubické metre vlhkosti za deň. Navyše bez dodávky tepelnej a elektrickej energie zvonku. Ekvivalentná energetická sila takéhoto prírodného elektrického čerpadla na odparovanie vody v tomto obyčajnom strome, analogicky s tradičnými zariadeniami, ktoré používame na podobné účely v technológii, čerpadlá a elektrické ohrievače vody na odparovanie vody na vykonávanie rovnakej práce, sú desiatky kilowattov. Stále je pre nás ťažké čo i len pochopiť takú energetickú dokonalosť Prírody a zatiaľ ju nedokážeme hneď skopírovať. A rastliny a stromy sa naučili, ako efektívne vykonávať túto prácu pred miliónmi rokov bez akéhokoľvek zásobovania a plytvania elektrickou energiou, ktorú všade používame.

b) Popis fyziky a energetiky prirodzeného rastlinného čerpadla na odparovanie kvapaliny.

Ako teda funguje prirodzené čerpadlo-odparovač vody v stromoch a rastlinách a aký je mechanizmus jeho energie? Ukazuje sa, že všetky rastliny už dlho a obratne využívajú tento mnou objavený efekt kapilárnej elektroosmózy ako energetický mechanizmus na čerpanie vodných roztokov, ktoré ich kŕmia svojimi prirodzenými iónovými a elektrostatickými kapilárnymi čerpadlami, aby dodávali vodu z koreňov do ich koruny bez akejkoľvek energie a bez ľudskej účasti. Príroda múdro využíva potenciálnu energiu elektrického poľa Zeme. Okrem toho v rastlinách a stromoch na zdvíhanie tekutiny z koreňov na listy vnútri kmeňov rastlín a studené vyparovanie štiav cez kapiláry vo vnútri rastlín, prírodné najtenšie vláknité kapiláry rastlinného pôvodu, prírodný vodný roztok - slabý elektrolyt, prirodzený elektrický potenciál využíva sa planéta a potenciálna energia elektrického poľa planéty. Súčasne s rastom rastliny (zvýšenie jej výšky) sa zvyšuje aj produktivita tohto prirodzeného čerpadla, pretože sa zväčšuje rozdiel prirodzených elektrických potenciálov medzi koreňom a vrcholom koruny rastliny.

c) Prečo ihličie vianočného stromčeka - aby jeho elektrické čerpadlo fungovalo v zime.

Poviete si, že výživné šťavy sa presúvajú do zarastených v dôsledku bežného tepelného odparovania vlhkosti z listov. Áno, aj tento proces existuje, ale nie je hlavný. Čo je však najviac prekvapujúce je, že mnohé ihličnaté stromy (borovice, smreky, jedle) sú mrazuvzdorné a rastú aj v zime. Faktom je, že v rastlinách s ihličkovitými listami alebo tŕňmi (ako je borovica, kaktusy atď.) funguje čerpadlo elektrostatického výparníka pri akejkoľvek teplote životné prostredie, pretože ihly sústreďujú maximálnu intenzitu prirodzeného elektrického potenciálu na špičkách týchto ihiel. Preto súčasne s elektrostatickým a iónovým pohybom živných vodných roztokov cez ich kapiláry sa aj intenzívne štiepia a efektívne emitujú (injektujú, vystreľujú do atmosféry z týchto prírodných zariadení z ich prirodzených ihličkovitých prírodných elektród-ozonizátorov molekúl vlhkosti, úspešne prenos molekúl vodných roztokov na plyny Preto práca týchto prírodných elektrostatických a iónových čerpadiel vodných nemrznúcich roztokov prebieha tak v suchu, ako aj v chlade.

d) Moje pozorovania a elektrofyzikálne pokusy s rastlinami.

Dlhoročným pozorovaním rastlín v ich prirodzenom prostredí a pokusmi s rastlinami v prostredí umiestnenom v umelom elektrickom poli som komplexne preskúmal tento účinný mechanizmus prirodzeného čerpadla a výparníka vlhkosti. Odhalili sa aj závislosti intenzity pohybu prírodných štiav po stonke rastlín od parametrov elektrického poľa a typu kapilár a elektród. Rast rastlín v experimentoch výrazne vzrástol s niekoľkonásobným zvýšením tohto potenciálu, pretože sa zvýšila produktivita jej prirodzenej elektrostatickej a iónovej pumpy. Ešte v roku 1988 som opísal svoje pozorovania a pokusy s rastlinami vo svojom populárno-náučnom článku „Rastliny sú prirodzené iónové pumpy“ /1/.

e) Od rastlín sa učíme vytvárať dokonalú techniku čerpadiel – výparníkov. Je celkom jasné, že táto prirodzená energeticky dokonalá technológia je celkom použiteľná v technike premeny kvapalín na palivové plyny. A vytvoril som také experimentálne inštalácie holónového elektrokapilárneho odparovania kvapalín (obr. 1-3) v podobe elektrických čerpadiel stromov.

POPIS NAJJEDNODUCHŠEJ EXPERIMENTÁLNEJ INŠTALÁCIE ELEKTROKAPILÁRNEHO ČERPADLA - KVAPALINÉHO VÝPARNÍKA

Najjednoduchšie fungujúce zariadenie na experimentálnu realizáciu efektu vysokonapäťovej kapilárnej elektroosmózy na „studené“ vyparovanie a disociáciu molekúl vody je na obr.1. Najjednoduchšie zariadenie (obr. 1) na realizáciu navrhovaného spôsobu výroby horľavého plynu pozostáva z dielektrickej nádoby 1, do ktorej sa naleje kvapalina 2 (emulzia voda-palivo resp. obyčajná voda), z jemne pórovitého kapilárneho materiálu, napríklad vláknitého knôtu 3, ponoreného do tejto kvapaliny a vopred v nej navlhčeného, z horného výparníka 4 vo forme kapilárnej odparovacej plochy s premenlivou plochou v tvare nepreniknuteľnú clonu (nie je znázornená na obr. 1). Súčasťou tohto zariadenia sú aj vysokonapäťové elektródy 5, 5-1, elektricky spojené s protiľahlými svorkami vysokonapäťového regulovaného zdroja elektrického poľa s konštantným znamienkom 6, pričom jedna z elektród 5 je vyrobená vo forme doska s perforovanou ihlou a je umiestnená pohyblivo nad výparníkom 4, napríklad paralelne s ním vo vzdialenosti dostatočnej na to, aby sa zabránilo elektrickému prerušeniu na navlhčenom knôte 3, mechanicky pripojenom k výparníku 4.

Ďalšia vysokonapäťová elektróda (5-1), elektricky pripojená na vstupe, napríklad ku svorke „+“ zdroja poľa 6, je svojim výstupom mechanicky a elektricky spojená so spodným koncom porézneho materiálu, tzv. knôt 3, takmer na dne nádoby 1. Pre spoľahlivú elektrickú izoláciu je elektróda chránená od tela nádoby 1 priechodným elektrickým izolátorom 5-2. Všimnite si, že vektor elektrického poľa aplikovaný na knôt 3 blok 6 je nasmerovaný pozdĺž osi knôtového odparovača 3. Zariadenie je doplnené aj o prefabrikovaný rozdeľovač plynu 7. V podstate zariadenie obsahujúce bloky 3, 4, 5, 6 je kombinované zariadenie elektroosmotického čerpadla a elektrostatický výparník kvapaliny 2 z nádrže 1. Blok 6 umožňuje nastaviť intenzitu elektrického poľa konštantného znamienka ("+", - ") od 0 do 30 kV/cm. Elektróda 5 je vyrobená perforovaná alebo porézna, aby umožnila generovanej pare prejsť cez ňu. Zariadenie (obr. 1) poskytuje aj technickú možnosť zmeny vzdialenosti a polohy elektródy 5 vzhľadom k povrchu výparníka 4. V zásade na vytvorenie požadovanej intenzity elektrického poľa namiesto elektrického bloku 6 resp. elektródy 5, možno použiť polymérne monoelektrety /13/. V tejto bezprúdovej verzii zariadenia na generátor vodíka sú jeho elektródy 5 a 5-1 vyrobené vo forme monoelektriet s opačnými elektrickými znakmi. Potom v prípade použitia takýchto elektródových zariadení 5 a ich umiestnenia, ako je vysvetlené vyššie, nie je vôbec potrebná špeciálna elektrická jednotka 6.

POPIS FUNGOVANIA JEDNODUCHÉHO ELEKTROKAPILÁRNEHO ČERPADLA-VYPARÁTORA (OBR. 1)

Prvé experimenty elektrokapilárnej disociácie kvapalín sa uskutočnili s použitím kvapalín ako obyčajná voda a jeho rôzne roztoky a emulzie voda-palivo rôznych koncentrácií. A vo všetkých týchto prípadoch sa podarilo získať palivové plyny. Je pravda, že tieto plyny sa veľmi líšili zložením a tepelnou kapacitou.

Prvýkrát som pozoroval nový elektrofyzikálny efekt „studeného“ vyparovania kvapaliny bez akejkoľvek spotreby energie pri pôsobení elektrického poľa v jednoduchom zariadení (obr. 1)

a) Popis prvého jednoduchého experimentálneho nastavenia.

Experiment prebieha nasledovne: najprv sa do nádoby 1 naleje zmes vody a paliva (emulzia) 2, knôt 3 a porézny výparník 4 sa vopred navlhčia od okrajov kapilár (knôt 3). -výparník 4) zdroj elektrického poľa je pripojený cez elektródy 5-1 a 5 a lamelárna perforovaná elektróda 5 je umiestnená nad povrchom výparníka 4 vo vzdialenosti dostatočnej na to, aby sa zabránilo elektrickému prierazu medzi elektródami 5 a 5-1 .

b) Ako zariadenie funguje

Výsledkom je, že pozdĺž kapilár knôtu 3 a výparníka 4 sa pôsobením elektrostatických síl pozdĺžneho elektrického poľa dipólovo polarizované molekuly kvapaliny pohybovali z nádoby smerom k opačnému elektrickému potenciálu elektródy 5 (elektroosmóza) , sú týmito elektrickými silami poľa odtrhnuté od povrchu výparníka 4 a premenia sa na viditeľnú hmlu, t.j. kvapalina prechádza do ďalšieho stavu agregácie pri minimálnej spotrebe energie zdroja elektrického poľa (6) a pozdĺž nich začína elektroosmotický vzostup tejto kvapaliny. V procese separácie a kolízie medzi molekulami odparenej kvapaliny so vzduchom a molekulami ozónu, elektrónov v ionizačnej zóne medzi výparníkom 4 a hornou elektródou 5, dochádza k čiastočnej disociácii za vzniku horľavého plynu. Ďalej tento plyn vstupuje cez zberač 7 plynu napríklad do spaľovacích komôr motora motorového vozidla.

C) Niektoré výsledky kvantitatívnych meraní

Zloženie tohto horľavého palivového plynu zahŕňa molekuly vodíka (H2) -35%, kyslík (O2) -35% molekúl vody - (20%) a zvyšných 10% tvoria molekuly nečistôt iných plynov, organické molekuly paliva atď. Experimentálne sa ukázalo, že intenzita procesu vyparovania a disociácie molekúl jeho pár sa mení od zmeny vzdialenosti elektródy 5 od výparníka 4, od zmeny plochy výparníka, od typu kvapaliny, kvality kapilárneho materiálu knôtu 3 a výparníka 4 a parametrov elektrického poľa zo zdroja 6 (napätie, výkon). Merala sa teplota vykurovacieho plynu a intenzita jeho tvorby (prietokomer). A výkon zariadenia v závislosti od konštrukčných parametrov. Zahriatím a meraním kontrolného objemu vody pri spaľovaní určitého objemu tohto vykurovacieho plynu bola vypočítaná tepelná kapacita výsledného plynu v závislosti od zmeny parametrov experimentálneho nastavenia.

ZJEDNODUŠENÉ VYSVETLENIE PROCESOV A ÚČINKOV NÁJDENÝCH V EXPERIMENTOCH PRI MOJOM PRVOM NASTAVENÍ

Už moje prvé experimenty na tejto najjednoduchšej inštalácii v roku 1986 ukázali, že „studená“ vodná hmla (plyn) vzniká z kvapaliny (vody) v kapilárach pri vysokonapäťovej elektroosmóze bez akejkoľvek viditeľnej spotreby energie, a to len s využitím potenciálnej energie. elektrického poľa. Tento záver je zrejmý, pretože v priebehu experimentov elektriny spotreba poľného zdroja bola rovnaká a rovnala sa prúdu zdroja naprázdno. Navyše sa tento prúd vôbec nezmenil, bez ohľadu na to, či sa kvapalina odparila alebo nie. Ale v mojich experimentoch „studeného“ vyparovania a disociácie vody a vodných roztokov na palivové plyny opísaných nižšie nie je žiadny zázrak. Práve sa mi podarilo vidieť a pochopiť podobný proces odohrávajúci sa v samotnej Živej prírode. A bolo ho možné v praxi veľmi užitočne využiť na efektívne „studené“ odparovanie vody a výrobu vykurovacieho plynu z nej.

Experimenty ukazujú, že za 10 minút pri priemere kapilárneho valca 10 cm kapilárna elektrosmóza odparila dostatočne veľký objem vody (1 liter) bez akejkoľvek spotreby energie. Pretože vstupná elektrická energia spotrebovaná (10 wattov). Zdroj elektrického poľa použitý v experimentoch - vysokonapäťový menič napätia (20 kV) je nezmenený z režimu jeho činnosti. Experimentálne sa zistilo, že všetka táto mizivá energia spotrebovaná zo siete v porovnaní s energiou vyparovania kvapaliny bola vynaložená práve na vytvorenie elektrického poľa. A tento výkon sa nezvýšil počas kapilárneho odparovania kvapaliny v dôsledku činnosti iónových a polarizačných púmp. Preto je efekt studeného odparovania kvapaliny úžasný. Koniec koncov, deje sa to úplne bez viditeľných nákladov na energiu!

Niekedy bol viditeľný prúd vodného plynu (pary), najmä na začiatku procesu. So zrýchlením sa odtrhla od okraja kapilár. Pohyb a odparovanie kvapaliny je podľa mňa vysvetlené práve tým, že sa v kapiláre pri pôsobení elektrického poľa obrovských elektrostatických síl a obrovského elektroosmotického tlaku na stĺpec polarizovanej vody (kvapaliny) v každej kapiláre. Ktoré sú hnacia sila roztoku cez kapiláry.

Experimenty dokazujú, že v každej z kapilár s kvapalinou pri pôsobení elektrického poľa pracuje výkonná bezprúdová elektrostatická a zároveň iónová pumpa, ktorá zdvihne stĺpec polarizovaného a čiastočne ionizovaného poľa v kapiláre s veľkosťou mikrónu. -priemer stĺpca kvapaliny (vody) z jedného potenciálu elektrického poľa aplikovaného na samotnú kvapalinu a spodný koniec kapiláry do opačného elektrického potenciálu, umiestnený s medzerou vzhľadom na opačný koniec tejto kapiláry. Výsledkom je, že takáto elektrostatická, iónová pumpa intenzívne ruší medzimolekulové väzby vody, aktívne posúva polarizované molekuly vody a ich radikály pozdĺž kapiláry tlakom a potom tieto molekuly spolu s rozbitými elektricky nabitými radikálmi molekúl vody vstrekuje von. kapilárou k opačnému potenciálu elektrického poľa. Experimenty ukazujú, že súčasne so vstrekovaním molekúl z kapilár dochádza aj k čiastočnej disociácii (prasknutiu) molekúl vody. A čím viac, tým vyššia je intenzita elektrického poľa. Vo všetkých týchto zložitých a súčasne prebiehajúcich procesoch kapilárnej elektroosmózy kvapaliny sa využíva potenciálna energia elektrického poľa.

Pretože proces takejto premeny kvapaliny na vodnú hmlu a vodný plyn prebieha analogicky s rastlinami, bez dodávky energie a nie je sprevádzaný ohrevom vody a vodného plynu. Preto som tento prirodzený a potom technický proces elektroosmózy kvapalín nazval – „studené“ vyparovanie. V experimentoch dochádza k premene vodnej kvapaliny na studenú plynnú fázu (hmlu) rýchlo a bez akejkoľvek viditeľnej spotreby energie. Zároveň na výstupe z kapilár, molekuly plynu voda je roztrhnutá elektrostatickými silami elektrického poľa na H2 a O2. Keďže tento proces fázovej premeny kvapalnej vody na vodnú hmlu (plyn) a disociácia molekúl vody prebieha v experimente bez viditeľného výdaja energie (tepla a triviálnej elektriny), pravdepodobne sa spotrebuje potenciálna energia elektrického poľa. nejakým spôsobom.

SÚHRN SEKCIE

Napriek tomu, že energia tohto procesu stále nie je úplne jasná, je stále celkom jasné, že „studené vyparovanie“ a disociácia vody sa uskutočňuje potenciálnou energiou elektrického poľa. Presnejšie povedané, viditeľný proces vyparovania a štiepenia vody na H2 a O2 počas kapilárnej elektroosmózy je vykonávaný práve silnými elektrostatickými Coulombovými silami tohto silného elektrického poľa. V princípe taká nezvyčajná elektroosmotická pumpa-výparník-rozdeľovač molekúl kvapaliny je príkladom perpetum mobile druhého druhu. Vysokonapäťová kapilárna elektroosmóza vodnej kvapaliny teda poskytuje prostredníctvom využitia potenciálnej energie elektrického poľa skutočne intenzívne a energeticky úsporné odparovanie a štiepenie molekúl vody na vykurovací plyn (H2, O2, H2O).

FYZIKÁLNA PODSTATA KAPILÁRNEJ ELEKTROZMÓZY KVAPALIN

Zatiaľ jeho teória ešte nebola vypracovaná, ale je len v plienkach. A autor dúfa, že táto publikácia pritiahne pozornosť teoretikov a praktikov a pomôže vytvoriť silný tvorivý tím rovnako zmýšľajúcich ľudí. Už teraz je však zrejmé, že napriek relatívnej jednoduchosti technickej implementácie samotnej technológie je skutočná fyzika a energetika procesov pri realizácii tohto efektu stále veľmi zložitá a nie úplne pochopená. Zaznamenávame ich hlavné charakteristické vlastnosti:

A) Súčasný výskyt viacerých elektrofyzikálnych procesov v kvapalinách v elektrokapiláre

Pretože počas kapilárneho elektrosmotického vyparovania a disociácie kvapalín prebieha súčasne a postupne mnoho rôznych elektrochemických, elektrofyzikálnych, elektromechanických a iných procesov, najmä keď sa vodný roztok pohybuje pozdĺž kapilárnej injekcie molekúl od okraja kapiláry v smere elektrické pole.

B) energetický jav „studeného“ vyparovania kvapaliny

Zjednodušene povedané, fyzikálnou podstatou nového efektu a novej technológie je premena potenciálnej energie elektrického poľa na kinetickú energiu pohybu kvapalných molekúl a štruktúr cez kapiláru a mimo nej. Zároveň sa v procese odparovania a disociácie kvapaliny vôbec nespotrebúva elektrický prúd, pretože nejakým nepochopiteľným spôsobom sa spotrebúva potenciálna energia elektrického poľa. Je to elektrické pole v kapilárnej elektroosmóze, ktoré spúšťa a udržiava výskyt a súčasné prúdenie v kvapaline v procese premeny jej frakcií a agregovaných stavov na zariadenie mnohých priaznivých účinkov premeny molekulárnych štruktúr a molekúl kvapaliny naraz na horľavý plyn. . Totiž: vysokonapäťová kapilárna elektroosmóza súčasne zabezpečuje silnú polarizáciu molekúl vody a jej štruktúr so súčasným čiastočným porušením medzimolekulových väzieb vody v elektrifikovanej kapiláre, fragmentáciou polarizovaných molekúl vody a zhlukov na nabité radikály v samotnej kapiláre pomocou potenciálu energie elektrického poľa. Rovnaká potenciálna energia poľa intenzívne spúšťa mechanizmy tvorby a pohybu cez kapiláry zoradené „v radoch“ navzájom elektricky spojené do reťazcov molekúl polarizovanej vody a ich formácií (elektrostatická pumpa), činnosť iónovej pumpy s vytvorenie obrovského elektroosmotického tlaku na stĺpec kvapaliny pre zrýchlený pohyb po kapiláre a konečný vstrek z kapiláry neúplných molekúl a zhlukov kvapaliny (vody) už čiastočne rozbitej poľom (rozštiepenej na radikály). Preto sa na výstupe aj toho najjednoduchšieho kapilárneho elektroosmózneho zariadenia už získava horľavý plyn (presnejšie zmes plynov H2, O2 a H2O).

C) Použiteľnosť a vlastnosti činnosti striedavého elektrického poľa

Ale pre úplnejšiu disociáciu molekúl vody na palivový plyn je potrebné prinútiť prežívajúce molekuly vody, aby sa navzájom zrazili a rozbili sa na molekuly H2 a O2 v dodatočnom priečnom striedavom poli (obr. 2). Pre zvýšenie intenzifikácie procesu odparovania a disociácie vody (akejkoľvek organickej kvapaliny) na vykurovací plyn je preto lepšie použiť dva zdroje elektrického poľa (obr. 2). V nich sa na odparovanie vody (kvapaliny) a na výrobu vykurovacieho plynu využíva potenciálna energia silného elektrického poľa (s intenzitou najmenej 1 kV / cm) oddelene: najprv sa použije prvé elektrické pole. slúži na prenos molekúl tvoriacich kvapalinu zo sedavého kvapalného stavu elektroosmózou cez kapiláry do plynného skupenstva (získa sa studený plyn) z kvapaliny s čiastočným štiepením molekúl vody a následne v druhom stupni energie používa sa druhé elektrické pole, konkrétnejšie sa používajú silné elektrostatické sily na zosilnenie oscilačného rezonančného procesu „zrážky-odpudzovania“ elektrifikovaných molekúl vody vo forme vodného plynu medzi sebou na úplné roztrhnutie molekúl kvapaliny a vytvorenie horľavých látok. molekuly plynu.

D) Kontrolovateľnosť procesov disociácie kvapalín v novej technológii

Úprava intenzity tvorby vodnej hmly (intenzita studeného vyparovania) sa dosiahne zmenou parametrov elektrického poľa smerovaného pozdĺž kapilárneho výparníka a (alebo) zmenou vzdialenosti medzi vonkajším povrchom kapilárneho materiálu a urýchľovacou elektródou, ktorá vytvára elektrické pole v kapilárach. Regulácia produktivity výroby vodíka z vody sa uskutočňuje zmenou (reguláciou) veľkosti a tvaru elektrického poľa, plochy a priemeru kapilár, zmenou zloženia a vlastností vody. Tieto podmienky pre optimálnu disociáciu kvapaliny sú rôzne v závislosti od typu kvapaliny, od vlastností kapilár a od parametrov poľa a sú diktované požadovanou produktivitou procesu disociácie konkrétnej kvapaliny. Experimenty ukazujú, že najefektívnejšia produkcia H2 z vody sa dosiahne, keď sa molekuly vodnej hmly získanej elektroosmózou rozdelia druhým elektrickým poľom, ktorého racionálne parametre boli vybrané najmä experimentálne. Predovšetkým sa ukázalo ako účelné vyrobiť konečné štiepenie molekúl vodnej hmly presne pulzným znamienkovo konštantným elektrickým poľom s vektorom poľa kolmým na vektor prvého poľa použitého vo vodnej elektroosmóze. Vplyv elektrických polí na kvapalinu v procese jej premeny na hmlu a ďalej v procese štiepenia molekúl kvapaliny sa môže vykonávať súčasne alebo striedavo.

SÚHRN SEKCIE

Vďaka týmto popísaným mechanizmom pri kombinovanej elektroosmóze a pôsobení dvoch elektrických polí na kvapalinu (vodu) v kapiláre je možné dosiahnuť maximálnu produktivitu procesu získavania horľavého plynu a prakticky eliminovať náklady na elektrickú a tepelnú energiu. pri získavaní tohto plynu z vody z akýchkoľvek kvapalín typu voda-palivo. Táto technológia je v princípe použiteľná na výrobu vykurovacieho plynu z akéhokoľvek kvapalného paliva alebo jeho vodných emulzií.

Ďalšie všeobecné aspekty implementácie novej technológie užitočné pri jej implementácii.

a) Predaktivácia vody (kvapaliny)

Na zvýšenie intenzity tvorby vykurovacieho plynu je vhodné najskôr aktivovať kvapalinu (vodu) (predohrev, jej predbežné rozdelenie na kyslé a zásadité frakcie, elektrifikácia a polarizácia atď.). Predbežná elektroaktivácia vody (a prípadnej vodnej emulzie) s jej separáciou na kyslé a zásadité frakcie sa uskutočňuje čiastočnou elektrolýzou pomocou prídavných elektród umiestnených v špeciálnych polopriepustných membránach na ich následné oddelené odparovanie (obr. 3).

V prípade predbežnej separácie pôvodne chemicky neutrálnej vody na chemicky aktívne (kyslé a alkalické) frakcie je implementácia technológie na získavanie horľavého plynu z vody možná aj pri mínusových teplotách (do -30 stupňov Celzia), ktoré je veľmi dôležité a užitočné v zime pre vozidlá. Pretože takáto „frakčná“ elektroaktivovaná voda počas mrazov vôbec nezamŕza. To znamená, že zariadenie na výrobu vodíka z takto aktivovanej vody bude schopné fungovať aj pri mínusových teplotách okolia a mrazu.

b) Zdroje elektrického poľa

Ako zdroj elektrického poľa na implementáciu tejto technológie možno použiť rôzne zariadenia. Napríklad ako známe magnetoelektronické vysokonapäťové jednosmerné a impulzné meniče napätia, elektrostatické generátory, rôzne násobiče napätia, vopred nabité vysokonapäťové kondenzátory, ale aj všeobecne úplne bezprúdové zdroje elektrického poľa - dielektrické monoelektrety.

c) Adsorpcia vznikajúcich plynov

Vodík a kyslík v procese výroby horľavého plynu sa môžu akumulovať oddelene od seba umiestnením špeciálnych adsorbentov do prúdu horľavého plynu. Je celkom možné použiť túto metódu na disociáciu akejkoľvek emulzie voda-palivo.

d) Získavanie vykurovacieho plynu elektroosmózou z organického kvapalného odpadu

Táto technológia umožňuje efektívne využívať akékoľvek kvapalné organické roztoky (napríklad tekutý ľudský a živočíšny odpad) ako surovinu na výrobu vykurovacieho plynu. Akokoľvek paradoxne táto myšlienka znie, ale využitie organických roztokov na výrobu vykurovacieho plynu, najmä z tekutých fekálií, je z hľadiska spotreby energie a ekológie ešte výnosnejšie a jednoduchšie ako disociácia čistej vody, ktorá je technicky oveľa ťažšie sa rozkladajú na molekuly.

Okrem toho je takýto hybridný palivový plyn získaný zo skládky menej výbušný. Preto v skutočnosti táto nová technológia umožňuje efektívne premieňať akékoľvek organické kvapaliny (vrátane tekutého odpadu) na užitočný palivový plyn. Predložená technológia je teda tiež efektívne použiteľná na prospešné spracovanie a likvidáciu kvapalného organického odpadu.

ĎALŠIE TECHNICKÉ RIEŠENIA POPIS KONŠTRUKCIÍ A PRINCÍP ICH PREVÁDZKY

Navrhovaná technológia môže byť implementovaná pomocou rôznych zariadení. Najjednoduchšie zariadenie pre elektroosmotický generátor vykurovacieho plynu z kvapalín už bolo znázornené a opísané v texte a na obr. Niektoré ďalšie pokročilejšie verzie týchto zariadení, testované autorom experimentálne, sú v zjednodušenej forme prezentované na obr. 2-3. Jeden z jednoduchých variantov kombinovaného spôsobu získavania horľavého plynu zo zmesi vody a paliva alebo vody je možné realizovať v zariadení (obr. 2), ktoré v podstate pozostáva z kombinácie zariadenia (obr. 1) s prídavným zariadenie obsahujúce ploché priečne elektródy 8.8-1 napojené na zdroj silného striedavého elektrického poľa 9.

Na obrázku 2 je tiež podrobnejšie znázornená funkčná štruktúra a zloženie zdroja 9 druhého (striedavého) elektrického poľa, konkrétne je znázornené, že pozostáva z primárneho zdroja elektriny 14 pripojeného cez príkon k druhému v. menič napätia 15 s nastaviteľnou frekvenciou a amplitúdou (blok 15 môže byť vyrobený vo forme indukčno-tranzistorového obvodu, ako je Royerov samooscilátor) pripojený na výstupe k plochým elektródam 8 a 8-1. Zariadenie je tiež vybavené tepelným ohrievačom 10, umiestneným napríklad pod dnom nádrže 1. Na vozidlách to môže byť horúce výfukové potrubie, bočné steny samotnej skrine motora.

V blokovej schéme (obr. 2) sú zdroje elektrického poľa 6 a 9 podrobnejšie dešifrované. Predovšetkým sa teda ukazuje, že zdroj 6 konštantného znamienka, ale regulovaný veľkosťou elektrického poľa, pozostáva z primárneho zdroja elektriny 11, napríklad z palubnej batérie pripojenej cez primárny napájací obvod. k vysokonapäťovému meniču 12 nastaviteľného napätia, napríklad typu Royerovho autogenerátora, so vstavaným výstupným vysokonapäťovým usmerňovačom (zahrnutým v bloku 12) pripojeným na výstupe k vysokonapäťovým elektródam 5 a meničom výkonu 12 je pripojený cez riadiaci vstup k riadiacemu systému 13, ktorý umožňuje ovládať prevádzkový režim tohto zdroja elektrického poľa, konkrétnejšie výkon blokov 3, 4, 5, 6 spolu tvoria kombinované zariadenie elektroosmotického čerpadlo a elektrostatický kvapalinový odparovač. Blok 6 umožňuje nastaviť intenzitu elektrického poľa od 1 kV/cm do 30 kV/cm. Zariadenie (obr. 2) tiež poskytuje technickú možnosť zmeny vzdialenosti a polohy doskovej sieťky alebo poréznej elektródy 5 voči výparníku 4, ako aj vzdialenosti medzi plochými elektródami 8 a 8-1. Popis hybridného kombinovaného zariadenia v statike (obr. 3)

Toto zariadenie, na rozdiel od vyššie vysvetlených, je doplnené o elektrochemický kvapalný aktivátor, dva páry elektród 5.5-1. Zariadenie obsahuje nádobu 1 s kvapalinou 2, napríklad vodou, dva porézne kapilárne knôty 3 s výparníkmi 4, dva páry elektród 5,5-1. Zdroj elektrického poľa 6, ktorého elektrické potenciály sú spojené s elektródami 5.5-1. Zariadenie obsahuje aj plynové zberné potrubie 7, separačnú filtračnú bariéru-membránu 19, rozdeľujúcu nádobu 1 na dve časti. Zariadenia tiež spočívajú v tom, že elektrické potenciály opačného znamienka z vysokonapäťového zdroja 6 sú pripojené na horné dve elektródy 5 kvôli opačným elektrochemickým vlastnostiam kvapaliny oddelené membránou 19. Popis činnosti prístrojov (obr. 1-3)

PREVÁDZKA KOMBINOVANÝCH GENERÁTOROV PALIVA PLYNU

Uvažujme podrobnejšie o implementácii navrhovanej metódy na príklade jednoduchých zariadení (obr. 2-3).

Zariadenie (obr. 2) funguje nasledovne: odparovanie kvapaliny 2 z nádrže 1 sa uskutočňuje hlavne tepelným ohrevom kvapaliny z jednotky 10, napríklad s využitím významnej tepelnej energie z výfukového potrubia motora vozidla. Disociácia molekúl odparenej kvapaliny, napríklad vody, na molekuly vodíka a kyslíka sa uskutočňuje silovým pôsobením na ne striedavým elektrickým poľom z vysokonapäťového zdroja 9 v medzere medzi dvoma plochými elektródami 8 a 8. -1. Kapilárny knôt 3, výparník 4, elektródy 5.5-1 a zdroj elektrického poľa 6, ako už bolo opísané vyššie, premieňajú kvapalinu na paru a ďalšie prvky spolu zabezpečujú elektrickú disociáciu molekúl odparenej kvapaliny 2 v medzere medzi elektródami 8.8. -1 pôsobením striedavého elektrického poľa zo zdroja 9 a zmenou frekvencie kmitov a sily elektrického poľa v medzere medzi 8,8-1 pozdĺž obvodu 16 riadiaceho systému, berúc do úvahy informácie zo zloženia plynu. senzor, intenzitu kolízie a drvenia týchto molekúl (t.j. stupeň disociácie molekúl). Reguláciou intenzity pozdĺžneho elektrického poľa medzi elektródami 5.5-1 z jednotky 12 meniča napätia prostredníctvom jej riadiaceho systému 13 sa dosiahne zmena výkonu mechanizmu 2 na zdvíhanie a odparovanie kvapaliny.

Zariadenie (obr. 3) funguje nasledovne: najprv sa kvapalina (voda) 2 v nádrži 1 pod vplyvom rozdielu elektrických potenciálov zo zdroja 17 napätia privedeného na elektródy 18 rozdelí cez porézny membrána 19 na "živé" - alkalické a "mŕtve" - kyslé frakcie kvapaliny (vody), ktoré sa následne elektroosmózou premenia do parného stavu a rozdrvia jej mobilné molekuly striedavým elektrickým poľom z bloku 9 v priestore medzi ploché elektródy 8.8-1, kým sa nevytvorí horľavý plyn. V prípade výroby elektród 5,8 pórovitých zo špeciálnych adsorbentov je možné v nich akumulovať, akumulovať zásoby vodíka a kyslíka. Potom je možné vykonať opačný proces uvoľňovania týchto plynov z nich, napríklad ich zahriatím a v tomto režime je vhodné umiestniť tieto elektródy priamo do palivovej nádrže, spojené napríklad s palivovým drôtom vozidiel. Poznamenávame tiež, že elektródy 5, 8 môžu tiež slúžiť ako adsorbenty pre jednotlivé zložky horľavého plynu, napríklad vodíka. Materiál takýchto poréznych pevných vodíkových adsorbentov už bol opísaný vo vedeckej a technickej literatúre.

PRACOVNOSŤ METÓDY A POZITÍVNY ÚČINOK Z JEJ IMPLEMENTÁCIE

Účinnosť metódy som už dokázala mnohými experimentálnymi experimentmi. A konštrukcie zariadenia uvedené v článku (Obr. 1-3) sú prevádzkové modely, na ktorých boli vykonané experimenty. Na preukázanie efektu získavania horľavého plynu sme ho zapálili na výstupe zo zberača plynu (7) a merali tepelné a environmentálne charakteristiky spaľovacieho procesu. Existujú protokoly o skúškach, ktoré potvrdzujú prevádzkyschopnosť metódy a vysoké environmentálne vlastnosti výsledného plynného paliva a výfukových plynných produktov jeho spaľovania. Experimenty ukázali, že nová elektroosmotická metóda disociácie kvapalín je účinná a vhodná na studené odparovanie a disociáciu v elektrických poliach veľmi odlišných kvapalín (zmesy vody a paliva, voda, vodné ionizované roztoky, emulzie voda-olej a dokonca aj vodné roztoky fekálny organický odpad, ktorý, Mimochodom, po ich molekulárnej disociácii pozdĺž túto metódu tvoria účinný ekologicky nezávadný horľavý plyn prakticky bez zápachu a farby.

Hlavným pozitívnym efektom vynálezu je mnohonásobné zníženie nákladov na energiu (tepelnú, elektrickú) na implementáciu mechanizmu vyparovania a molekulárnej disociácie kvapalín v porovnaní so všetkými známymi analogickými metódami.

Prudké zníženie spotreby energie pri získavaní horľavého plynu z kvapaliny, napríklad emulzie voda-palivo, odparovaním elektrického poľa a rozdrvením jeho molekúl na molekuly plynu, sa dosiahne vďaka silným elektrickým silám elektrického poľa na molekuly. ako v samotnej kvapaline, tak aj na odparených molekulách. V dôsledku toho sa proces odparovania kvapaliny a proces fragmentácie jej molekúl v parnom stave prudko zintenzívni takmer pri minimálnom výkone zdrojov elektrického poľa. Prirodzene, reguláciou sily týchto polí v pracovnej zóne vyparovania a disociácie molekúl kvapaliny, či už elektricky alebo pohybom elektród 5, 8, 8-1, sa silová interakcia polí s molekulami kvapaliny mení, čo vedie k regulácii produktivity vyparovania a stupňa disociácie odparovaných molekúl.kvapalín. Experimentálne bola preukázaná aj účinnosť a vysoká účinnosť disociácie odparenej pary priečnym striedavým elektrickým poľom v medzere medzi elektródami 8, 8-1 zo zdroja 9 (obr. 2, 3, 4). Zistilo sa, že pre každú kvapalinu v jej odparenom stave existuje určitá frekvencia elektrických oscilácií daného poľa a jeho sila, pri ktorej dochádza k procesu štiepenia molekúl kvapaliny najintenzívnejšie. Experimentálne sa tiež zistilo, že dodatočná elektrochemická aktivácia kvapaliny, napríklad obyčajnej vody, ktorá je jej čiastočnou elektrolýzou, sa vykonáva v zariadení (obr. 3) a tiež zvyšuje výkon iónovej pumpy (knôt 3-zrýchľujúci elektródou 5) a zvýšiť intenzitu elektroosmotického vyparovania kvapaliny . Tepelný ohrev kvapaliny napríklad teplom výfukových horúcich plynov dopravných motorov (obr. 2) prispieva k jej vyparovaniu, čo vedie aj k zvýšeniu produktivity výroby vodíka z vody a horľavého palivového plynu z akékoľvek emulzie voda-palivo.

KOMERČNÉ ASPEKTY IMPLEMENTÁCIE TECHNOLÓGIE

VÝHODA ELEKTROOSMOTICKEJ TECHNOLÓGIE V POROVNANÍ S ELEKTROTECHNOLÓGIOU MEYER

V porovnaní so známou a najlacnejšou progresívnou elektrickou technológiou Stanleyho Meyera na získavanie palivového plynu z vody (a Mayerovho článku) /6/ je naša technológia pokročilejšia a produktívnejšia, pretože využívame elektroosmotický efekt odparovania a disociácie. kvapaliny v kombinácii s mechanizmom elektrostatickej a iónovej pumpy zabezpečuje nielen intenzívne odparovanie a disociáciu kvapaliny s minimálnou a rovnakou spotrebou energie, ale aj efektívnu separáciu molekúl plynu z disociačnej zóny a so zrýchlením z horného okraja kapilár. Preto v našom prípade neexistuje žiadny skríningový efekt pre pracovnú zónu elektrickej disociácie molekúl. A proces výroby vykurovacieho plynu sa v čase nespomalí, ako v Mayerovom. Preto je produktivita plynu našej metódy pri rovnakej spotrebe energie rádovo vyššia ako u tohto progresívneho analógu /6/.

Niektoré technické a ekonomické aspekty a komerčné výhody a perspektívy implementácie novej technológie Navrhovaná nová technológia môže byť v krátkom čase prenesená do sériovej výroby takýchto vysoko účinných elektroosmotických generátorov palivového plynu prakticky z akejkoľvek kvapaliny, vrátane vodovodnej vody. Obzvlášť jednoduché a ekonomicky výhodné je v prvej fáze zvládnutia technológie implementovať možnosť zariadenia na premenu emulzií voda-palivo na vykurovací plyn. Náklady na sériový závod na výrobu vykurovacieho plynu z vody s kapacitou asi 1000 m³/h budú približne 1 000 USD. Spotrebovaný elektrický výkon takéhoto palivového plynového elektrického generátora nebude väčší ako 50 - 100 wattov. Preto je možné takéto kompaktné a efektívne palivové elektrolyzéry úspešne nainštalovať na takmer každé vozidlo. Výsledkom je, že tepelné motory budú schopné poháňať prakticky akúkoľvek uhľovodíkovú kvapalinu a dokonca aj obyčajnú vodu. Hromadné zavedenie týchto zariadení do vozidiel povedie k prudkému energetickému a ekologickému zlepšeniu vozidiel. A viesť k rýchla tvorba ekologický a ekonomický tepelný motor. Odhadované finančné náklady na vývoj, vytvorenie a doladenie štúdie prvého pilotného závodu na výrobu vykurovacieho plynu z vody s kapacitou 100 m³ za sekundu na pilotnú priemyselnú vzorku sú približne 450-500 tisíc USD . Tieto náklady zahŕňajú náklady na dizajn a výskum, náklady na samotné nastavenie experimentu a stojan na jeho testovanie a zdokonaľovanie.

ZÁVERY:

V Rusku bol objavený a experimentálne študovaný nový elektrofyzikálny efekt kapilárnej elektroosmózy kvapalín, „studený“ energeticky lacný mechanizmus na vyparovanie a disociáciu molekúl akýchkoľvek kvapalín.

Tento efekt existuje v prírode nezávisle a je hlavným mechanizmom elektrostatickej a iónovej pumpy na čerpanie živných roztokov (štiav) z koreňov do listov všetkých rastlín s následným elektrostatickým splyňovaním.

Experimentálne bola objavená a študovaná nová účinná metóda na disociáciu akejkoľvek kvapaliny oslabením a rozbitím jej medzimolekulových a molekulárnych väzieb vysokonapäťovou kapilárnou elektroosmózou.

Na základe nového efektu bola vytvorená a otestovaná nová vysoko efektívna technológia na výrobu palivových plynov z akýchkoľvek kvapalín.

Na energeticky efektívnu výrobu vykurovacích plynov z vody a jej zlúčenín sú navrhnuté špecifické zariadenia.

Technológia je použiteľná pre efektívnu výrobu vykurovacieho plynu z akýchkoľvek kvapalných palív a emulzií voda-palivo, vrátane kvapalných odpadov.

Táto technológia je perspektívna najmä pre použitie v doprave, energetike a iných odvetviach. A tiež v mestách na likvidáciu a prospešné využitie uhľovodíkového odpadu.

Autor má záujem o obchodnú a tvorivú spoluprácu s firmami, ktoré sú ochotné a schopné svojimi investíciami vytvárať potrebné podmienky pre autora, aby to priviedol do pilotných priemyselných návrhov a uviedol túto perspektívnu technológiu do praxe.

CITOVANÁ LITERATÚRA:

Dudyshev V.D. "Rastliny sú prirodzené iónové pumpy" - v časopise " Mladý technik» Číslo 1/88
Dudyshev V.D. "Nová elektrická požiarna technológia - efektívny spôsob riešenia energetických a environmentálnych problémov" - časopis "Ekológia a priemysel Ruska" č. 3 / 97
Tepelná výroba vodíka z vody "Chemická encyklopédia", v.1, M., 1988, str.401).
Elektrovodíkový generátor (medzinárodná prihláška podľa systému PCT -RU98/00190 zo dňa 7.10.97)
Generovanie voľnej energie rozkladom vody vo vysokoúčinnom elektrolytickom procese, Zborník "Nové nápady v prírodných vedách", 1996, St. Petersburg, s. 319-325, ed. "Vrchol".
U.S. Patent 4,936,961 Spôsob výroby palivového plynu.
US patent č.4,370,297 Spôsob a zariadenie na jadrové termochemické vyhnívanie vody.
US patent č.4,364,897 Viacstupňový chemický a radiačný proces na výrobu plynu.
Pat. US 4,362,690 Pyrochemické zariadenie na rozklad vody.
Pat. US 4 039 651 Termochemický proces s uzavretým cyklom, ktorý vyrába vodík a kyslík z vody.
Pat. US 4,013,781 Spôsob výroby vodíka a kyslíka z vody pomocou železa a chlóru.
Pat. US 3,963,830 Termolýza vody v kontakte so zeolitovými hmotami.
G. Lushcheikin „Polymérne elektrety“, M., „Chémia“, 1986
“Chemická encyklopédia”, v.1, M., 1988, časti “voda”, ( vodné roztoky a ich vlastnosti)

Dudyshev Valery Dmitrievich profesor zo Samary technická univerzita, doktor technických vied, akademik Ruskej ekologickej akadémie

Oblasť činnosti (technológie), do ktorej patrí opísaný vynález

Vynález sa týka techniky výroby vodíka z vody elektrolýzou a môže sa použiť ako jednotka na premenu tepelnej energie pri spaľovaní vodíka na mechanickú energiu.

PODROBNÝ OPIS VYNÁLEZU

Je známy pilotný experiment, ktorý uskutočnil experimentálny vedec Valery Dudyshev o disociácii vody v elektrickom poli na vodík a kyslík, v dôsledku čoho bola stanovená 1000% účinnosť z hľadiska nákladov na energiu (pozri). Tento experiment údajne odporuje, ak veríte svojim očiam, Zákonu zachovania energie, a preto môže byť zabudnutý, rovnako ako objav bieloruského vedca Sergeja Usherenka v roku 1974 o jeho „Usherenko Effect“, kde energia uvoľnená v cieli presahuje 10 2 10 4-násobok kinetickej energie častice zavedenej do cieľa (pozri). spoločný majetok z týchto procesov je, že v prvom prípade je elektrické pole, v druhom prípade piesok vnášaný do cudzích telies, kde sa uvoľňuje energia, stokrát väčšia ako energia patogénov.

Účelom vynálezu je rozšírenie technického a technologického

možnosti uplatnenia vyššie uvedených efektov.

Z vody a zariadenie na jeho realizáciu

Tento cieľ sa dosahuje tým, že voda je súčasne a v celom objeme ovplyvňovaná elektrickými a magnetickými poľami. Obrázok 2 ukazuje štruktúru molekuly vody. Uhol 104 stupňov a 27 minút medzi O-H väzby. Molekula vody je usporiadaná elektrickým poľom so silou E pozdĺž elektrického poľa s určitou silou, ktorá rozkladá časť vody na ióny vodíka a kyslíka. Voda sa nasýti plynmi, kapacita sa zvyšuje (kapacita kondenzátora klesá) a výkon rozkladu klesá, až kým sa nedosiahne rovnováha medzi tvorbou a odstránením iónov. Z analýzy je zrejmé, že prúdenie vonkajšieho prúdu vodou priamo neovplyvňuje proces jej rozkladu. Na zvýšenie produktivity rozkladu vody využívame magnetické pole s určitou silou H, ktorého vektor smeruje kolmo na vektor intenzity elektrického poľa E, pričom vektory pôsobia na molekulu vody súčasne a v rezonančnom režime s ohľadom na k hydrodynamickým osciláciám vody, ktoré v dôsledku Lorentzových síl vznikajú pri prietoku magnetickým poľom vody obsahujúcej ióny (pozri TSB, 2. vydanie, zväzok 19, článok „Kavitácia“; Onatskaya A.A., Muzalevskaya N.I. „Aktivovaná voda“, "Chémia-tradičná a netradičná", Leningrad, Vydavateľstvo Leningradskej univerzity, 1985, kapitola 8. magnetické pole). Súčasné pôsobenie polí a to aj v rezonančnom režime výrazne zvyšuje impulz sily a impulzný moment pôsobiaci na molekulu vody, navyše magnetické pole prispieva k najrýchlejšiemu odstráneniu iónov z pracovnej zóny rozkladu vody. , ktorý stabilizuje kapacitu. Obrázok 1 znázorňuje schému súčasného vyžarovania elektrických a magnetických polí na upravovaný objem vody. K žiareniu dochádza v dôsledku dvoch oscilačných obvodov L1S1 a L2S2 a kapacita prvého (druhého) a pridružená indukčnosť druhého (prvého) obvodu sa súčasne nabíjajú a vybíjajú pri danej frekvencii. K tomu je potrebné, aby napájacie napätie obvodov bolo fázovo posunuté o uhol 90 stupňov. Rovnaké podmienky sú potrebné aj vtedy, keď obvody pracujú v režime napäťovej rezonancie.

Rnrnrn rnrnrn rnrnrn

Obrázok 3 zobrazuje zariadenie na rozklad vody elektromagnetického poľa, ktorý obsahuje puzdro 1, kde sú umiestnené prvky C1-L2, C2-L1, C3-L4 IS4-L3, obvody C1-L1, C2-L2, C3-L3, C4-L4 pracujúce v napäťovej alebo prúdovej rezonancii režime a obvody C1-L1, C3-L3 pracujú pri napätí vo vzťahu k obvodom C2-L2, C4-L4, fázovo posunuté o uhol 90 stupňov. Medzi doskami kondenzátora a indukčnosťami sú dutiny 3 na úpravu vody spojené kanálmi 4 so vstupnými a výstupnými otvormi 2. Horné otvory 5 a spodné otvory 6 sú spojené s dutinami 3 a slúžia na odvádzanie plynov cez potenciálne mriežky (podmienečne neukázané).

Zariadenie na výrobu vodíka z vody funguje nasledovne

Pri pôsobení usmerneného impulzu vysokého napätia a naplnení dutín 3 cirkulujúcou ohriatou (napríklad solárne kolektory alebo výfukovou vodou vodíkových motorov) vodou sa v dutinách 3 rozkladá na vodíkové a kyslíkové ióny, ktoré pôsobením magnet. poli, pohybujú sa cez otvory 5, 6, sú neutralizované potenciálne siete a prepravované k spotrebiteľovi.

Navrhované technické riešenie umožňuje zvýšiť produktivitu, znížiť spotrebu energie na jednotku vyrobeného produktu a v dôsledku toho znížiť náklady na výrobu vodíka.

Nárokovať

1. Spôsob výroby vodíka z vody, vrátane úpravy vody súčasne elektrickými a magnetickými poľami na rozklad molekúl vody na kyslík a vodík pomocou dvojice oscilačných obvodov pozostávajúcich z vodného kondenzátora s izolovanými doskami, ktoré sú napájané vysokým -napäťovo usmernené napätie pulzného tvaru, indukčnosti a umiestnené medzi doskami kondenzátorov a indukčnosti dutín pre upravenú vodu, pričom pôsobenie polí na vodu prebieha v rezonančnom režime s ohľadom na hydrodynamické kmity vody pri smere vektor intenzity magnetického poľa je kolmý na vektor intenzity elektrického poľa.

2. z vody, obsahujúci dvojicu oscilačných obvodov, z ktorých každý pozostáva z vodného kondenzátora s izolovanými doskami, do ktorého je privádzané vysokonapäťové usmernené impulzné napätie, indukčnosti a dutiny pre upravenú vodu umiestnené medzi doskami kondenzátora a indukčnosťami, pričom kapacita kondenzátora prvého oscilačného obvodu je spojená s indukčnosťou druhého oscilačného obvodu a kapacita druhého oscilačného obvodu je spojená s indukčnosťou prvého oscilačného obvodu s možnosťou ich súčasného nabíjania a vybíjania, pričom vstupné napätia sú fázovo posunuté o 90°.