Ierosinātās metodes pamatā ir:
- Elektroniskā saite starp ūdeņraža un skābekļa atomiem vājina proporcionāli ūdens temperatūras pieaugumam. To apstiprina prakse, sadedzinot sausas ogles. Pirms sausu ogļu sadedzināšanas to pārlej ar ūdeni. Mitras ogles dod vairāk siltuma, labāk sadedzina. Tas ir saistīts ar faktu, ka augstā ogļu sadegšanas temperatūrā ūdens sadalās ūdeņradī un skābeklī. Ūdeņradis sadedzina un piešķir papildu kalorijas akmeņoglēm, un skābeklis palielina skābekļa daudzumu gaisā krāsnī, kas veicina labāku un pilnīgu ogļu sadedzināšanu.
- Ūdeņraža aizdegšanās temperatūra ir no 580 līdz 590 grādiem pēc Celsija, ūdens sadalīšanās temperatūrai jābūt zem ūdeņraža aizdedzes sliekšņa.
- Ūdens molekulu veidošanai joprojām ir pietiekama elektroniskā saite starp ūdeņraža un skābekļa atomiem temperatūrā 550 grādi pēc Celsija, bet elektronu orbītas jau ir izkropļotas, saite ar ūdeņraža un skābekļa atomiem ir vājināta. Lai elektroni varētu atstāt savas orbītas un atomu saiti starp tiem sadalīties, elektroniem jāpievieno vairāk enerģijas, bet ne siltums, bet gan augstsprieguma elektriskā lauka enerģija. Tad elektriskā lauka potenciālā enerģija tiek pārveidota par elektrona kinētisko enerģiju. Elektronu ātrums līdzstrāvas elektriskajā laukā palielinās proporcionāli sprieguma, kas pielikts elektrodiem, kvadrātsaknei.
- Pārkarsēta tvaika sadalīšanās elektriskajā laukā var notikt ar nelielu tvaika ātrumu, un šādu tvaika ātrumu pie 550 grādiem pēc Celsija var iegūt tikai atklātā telpā.
- Lai iegūtu ūdeņradi un skābekli lielos daudzumos, ir jāizmanto matērijas saglabāšanas likums. No šī likuma izriet: cik daudz ūdens sadalījās ūdeņradī un skābeklī, tādā pašā daudzumā mēs iegūstam ūdeni, oksidējot šīs gāzes.
Izgudrojuma veikšanas iespēju apstiprina piemēri, kas veikti trīs instalāciju variantos.
Visi trīs augu varianti ir izgatavoti no vienādiem, vienotiem cilindriskiem izstrādājumiem no tērauda caurulēm.
Pirmais variants
Pirmās iespējas instalēšanas darbība un ierīce (1. diagramma)
Visās trīs versijās instalāciju darbība sākas ar pārkarsēta tvaika sagatavošanu atklātā telpā ar tvaika temperatūru 550 grādi pēc Celsija. Atklātā telpa nodrošina ātrumu gar tvaika sadalīšanās ķēdi līdz 2 m / s.
Reklāmas video:
Pārkarsēts tvaiks tiek sagatavots karstumizturīgā tērauda caurulē / starterī /, kura diametrs un garums ir atkarīgs no uzstādīšanas jaudas. Instalācijas jauda nosaka sadalītā ūdens daudzumu, litros / s.
Viens litrs ūdens satur 124 litrus ūdeņraža un 622 litrus skābekļa, kaloriju ziņā tas ir 329 kcal.
Pirms uzstādīšanas sākuma starteri uzsilda no 800 līdz 1000 grādiem pēc Celsija / iesildīšana tiek veikta jebkādā veidā /.
Viens startera gals ir aizbāzts ar atloku, caur kuru dozētais ūdens sadalīšanai tiek piegādāts uz aprēķināto jaudu. Ūdens starterī sakarst līdz 550 grādiem pēc Celsija, brīvi plūst no otra startera gala un nonāk sadalīšanās kamerā, kurai starteris ir atloks.
Sadalīšanas kamerā pārkarsēts tvaiks sadalās ūdeņradī un skābeklī ar elektriskā lauka palīdzību, ko rada pozitīvie un negatīvie elektrodi, kuri tiek piegādāti ar līdzstrāvu ar spriegumu 6000 V. korpusa centrā, pa visu tās virsmu ir caurumi ar diametru 20 mm.
Caurules elektrods ir režģis, kam nevajadzētu radīt pretestību ūdeņraža iekļūšanai elektrodā. Elektrods ir piestiprināts pie caurules korpusa uz buksēm, un tam pašam stiprinājumam tiek pielietots augstspriegums. Negatīvā elektrodu caurules galu noslēdz ar elektriski izolējošu un karstumizturīgu cauruli, lai ūdeņradis varētu izkļūt caur kameras atloku. Skābekļa izvads no sadalīšanās kameras korpusa caur tērauda cauruli. Pozitīvajam elektrodam / kameras korpusam / jābūt iezemētam, un pozitīvajam polam pie līdzstrāvas avota jābūt iezemētam.
Ūdeņraža iznākums attiecībā pret skābekli ir 1: 5.
Otrais variants
Iekārtas darbība un izvietojums saskaņā ar otro iespēju (2. shēma)
Otrās iespējas uzstādīšana ir paredzēta, lai iegūtu lielu daudzumu ūdeņraža un skābekļa liela daudzuma ūdens paralēlas sadalīšanās un katlu gāzu oksidācijas dēļ, lai iegūtu augstspiediena darba tvaiku elektrostacijām, kas darbojas ar ūdeņradi / turpmāk WPP /.
Instalācijas darbība, tāpat kā pirmajā versijā, sākas ar pārkarsēta tvaika sagatavošanu starterī. Bet šis starteris atšķiras no 1. versijas. Atšķirība slēpjas faktā, ka startera galā tiek metināta filiāle, kurā ir uzstādīts tvaika slēdzis, kuram ir divas pozīcijas - "starts" un "darbs".
Starterī iegūtais tvaiks nonāk siltummainī, kas paredzēts reģenerētā ūdens temperatūras regulēšanai pēc oksidācijas katlā / K1 / līdz 550 grādiem pēc Celsija. Siltummainis / uz / ir caurule, tāpat kā visi produkti ar vienādu diametru. Starp cauruļu atlokiem ir uzstādītas karstumizturīgas tērauda caurules, caur kurām iziet pārkarsēts tvaiks. Caurules plūst ar ūdeni no slēgtas dzesēšanas sistēmas.
No siltummaiņa pārkarsēts tvaiks nonāk sadalīšanās kamerā, tieši tāds pats kā instalācijas pirmajā versijā.
Ūdeņradis un skābeklis no sadalīšanās kameras nonāk katla 1 katlā, kurā ūdeņradi aizdedzina ar šķiltavu - veidojas lāpa. Lāpa, kas plūst ap katlu 1, tajā rada augsta spiediena darba tvaiku. 1. katla lāpas aste nonāk 2. katlā un ar tā siltumu katlā 2 sagatavo tvaiku 1. katlam. Nepārtraukta gāzu oksidēšana sākas visā katlu lokā pēc labi zināmās formulas:
Gāzu oksidācijas rezultātā samazinās ūdens daudzums un izdalās siltums. Šo siltumu iekārtā savāc ar 1. un 2. katlu, pārvēršot šo siltumu darba spiedienā ar augstu spiedienu. Un iegūtais ūdens ar augstu temperatūru nonāk nākamajā siltummainī, no turienes līdz nākamajai sadalīšanās kamerai. Ūdens pārejas secība no viena stāvokļa uz otru turpinās tik reižu, cik nepieciešams enerģijas saņemšanai no šī savāktā siltuma darba tvaika veidā, lai nodrošinātu WPP projektēto jaudu.
Pēc tam, kad pirmā pārkarsētā tvaika porcija apiet visus produktus, dod ķēdei aprēķināto enerģiju un atstāj pēdējo katla 2. ķēdē, pārkarsētais tvaiks caur cauruli tiek novirzīts uz tvaika slēdzi, kas uzstādīts uz startera. Tvaika slēdzis no "starta" stāvokļa tiek pārvietots uz "darba" stāvokli, pēc kura tas nonāk starterī. Starteris ir izslēgts / ūdens, sildīšana /. No palaišanas pārkarsēts tvaiks nonāk pirmajā siltummainī un no turienes sadalīšanās kamerā. Gar ķēdi sākas jauns pārkarsēta tvaika pagrieziens. Kopš šī brīža sadalīšanās un plazmas kontūra pati par sevi ir aizvērta.
Ūdens iekārtā tiek patērēts tikai augstspiediena darba tvaika veidošanai, kas tiek ņemts no izplūdes tvaika ķēdes atgriešanās plūsmas pēc turbīnas.
Elektrostaciju trūkums vēja ģeneratoru parkiem ir to apgrūtinātība. Piemēram, vēja ģeneratoru parkam ar jaudu 250 MW vienā sekundē ir nepieciešams vienlaikus sadalīties 455 litros ūdens, un tam būs vajadzīgas 227 sadalīšanās kameras, 227 siltummaiņi, 227 katli / K1 /, 227 katli / K2 /. Bet šādu apgrūtinājumu simtkārtīgi attaisnos tikai tas, ka vēja parkam degviela būs tikai ūdens, nemaz nerunājot par vēja parka vides tīrību, lētu elektroenerģiju un siltumu.
Trešais variants
3. elektrostacijas versija (3. diagramma)
Šī ir tieši tāda pati elektrostacija kā otrā.
Atšķirība starp tām ir tāda, ka šī instalācija pastāvīgi darbojas no startera, tvaika sadalīšanās un ūdeņraža sadedzināšana skābekļa kontūrā pati par sevi nav slēgta. Gala produkts instalācijā būs siltummainis ar sadalīšanās kameru. Šis izstrādājumu izkārtojums ļaus papildus elektriskajai enerģijai un siltumam saņemt arī ūdeņradi un skābekli vai ūdeņradi un ozonu. Elektrostacija ar jaudu 250 MW, darbojoties no startera, patērēs enerģiju startera uzsildīšanai, ūdens 7,2 m3 / h un ūdens darba tvaika veidošanai 1620 m3 / h / ūdens tiek izmantots no izplūdes tvaika atgriešanās cilpas /. Vēja parka elektrostacijā ūdens temperatūra ir 550oC. Tvaika spiediens 250 pie. Enerģijas patēriņš elektriskā lauka izveidošanai sadalīšanās kamerā būs aptuveni 3600 kW / h.
250 MW spēkstacija, novietojot izstrādājumus četros stāvos, aizņems platību 114 x 20 m un augstumu 10 m. Neieskaitot turbīnas, ģeneratora un transformatora laukumu 250 kVA - 380 x 6000 V.
Izgudrojumam ir šādas priekšrocības
- Gāzu oksidācijas radīto siltumu var izmantot tieši uz vietas, un ūdeņradi un skābekli iegūst, izmantojot atkritumu tvaiku un tehnoloģisko ūdeni.
- Zems ūdens patēriņš, ražojot elektrību un siltumu.
- Ceļa vienkāršība.
- Ievērojams enerģijas ietaupījums kā tas tiek tērēts tikai startera uzsildīšanai līdz noteiktajam termiskajam režīmam.
- Augsta procesa produktivitāte, jo ūdens molekulu disociācija notiek sekundes desmitdaļās.
- Metodes eksplozija un ugunsdrošība, jo tā ieviešanā nav nepieciešami konteineri ūdeņraža un skābekļa savākšanai.
- Instalācijas laikā ūdens tiek daudzkārt attīrīts, pārvēršot destilētā ūdenī. Tas novērš nogulumus un mērogu, kas palielina iekārtas kalpošanas laiku.
- Instalācija ir izgatavota no parastā tērauda; izņemot katlus, kas izgatavoti no karstumizturīgiem tēraudiem, ar to sienu oderi un ekranējumu. Tas ir, nav nepieciešami īpaši dārgi materiāli.
Izgudrojums var tikt pielietots rūpniecībā, aizstājot ogļūdeņražus un kodoldegvielu spēkstacijās ar lētu, plaši izplatītu un videi draudzīgu ūdeni, vienlaikus saglabājot šo elektrostaciju jaudu.
PRASĪBA
Metode ūdeņraža un skābekļa ražošanai no ūdens tvaikiem, ieskaitot šo tvaiku izvadīšanu caur elektrisko lauku, kas raksturīga ar to, ka tiek izmantoti pārkarsēti ūdens tvaiki ar temperatūru 500 - 550 grādi pēc Celsija, kas tiek izvadīti caur augstsprieguma līdzstrāvas elektrisko lauku, lai izdalītu tvaikus un sadalītu tos ūdeņraža atomos. un skābeklis.