A javasolt módszer az alábbiakon alapul:
- A hidrogénatom és az oxigénatomok közötti elektronikus kötés a víz hőmérsékletének növekedésével arányosan gyengül. Ezt a gyakorlat is megerősíti száraz szén égetésekor. Száraz szén elégetése előtt öntsük fel vízzel. A nedves szén több hőt ad, jobban ég. Ennek oka az a tény, hogy a szén magas égési hőmérsékleten a víz hidrogénné és oxigénné bomlik. A hidrogén éget és további kalóriát ad a szén számára, és az oxigén növeli az oxigén mennyiségét a kemencében a levegőben, ami hozzájárul a szén jobb és teljes égéséhez.
- A hidrogén gyulladási hőmérséklete 580-590 Celsius fok, a víz bomlásának a hidrogéngyulladási küszöb alatt kell lennie.
- A hidrogénatom és az oxigénatomok közötti, 550 Celsius fokos hőmérsékleten fennálló elektronikus kötés továbbra is elegendő a vízmolekulák kialakításához, de az elektronok keringése már torzul, a hidrogénatom és az oxigénatomok közötti kötés gyengült. Annak érdekében, hogy az elektronok elhagyhassák pályájukat és az atomi kötés szétesését, az elektronoknak több energiát kell hozzáadniuk, de nem a hőt, hanem a nagyfeszültségű elektromos mező energiáját. Ezután az elektromos mező potenciális energiáját az elektron kinetikus energiájá alakítják. Az elektronok sebessége az egyenáramú elektromos mezőben az elektródokra alkalmazott feszültség négyzetgyökével arányosan növekszik.
- A túlhevített gőz bomlása egy elektromos mezőben alacsony gőzsebességen történhet, és egy ilyen hőmérsékleti 550 Celsius fok hőmérsékleten csak nyílt térben érhető el.
- Nagy mennyiségű hidrogén és oxigén előállításához az anyagmegőrzési törvényt kell alkalmazni. Ebből a törvényből következik: milyen mennyiségű víz bontódott hidrogénné és oxigénné, ugyanabban a mennyiségben kapunk vizet e gázok oxidálásával.
A találmány megvalósításának lehetőségét példák igazolják, amelyek háromféle kiviteli alakban készültek.
A növények mindhárom változata azonos, egyenletes acélcsövekből készült hengeres termékekből készül.
Első lehetőség
Az első opció telepítésének működése és eszköze (1. ábra)
Mindhárom változatban a létesítmények működése a túlhevített gőz előállításával kezdődik egy nyílt térben, 550 ° C hőmérsékleten. A nyitott tér sebességét 2 m / s-ig biztosítja a gőzbomlási kör mentén.
Promóciós videó:
A túlhevített gőzt hőálló acélcsőben / indítóban készítik el, amelynek átmérője és hossza a telepítés teljesítményétől függ. A telepítés teljesítménye meghatározza a lebomlott víz mennyiségét, liter / s.
Egy liter víz 124 liter hidrogént és 622 liter oxigént tartalmaz, kalóriában 329 kcal.
A telepítés megkezdése előtt az indítót 800–1000 Celsius fokon felmelegítjük / a felmelegedést bármilyen módon elvégezzük /.
Az önindító egyik vége karimával van dugva, amelyen keresztül a bomláshoz adagolt vizet a számított teljesítményre táplálják. Az indítóvíz hőmérséklete 550 Celsius fokig melegszik, szabadon áramlik az indító másik végétől és belép a bomlási kamrába, amelybe az indító karima van.
A bomláskamrában a túlhevített gőz bomlik hidrogénné és oxigénné egy pozitív és negatív elektródok által létrehozott elektromos mező által, amelybe egy 6000 V feszültségű egyenáramot táplálnak. Maga a kamratest / csővezeték / pozitív elektródként szolgál, és egy vékonyfalú acélcső a tok közepe, amelynek teljes felületén 20 mm átmérőjű lyukak vannak.
A csőelektród egy rács, amely nem hozhat létre ellenállást a hidrogén belépésekor az elektródra. Az elektródot a csőtesthez a perselyekre erősítik, és ugyanazon csatlakozóhoz nagyfeszültséget vezetnek. A negatív elektródacső végét egy elektromos szigetelő és hőálló csővel lezárjuk, hogy a hidrogén a kamra karimáján keresztül távozzon. Oxigénkivezetés a bomláskamra testéből acélcsőn keresztül. A pozitív elektródot / kameratestet / földelni kell, és az egyenáramú áramforrás pozitív pólusát földelni kell.
A hidrogén hozama az oxigénhez viszonyítva 1: 5.
Második lehetőség
A berendezés működése és elrendezése a második lehetőség szerint (2. séma)
A második lehetőség telepítését nagy mennyiségű hidrogén és oxigén előállítására tervezték, mivel nagy mennyiségű víz párhuzamosan lebomlik és a kazánokban oxidálódnak, hogy nagynyomású munkagőzt nyerjenek a hidrogénnel működő erőművekben (a továbbiakban WPP /).
A telepítés működése, mint az első változatban, a túlhevített gőz előkészítésével kezdődik az indítóban. De ez az indító különbözik az 1. verziótól. A különbség abban rejlik, hogy az indító végén egy ág hegeszkedik, amelybe egy gőzkapcsoló van felszerelve, amelynek két pozíciója van - "start" és "work".
Az önindítóban előállított gőz belép a hőcserélőbe, amelynek célja a visszanyert víz hőmérsékletének a kazánban történő oxidáció utáni / K1 / 550 Celsius fokra történő beállításához. A hőcserélő / To / egy cső, mint az összes azonos átmérőjű termék. Hőálló acélcsöveket szerelnek fel a csőkarimák közé, amelyeken a túlhevített gőz áthalad. A csöveket egy zárt hűtőrendszerből áramolják víz.
A hőcserélőből a túlhevített gőz belép a bomláskamrába, pontosan ugyanaz, mint a telepítés első verziójában.
A hidrogén és az oxigén a bomlási kamrából bejut az 1. kazán égőjébe, amelyben a hidrogént egy öngyújtó meggyújtja - fáklya jön létre. Az 1 kazán körül áramló fáklya magas nyomású munkagőzt hoz létre benne. Az 1 kazán fáklyájának farka belép a 2 kazánba, és a 2 kazánban lévő hővel előállítja az 1 kazán gőzét. A kazánok teljes körében a gázok folyamatos oxidációja indul a közismert képlet szerint:
A gázok oxidációjának eredményeként csökken a víz és felszabadul a hő. Ezt a hőt az 1. és 2. kazán összegyűjti a létesítményben, átalakítva ezt a hőt nagynyomású munkagőzzé. A magas hőmérsékleten előállított víz belép a következő hőcserélőbe, onnan a következő bomláskamrába. Ez a vízátmenet az egyik állapotból a másikba annyiszor folytatódik, amennyire ehhez az összegyűjtött hőből munkagőz formájában kell energiát venni, hogy biztosítsák a WPP tervezési kapacitását.
Miután a túlhevített gőz első adagja megkerüli az összes terméket, megadja az áramkörnek a kiszámított energiát, és az utóbbit hagyja a 2 kazánkörben, a túlhevített gőzt a csövön keresztül az indítóra szerelt gőzkapcsolóhoz vezetik. A gőzkapcsolót a "start" helyzetből átváltják a "munka" helyzetbe, ezután belép az indítóba. Az önindító ki van kapcsolva / víz, fűtés /. Az indítótól kezdve a túlhevített gőz bejut az első hőcserélőbe, onnan a bomláskamrába. A forró gőz új fordulata kezdődik az áramkör mentén. Ettől a pillanattól kezdve a bomlás és a plazma kontúrja önmagában bezáródik.
A vizet a berendezés csak nagynyomású munkagőz képzésére használja fel, amelyet a turbina utáni kipufogógőz kör visszatérő áramából vesznek fel.
Az erőművek hátránya a szélerőműveknél a nehézségeknek. Például egy 250 MW teljesítményű szélerőmű esetében egyidejűleg 455 liter vizet kell bontani másodpercenként, és ehhez 227 bomláskamra, 227 hőcserélő, 227 kazán / K1 /, 227 kazán / K2 / szükséges. De egy ilyen nehézkes százszor csak akkor igazolható, hogy csak a víz lesz a szélpark üzemanyaga, nem is beszélve a szélerőműpark környezeti tisztaságáról, olcsó elektromos energiáról és hőről.
Harmadik lehetőség
Az erőmű 3. verziója (3. ábra)
Pontosan ugyanaz az erőmű, mint a második.
A különbség közöttük az, hogy ez a telepítés folyamatosan működik egy indítótól, a gőzbomlás és a hidrogén égése az oxigénkörben nem záródik ki önmagában. A telepítés végterméke egy hőcserélő bomláskamrával. A termékek ilyen elrendezése lehetővé teszi az elektromos energián és hőn kívül hidrogén és oxigén, vagy hidrogén és ózon bejutását is. A 250 MW teljesítményű erőmű az indítótól működtetve energiát fogyaszt az indító melegítéséhez, 7,2 m3 / h vizet és a működő gőz képződéséhez szükséges vizet 1620 m3 / h / vizet használnak a kipufogógőz visszatérő hurkából /. A szélerőműben működő erőműben a víz hőmérséklete 550oC. 250 gőznyomás. A bomláskamránkénti elektromos mező létrehozásához szükséges energiafelhasználás körülbelül 3600 kW / h.
A 250 MW teljesítményű erőmű, amikor a termékeket négy szintre helyezi, 114 x 20 m és 10 m magasságot fog foglalni. A turbina, a generátor és a transzformátor területe 250 kVA - 380 x 6000 V kivételével.
A találmánynak a következő előnyök vannak
- A gázok oxidációjából származó hő felhasználható közvetlenül a helyszínen, a hidrogént és az oxigént a hulladékgőz és a technológiai víz ártalmatlanításával nyerik.
- Alacsony vízfogyasztás villamos energia és hőtermeléskor.
- A módszer egyszerűsége.
- Jelentős energiamegtakarítás csak az indító melegítésére fordítják a megállapított hőszabályozásra.
- A folyamat magas termelékenysége, mert a vízmolekulák disszociációja másodperces tizedrészt vesz igénybe.
- A módszer robbanása és tűzbiztonsága, mert megvalósításában nincs szükség tartályokra hidrogén és oxigén gyűjtésére.
- A létesítmény üzemeltetése során a vizet többször tisztítják, és desztillált vízré alakítják. Ez kiküszöböli az üledékeket és a méretarányt, ami megnöveli a létesítmény élettartamát.
- A telepítés normál acélból készül; kivéve a hőálló acélokból készült kazánokat, falaik burkolatával és árnyékolásával. Vagyis nincs szükség különleges drága anyagokra.
A találmány az iparban alkalmazható úgy, hogy az erőművekben a szénhidrogént és a nukleáris üzemanyagot olcsó, széles körben elterjedt és környezetbarát vízzel helyettesíti, miközben fenntartja ezen erőművek teljesítményét.
KÖVETELÉS
Eljárás hidrogén és oxigén előállítására vízgőzből, ideértve ezen gőz átvezetését egy elektromos mezőn keresztül, azzal jellemezve, hogy 500–550 Celsius fok hőmérsékletű túlhevített vízgőzt alkalmaznak, amelyet nagyfeszültségű egyenáramú elektromos mezőn vezetnek át, hogy eloszlatja a gőzt és hidrogénatomokra osztja. és oxigén.