Navrhovaná metóda je založená na:
- Elektronická väzba medzi atómami vodíka a kyslíka klesá úmerne so zvyšovaním teploty vody. Prakticky sa to potvrdzuje pri spaľovaní suchého uhlia. Pred spálením suchého uhlia sa naleje vodou. Mokré uhlie dáva viac tepla, lepšie horí. Dôvodom je skutočnosť, že pri vysokej teplote spaľovania uhlia sa voda rozkladá na vodík a kyslík. Vodík horí a dodáva uhlie ďalšie kalórie a kyslík zvyšuje objem kyslíka vo vzduchu v peci, čo prispieva k lepšiemu a úplnému spaľovaniu uhlia.
- Teplota vznietenia vodíka je od 580 do 590 stupňov Celzia, rozklad vody musí byť pod prahom pre vznietenie vodíka.
- Elektronická väzba medzi atómami vodíka a kyslíka pri teplote 550 stupňov Celzia je stále dostatočná na vytvorenie molekúl vody, ale obežné dráhy elektrónov sú už zdeformované, väzba s atómami vodíka a kyslíka je oslabená. Aby elektróny opustili svoje dráhy a atómovú väzbu medzi nimi, aby sa rozpadli, elektróny musia pridať viac energie, ale nie teplo, ale energiu vysokonapäťového elektrického poľa. Potom sa potenciálna energia elektrického poľa premení na kinetickú energiu elektrónu. Rýchlosť elektrónov v jednosmernom elektrickom poli sa zvyšuje úmerne druhej odmocnine napätia privádzaného na elektródy.
- K rozkladu prehriatej pary v elektrickom poli môže dôjsť pri nízkej rýchlosti pary a takáto rýchlosť pary pri teplote 550 stupňov Celzia sa dá dosiahnuť iba v otvorenom priestore.
- Na získanie vodíka a kyslíka vo veľkých množstvách je potrebné použiť zákon o konzervácii látok. Z tohto zákona vyplýva: v akom množstve sa voda rozloží na vodík a kyslík, v rovnakom množstve získame vodu oxidáciou týchto plynov.
Možnosť uskutočnenia vynálezu je potvrdená príkladmi uskutočnenými v troch variantoch inštalácií.
Všetky tri varianty rastlín sú vyrobené z rovnakých, rovnakých valcovitých výrobkov z oceľových rúr.
Prvá možnosť
Činnosť a zariadenie inštalácie prvej možnosti (obrázok 1)
Vo všetkých troch verziách prevádzka zariadení začína prípravou prehriatej pary v otvorenom priestore s teplotou pary 550 stupňov Celzia. Otvorený priestor poskytuje rýchlosť pozdĺž obvodu rozkladu pary až do 2 m / s.
Propagačné video:
Prehriata para sa pripravuje v žiaruvzdornej oceľovej rúrke / štartéri /, ktorej priemer a dĺžka závisí od výkonu zariadenia. Výkon zariadenia určuje množstvo rozloženej vody, litre / s.
Jeden liter vody obsahuje 124 litrov vodíka a 622 litrov kyslíka, z hľadiska kalórií je to 329 kcal.
Pred začatím inštalácie sa štartér zahreje na 800 až 1000 stupňov Celzia / zahrievanie sa uskutoční akýmkoľvek spôsobom /.
Jeden koniec štartéra je upchaný prírubou, cez ktorú sa dávkovaná voda na rozklad privádza do vypočítanej energie. Voda v štartéri sa zahreje na 550 stupňov Celzia, voľne prúdi z druhého konca štartéra a vstupuje do rozkladacej komory, do ktorej je štartér vložený.
V dekompozičnej komore sa prehriata para rozdeľuje na vodík a kyslík elektrickým poľom tvoreným kladnými a zápornými elektródami, do ktorého je privádzaný jednosmerný prúd s napätím 6000 V. Samotné telo komory / rúrka / slúži ako pozitívna elektróda a tenkostenná oceľová rúrka namontovaná na v strede puzdra, po celom jeho povrchu sú otvory s priemerom 20 mm.
Trubica - elektróda je mriežka, ktorá by nemala vytvárať odpor pre vstup vodíka do elektródy. Elektróda je pripevnená k telesu rúrky na puzdrách a na to isté pripojenie je privedené vysoké napätie. Koniec rúrky so zápornou elektródou je zakončený elektricky izolačnou a žiaruvzdornou trubicou, aby vodík unikal cez prírubu komory. Výstup kyslíka z tela rozkladacej komory oceľovou rúrkou. Kladná elektróda / telo kamery / musí byť uzemnená a kladný pól zdroja jednosmerného prúdu musí byť uzemnený.
Výťažok vodíka vo vzťahu k kyslíku je 1: 5.
Druhá možnosť
Prevádzka a usporiadanie zariadenia podľa druhej možnosti (schéma 2)
Inštalácia druhej možnosti je navrhnutá tak, aby sa získalo veľké množstvo vodíka a kyslíka v dôsledku paralelného rozkladu veľkého množstva vody a oxidácie plynov v kotloch, aby sa získala vysokotlaková pracovná para pre elektrárne, ktoré pracujú s vodíkom (ďalej len WPP).
Prevádzka zariadenia, rovnako ako v prvej verzii, sa začína prípravou prehriatej pary v štartéri. Tento štartér sa však líši od prvej verzie. 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 kotli / Kl / na 550 stupňov Celzia. Výmenník tepla / To / je rúrka, rovnako ako všetky výrobky s rovnakým priemerom. Medzi príruby rúr sú namontované žiaruvzdorné oceľové rúry, ktorými prechádza prehriata para. Rúrky prúdia vodou z uzavretého chladiaceho systému.
Prehriata para z výmenníka tepla vstupuje do dekompozičnej komory presne tak, ako v prvej verzii zariadenia.
Vodík a kyslík z rozkladacej komory vstupujú do horáka kotla 1, v ktorom je vodík zapaľovaný zapaľovačom - vytvára sa horák. Horák, ktorý prúdi okolo kotla 1, vytvára v ňom vysokotlakovú pracovnú paru. Koniec horáka z kotla 1 vstupuje do kotla 2 a jeho teplom v kotli 2 sa pripravuje para pre kotol 1. Nepretržitá oxidácia plynov začína pozdĺž celého okruhu kotlov podľa známeho vzorca:
V dôsledku oxidácie plynov sa voda zníži a uvoľní sa teplo. Kotly 1 a kotly 2 zhromažďujú toto teplo v zariadení a premieňajú ho na vysokotlakovú pracovnú paru. Získaná voda s vysokou teplotou vstupuje do ďalšieho výmenníka tepla, odtiaľ do ďalšej rozkladacej komory. Táto sekvencia prechodu vody z jedného stavu do druhého trvá toľkokrát, koľkokrát je potrebné prijať energiu z tohto zhromaždeného tepla vo forme pracovnej pary, aby sa zabezpečila konštrukčná kapacita WPP.
Po tom, čo prvá časť prehriatej pary obchádza všetky produkty, odovzdá okruhu vypočítanú energiu a opustí poslednú v okruhu 2 kotla, prehriata para sa vedie potrubím k prepínaču pary namontovanému na štartéri. Prepínač pary z polohy „štart“sa presunie do „pracovnej“polohy a potom vstúpi do štartéra. Štartér je vypnutý / voda, kúrenie /. Zo štartéra vstupuje prehriata para do prvého výmenníka tepla a odtiaľ do rozkladacej komory. Pozdĺž okruhu sa začína nový obeh prehriatej pary. Od tejto chvíle je obrys rozkladu a plazma na sebe uzavretý.
Voda sa spotrebúva zariadením iba na tvorbu vysokotlakovej pracovnej pary, ktorá sa odoberá zo spätného toku okruhu výfukovej pary po turbíne.
Nevýhodou elektrární pre veterné farmy je ich ťažkopádnosť. Napríklad pre veternú farmu s kapacitou 250 MW je potrebné súčasne rozložiť 455 litrov vody za sekundu, čo si bude vyžadovať 227 rozkladných komôr, 227 výmenníkov tepla, 227 kotlov / K1 /, 227 kotlov / K2 /. Takáto ťažkopádnosť však bude stokrát odôvodnená iba skutočnosťou, že palivom pre veternú farmu bude iba voda, nehovoriac o ekologickej čistote veternej farmy, lacnej elektrickej energii a teple.
Tretia možnosť
3. verzia elektrárne (schéma 3)
Je to presne rovnaká elektráreň ako druhá.
Rozdiel medzi nimi je v tom, že toto zariadenie pracuje neustále od štartéra, rozklad pary a spaľovanie vodíka v kyslíkovom okruhu nie je samo o sebe uzavreté. Konečným produktom v zariadení bude výmenník tepla s dekompozičnou komorou. Toto usporiadanie výrobkov umožní okrem elektrickej energie a tepla prijímať aj vodík a kyslík alebo vodík a ozón. Elektráreň s výkonom 250 MW bude pri prevádzke zo štartéra spotrebovávať energiu na zahriatie štartéra, voda zo spätnej slučky výfukovej pary sa použije 7,2 m3 / ha voda na tvorbu pracovnej pary 1620 m3 / h / voda /. V elektrárni veternej farmy je teplota vody 550 ° C. Tlak pary 250 pri. Spotreba energie na vytvorenie elektrického poľa v rozkladnej komore bude približne 3600 kW / h.
Elektráreň s výkonom 250 MW pri umiestňovaní výrobkov na štyri podlažia zaberá plochu 114 x 20 ma výšku 10 m. Okrem plochy pre turbínu, generátor a transformátor pre 250 kVA - 380 x 6000 V.
Vynález má nasledujúce výhody
- Teplo generované oxidáciou plynov sa môže použiť priamo na mieste a vodík a kyslík sa získavajú pomocou odpadovej pary a procesnej vody.
- Nízka spotreba vody pri výrobe elektriny a tepla.
- Jednoduchosť cesty.
- Významné úspory energie ako vynakladá sa iba na zahriatie štartéra na stanovený tepelný režim.
- Vysoká produktivita procesu, pretože disociácia molekúl vody trvá desatiny sekundy.
- Bezpečnosť metódy pred výbuchom a ohňom, pretože pri jeho realizácii nie sú potrebné nádoby na zber vodíka a kyslíka.
- Počas prevádzky zariadenia sa voda mnohokrát čistí a mení sa na destilovanú vodu. To eliminuje usadeniny a vodný kameň, čo zvyšuje životnosť zariadenia.
- Inštalácia je vyrobená z obyčajnej ocele; s výnimkou kotlov vyrobených z žiaruvzdorných ocelí s obložením a tienením ich stien. To znamená, že nie sú potrebné žiadne špeciálne drahé materiály.
Vynález môže nájsť uplatnenie v priemysle nahradením uhľovodíka a jadrového paliva v elektrárňach lacnou, rozšírenou a ekologickou vodou pri súčasnom zachovaní energie týchto elektrární.
NÁROK
Spôsob výroby vodíka a kyslíka z vodnej pary, vrátane prechodu tejto pary cez elektrické pole, vyznačujúci sa tým, že sa používa prehriata vodná para s teplotou 500 - 550 stupňov Celzia, ktorá prechádza cez vysokonapäťové elektrické pole jednosmerného prúdu, aby sa pary disociovali a rozdelili na atómy vodíka. a kyslík.