Kavandatud meetod põhineb järgmisel:
- Vesiniku ja hapnikuaatomite vaheline elektrooniline side nõrgeneb proportsionaalselt veetemperatuuri tõusuga. Seda kinnitab praktika kuiva söe põletamisel. Enne kuiva söe põletamist valatakse see veega üle. Märg kivisüsi annab rohkem soojust, põleb paremini. Selle põhjuseks on asjaolu, et kivisöe kõrge põlemistemperatuuri korral laguneb vesi vesinikuks ja hapnikuks. Vesinik põleb ja annab söele täiendavaid kaloreid ning hapnik suurendab hapniku hulka ahju õhus, mis aitab kaasa söe paremale ja täielikule põlemisele.
- Vesiniku süttimistemperatuur on vahemikus 580 kuni 590 kraadi, vee lagunemine peab olema alla vesiniku süttimise läve.
- Vesiniku ja hapniku aatomite vaheline elektrooniline side temperatuuril 550 kraadi Celsiuse järgi on veemolekulide moodustamiseks endiselt piisav, kuid elektronide orbiidid on juba moonutatud, side vesiniku ja hapniku aatomitega nõrgenenud. Selleks, et elektronid lahkuksid oma orbiitidest ja nendevahelisest aatomisidemest laguneksid, peavad elektronid lisama rohkem energiat, kuid mitte soojust, vaid kõrgepinge elektrivälja energiat. Seejärel muundatakse elektrivälja potentsiaalne energia elektroni kineetiliseks energiaks. Elektronide kiirus alalisvoolu elektriväljas suureneb võrdeliselt elektroodidele rakendatava pinge ruutjuurega.
- Ülekuumendatud auru lagunemine elektriväljas võib toimuda väikese aurukiiruse korral ja sellist aurukiirust temperatuuril 550 kraadi Celsiuse järgi võib saada ainult avatud ruumis.
- Suures koguses vesiniku ja hapniku saamiseks on vaja kasutada aine säilitamise seadust. Sellest seadusest järeldub: kui suures koguses vett lagunes vesinikuks ja hapnikuks, saame sama koguse vett nende gaaside oksüdeerimisega.
Leiutise teostamise võimalust kinnitavad näited, mis viiakse läbi kolmes variandis paigaldusest.
Kõik kolm taimevarianti on valmistatud samadest ühtlastest terastorude silindrilistest toodetest.
Esimene võimalus
Esimese valiku installimine ja käitamine (skeem 1)
Kõigis kolmes versioonis algab paigaldiste töö ülekuumendatud auru ettevalmistamisega avatud ruumis, kus auru temperatuur on 550 kraadi. Avatud ruum tagab auru lagunemisringi kiiruse kuni 2 m / s.
Reklaamvideo:
Ülekuumendatud aur valmistatakse kuumakindlast terastorust / starterist, mille läbimõõt ja pikkus sõltuvad paigalduse võimsusest. Paigalduse võimsus määrab lagunenud vee koguse, liitrit / s.
Üks liiter vett sisaldab 124 liitrit vesinikku ja 622 liitrit hapnikku, kalorite osas on see 329 kcal.
Enne paigalduse alustamist soojendatakse starterit temperatuuril 800–1000 kraadi / soojendamine toimub igal viisil /.
Starteri üks ots on ühendatud äärikuga, mille kaudu lagundatud vesi juhitakse arvutatud võimsuseni. Starteri vesi soojeneb temperatuurini 550 kraadi, voolab vabalt starteri teisest otsast ja siseneb lagunemiskambrisse, mille külge starter ääristatakse.
Lagunemiskambris laguneb ülekuumendatud aur vesinikuks ja hapnikuks positiivsete ja negatiivsete elektroodide loodud elektrivälja abil, millele juhitakse alalisvoolu pingega 6000 V. Kambri korpus ise / toru / toimib positiivse elektroodina ja õhukese seinaga terasest toru korpuse keskpunkt, mille kogu pinnal on 20 mm läbimõõduga augud.
Toruelektrood on võre, mis ei tohiks tekitada takistust vesiniku sisenemisel elektroodi. Elektrood kinnitatakse toru korpusele puksidel ja samale kinnitusele rakendatakse kõrgepinget. Negatiivse elektroodi toru ots suletakse elektrit isoleeriva ja kuumuskindla toruga, et vesinik pääseks läbi kambriääriku. Hapniku väljalaskeava lagunemiskambri korpusest läbi terastoru. Positiivne elektrood / kaamera korpus / peab olema maandatud ja alalisvooluallika positiivne poolus maandatud.
Vesiniku saagis hapniku suhtes on 1: 5.
Teine võimalus
Paigaldise käitamine ja paigutus vastavalt teisele võimalusele (skeem 2)
Teise versiooni paigaldamine on ette nähtud suure hulga vesiniku ja hapniku saamiseks suure koguse vee paralleelse lagunemise ja gaaside oksüdeerimise tõttu kateldes, et saada vesinikuga töötavatel elektrijaamadel kõrgsurve tööauru (edaspidi WPP /).
Paigaldamise toimimine, nagu ka esimeses versioonis, algab ülekuumendatud auru ettevalmistamisega starteris. Kuid see starter erineb 1. versioonist. Erinevus seisneb selles, et starteri otsas keevitatakse haru, millesse on paigaldatud aurulüliti, millel on kaks asendit - "start" ja "töö".
Starteris saadud aur siseneb soojusvahetisse, mille eesmärk on reguleerida taastatud vee temperatuuri pärast katlas oksüdeerumist / K1 / 550 kraadi. Soojusvaheti / To / on toru, nagu kõik sama läbimõõduga tooted. Toruäärikute vahele on paigaldatud kuumuskindlad terastorud, mille kaudu liigub ülekuumendatud aur. Torud juhitakse suletud jahutussüsteemist veega.
Soojusvahetist siseneb ülekuumendatud aur lagunemiskambrisse, täpselt sama mis installi esimeses versioonis.
Lagukambrist vesinik ja hapnik sisenevad katla 1 põletisse, milles vesinik süüdatakse tulemasina abil - moodustub tõrvik. Katla 1 ümber voolav taskulamp tekitab selles kõrgsurve töötava auru. Katla 1 põleti saba siseneb katlale 2 ja koos kuumusega katlas 2 valmistab katlale 1 auru. Gaaside pidev oksüdeerimine algab kogu katelde ringis vastavalt tuntud valemile:
Gaaside oksüdeerimise tagajärjel väheneb vesi ja eraldub soojust. Seda soojust koguvad paigalduses katlad 1 ja 2, muutes selle soojuse kõrgsurveks töötavaks auruks. Ja kõrge temperatuuriga eraldatud vesi siseneb järgmisse soojusvahetisse, sealt järgmisesse lagunemiskambrisse. Vee üleminek ühest olekust teise jätkub nii mitu korda, kui on vaja selleks, et saada sellest kogutud soojusest energiat töötava auruna, et tagada WPP projekteerimisvõime.
Pärast seda, kui esimene osa ülekuumendatud aurust möödub kõigist toodetest, annab vooluringile arvutatud energia ja viimane jääb katla ahelasse 2, suunatakse ülekuumendatud aur läbi toru starteri külge kinnitatud aurulülitile. Auru lüliti asendist "start" viiakse "töö" asendisse, pärast mida see siseneb starterisse. Starter on välja lülitatud / vesi, küte /. Starterist siseneb ülekuumendatud aur esimesse soojusvahetisse ja sealt lagunemiskambrisse. Üle vooluringi algab uus ülekuumendatud auru pööre. Sellest hetkest alates on lagunemise ja plasma kontuur iseenesest suletud.
Vett tarbitakse paigalduses ainult kõrgsurve töötava auru moodustamiseks, mis võetakse heitgaasi ahela tagasivoolust pärast turbiini.
Tuuleparkide elektrijaamade puuduseks on nende kohmakus. Näiteks tuulepargi jaoks, mille võimsus on 250 MW, on vaja samaaegselt lagundada 455 liitrit vett sekundis, selleks on vaja 227 lagunemiskambrit, 227 soojusvahetit, 227 boilerit / K1 /, 227 boilerit / K2 /. Kuid sellist kohmakust õigustatakse sajakordselt ainult sellega, et tuulepargi kütusena saab ainult vett, rääkimata tuulepargi keskkonna puhtusest, odavast elektrist ja soojusest.
Kolmas võimalus
Elektrijaama 3. versioon (skeem 3)
See on täpselt sama elektrijaam kui teine.
Erinevus nende vahel on see, et see paigaldus töötab pidevalt starterist, auru lagunemine ja vesiniku põlemine hapnikuahelas ei ole iseenesest suletud. Paigalduse lõpptooteks on lagunemiskambriga soojusvaheti. See toodete paigutus võimaldab lisaks elektrienergiale ja soojusele vastu võtta ka vesinikku ja hapnikku või vesinikku ja osooni. Starterist töötav 250 MW võimsusega elektrijaam kulutab energiat starteri soojendamiseks, vett 7,2 m3 / h ja töötava auru moodustamiseks vett kasutatakse heitgaasi tagasivooluahelast 1620 m3 / h / vett. Tuulepargi elektrijaamas on vee temperatuur 550oC. Aururõhk 250 juures. Energiakulu elektrivälja loomiseks lagunemiskambri kohta on umbes 3600 kW / h.
250 MW võimsusega elektrijaam võtab tooteid neljale korrusele paigutades pindalaga 114 x 20 m ja kõrgusega 10 m. Välja arvatud turbiini, generaatori ja trafo pindala 250 kVA - 380 x 6000 V.
LEIUTISEL ON JÄRGMISED EELISED
- Gaaside oksüdeerumisel tekkinud soojust saab kasutada otse kohapeal ning vesinikku ja hapnikku saadakse jäätmeauru ja tehnoloogilise vee kasutamisel.
- Madal veetarbimine elektri ja soojuse tootmisel.
- Tee lihtsus.
- Oluline energiasääst nagu see kulutatakse ainult starteri soojendamiseks kehtestatud termorežiimini.
- Protsessi kõrge produktiivsus, kuna veemolekulide dissotsiatsioon võtab sekundit kümnendikku.
- Meetodi plahvatus ja tuleohutus, kuna selle rakendamisel pole vaja vesiniku ja hapniku kogumiseks vajalikke konteinereid.
- Paigaldamise ajal puhastatakse vett mitu korda, destilleeritud veeks. See kõrvaldab setted ja ulatuse, mis pikendab paigaldise kasutusiga.
- Paigaldus on valmistatud tavalisest terasest; välja arvatud kuumakindlast terasest katlad, mille seinad on vooderdatud ja varjestatud. See tähendab, et pole vaja spetsiaalseid kalleid materjale.
Leiutist saab tööstuses kasutada, asendades elektrijaamades süsivesinikud ja tuumakütuse odava, laialt levinud ja keskkonnasõbraliku veega, säilitades samal ajal nende jaamade võimsuse.
NÕUDLUS
Meetod veeaurust vesiniku ja hapniku tootmiseks, sealhulgas selle auru juhtimiseks läbi elektrivälja, mida iseloomustab see, et kasutatakse ülekuumendatud veeauru temperatuuril 500–550 kraadi, mis juhitakse läbi kõrgepinge alalisvoolu elektrivälja, et auru hajutada ja vesinikuaatomiteks jagada. ja hapnik.
