Navrhovaná metoda je založena na následujícím:
- Elektronická vazba mezi atomy vodíku a kyslíku klesá úměrně se zvyšováním teploty vody. To se v praxi potvrzuje při spalování suchého uhlí. Před spalováním suchého uhlí se nalije do vody. Mokré uhlí dává více tepla, lépe hoří. Důvodem je skutečnost, že při vysoké teplotě spalování uhlí se voda rozkládá na vodík a kyslík. Vodík hoří a dává uhlí další kalorie a kyslík zvyšuje objem kyslíku ve vzduchu v peci, což přispívá k lepšímu a úplnému spalování uhlí.
- Teplota vznícení vodíku je od 580 do 590 stupňů Celsia, rozklad vody musí být pod prahem pro zapálení vodíku.
- Elektronická vazba mezi atomy vodíku a kyslíku při teplotě 550 ° C je stále dostatečná pro vytvoření molekul vody, ale oběžné dráhy elektronů jsou již zdeformované, vazba s atomy vodíku a kyslíku je oslabena. Aby elektrony opustily své oběžné dráhy a atomovou vazbu mezi nimi, aby se rozpadly, musí elektrony přidat více energie, ale ne teplo, ale energii elektrického pole vysokého napětí. Pak se potenciální energie elektrického pole převede na kinetickou energii elektronu. Rychlost elektronů v elektrickém poli stejnosměrného proudu se zvyšuje úměrně druhé odmocnině napětí přiváděného na elektrody.
- K rozkladu přehřáté páry v elektrickém poli může docházet při nízké rychlosti páry a takové rychlosti páry při teplotě 550 stupňů Celsia lze dosáhnout pouze v otevřeném prostoru.
- K získání vodíku a kyslíku ve velkém množství je nutné použít zákon zachování látek. Z tohoto zákona vyplývá: v jakém množství se voda rozkládá na vodík a kyslík, ve stejném množství získáváme vodu oxidací těchto plynů.
Možnost provedení vynálezu je potvrzena příklady provedenými ve třech variantách instalace.
Všechny tři varianty zařízení jsou vyrobeny ze stejných, stejných válcových výrobků z ocelových trubek.
První možnost
Provoz a zařízení instalace první možnosti (schéma 1)
Ve všech třech verzích začíná provoz zařízení přípravou přehřáté páry v otevřeném prostoru s teplotou páry 550 stupňů Celsia. Otevřený prostor poskytuje rychlost podél obvodu rozkladu páry až 2 m / s.
Propagační video:
Přehřátá pára se připravuje v žáruvzdorné ocelové trubce / spouštěči /, jejíž průměr a délka závisí na výkonu zařízení. Výkon zařízení určuje množství rozložené vody, litry / s.
Jeden litr vody obsahuje 124 litrů vodíku a 622 litrů kyslíku, z hlediska kalorií to je 329 kcal.
Před zahájením instalace se startér zahřeje na 800 až 1000 stupňů Celsia / zahřátí se provede jakýmkoli způsobem /.
Jeden konec spouštěče je ucpán přírubou, skrz kterou je přiváděná voda k rozkladu dodávána do vypočítané energie. Voda ve startéru se zahřívá až na 550 stupňů Celsia, volně teče z druhého konce startéru a vstupuje do dekompoziční komory, do které je startér vložen.
V dekompoziční komoře se přehřátá pára rozkládá na vodík a kyslík elektrickým polem vytvořeným kladnými a zápornými elektrodami, do kterého je přiváděn stejnosměrný proud s napětím 6000 V. Samotné tělo komory / trubka / slouží jako pozitivní elektroda a tenkostěnná ocelová trubka namontovaná na střed pouzdra, po celé jeho ploše jsou otvory o průměru 20 mm.
Trubice - elektroda je mřížka, která by neměla vytvářet odpor pro vstup vodíku do elektrody. Elektroda je připevněna k tělesu trubky na pouzdrech a vysoké napětí je přivedeno na stejné připojení. Konec záporné elektrodové trubice je zakončen elektricky izolační a žáruvzdornou trubicí, aby vodík unikal skrz přírubu komory. Výstup kyslíku z těla rozkládací komory ocelovou trubkou. Kladná elektroda / tělo kamery / musí být uzemněna a kladný pól zdroje stejnosměrného napájení musí být uzemněn.
Výtěžek vodíku ve vztahu k kyslíku je 1: 5.
Druhá možnost
Provoz a uspořádání instalace podle druhé možnosti (schéma 2)
Instalace druhé možnosti je navržena tak, aby se získalo velké množství vodíku a kyslíku v důsledku paralelního rozkladu velkého množství vody a oxidace plynů v kotlích, aby se získala vysokotlaká pracovní pára pro elektrárny pracující na vodíku / dále WPP /.
Provoz zařízení, stejně jako v první verzi, začíná přípravou přehřáté páry ve startéru. Ale tento startér se liší od 1. verze. Rozdíl spočívá v tom, že odbočka je přivařena na konci spouštěče, ve kterém je namontován spínač páry, který má dvě polohy - „start“a „práce“.
Pára získaná ve startéru vstupuje do tepelného výměníku, který je určen k úpravě teploty regenerované vody po oxidaci v kotli / Kl / na 550 stupňů Celsia. Výměník tepla / To / je trubka, stejně jako všechny výrobky se stejným průměrem. Mezi příruby potrubí jsou namontovány žáruvzdorné ocelové trubky, kterými prochází přehřátá pára. Trubky protékají vodou z uzavřeného chladicího systému.
Z tepelného výměníku vstupuje přehřátá pára do dekompoziční komory, přesně jako v první verzi instalace.
Vodík a kyslík z rozkladací komory vstupují do hořáku kotle 1, ve kterém je vodík zapalován zapalovačem - vytváří se hořák. Hořák, který proudí kolem kotle 1, vytváří v něm vysokotlakou pracovní páru. Ocas hořáku z kotle 1 vstupuje do kotle 2 a jeho teplo v kotli 2 připravuje páru pro kotel 1. Kontinuální oxidace plynů začíná podél celého okruhu kotlů podle známého vzorce:
V důsledku oxidace plynů se voda sníží a uvolní se teplo. Toto teplo se shromažďuje v zařízení pomocí kotlů 1 a 2 a přeměňuje toto teplo na vysokotlakou pracovní páru. A zpětně získaná voda s vysokou teplotou vstupuje do dalšího výměníku tepla, odtud do další dekompoziční komory. Tato posloupnost přechodu vody z jednoho stavu do druhého trvá tolikrát, kolikrát je třeba přijímat energii z tohoto nashromážděného tepla ve formě pracovní páry, aby byla zajištěna konstrukční kapacita WPP.
Poté, co první část přehřáté páry obchází všechny produkty, dá obvodu vypočítanou energii a opustí poslední v okruhu 2 kotle, přehřátá pára je vedena potrubím k přepínači páry namontovanému na startéru. Přepínač páry z polohy „start“se přemístí do polohy „work“a poté přejde do startéru. Startér je vypnutý / voda, topení /. Ze startéru vstupuje přehřátá pára do prvního výměníku tepla a odtud do dekompoziční komory. Po okruhu začíná nový tah přehřáté páry. Od této chvíle je obrys rozkladu a plazma na sobě uzavřený.
Jednotka používá vodu pouze pro tvorbu vysokotlaké pracovní páry, která je odebírána ze zpětného toku okruhu výfukové páry po turbíně.
Nevýhodou elektráren pro větrné farmy je jejich těžkopádnost. Například pro větrnou farmu s kapacitou 250 MW je nutné současně rozložit 455 litrů vody za sekundu, což vyžaduje 227 rozkladných komor, 227 výměníků tepla, 227 kotlů / K1 /, 227 kotlů / K2 /. Taková těžkopádnost však bude stokrát ospravedlněna pouze skutečností, že pro větrnou farmu bude palivem pouze voda, nemluvě o ekologické čistotě větrné farmy, levné elektrické energii a teplu.
Třetí možnost
3. verze elektrárny (schéma 3)
Toto je přesně stejná elektrárna jako druhá.
Rozdíl mezi nimi spočívá v tom, že tato instalace pracuje nepřetržitě od startéru, rozklad páry a spalování vodíku v kyslíkovém okruhu nejsou samy uzavřeny. Konečným produktem v zařízení bude tepelný výměník s rozkládací komorou. Toto uspořádání výrobků umožní kromě elektrické energie a tepla přijímat také vodík a kyslík nebo vodík a ozon. Elektrárna o výkonu 250 MW při provozu ze startéru spotřebovává energii k zahřátí startéru, voda ze zpětné smyčky výfukové páry se použije 7,2 m3 / ha voda pro tvorbu pracovní páry 1620 m3 / h / voda. V elektrárně pro větrnou farmu je teplota vody 550 ° C. Tlak páry 250 při. Spotřeba energie pro vytvoření elektrického pole na dekompoziční komoru bude přibližně 3600 kW / h.
Elektrárna o výkonu 250 MW při umístění produktů do čtyř pater zaujme plochu 114 x 20 ma výšku 10 m. S výjimkou prostoru pro turbínu, generátor a transformátor pro 250 kVA - 380 x 6000 V.
Vynález má následující výhody
- Teplo generované oxidací plynů lze použít přímo na místě a vodík a kyslík se získají využitím odpadní páry a technologické vody.
- Nízká spotřeba vody při výrobě elektřiny a tepla.
- Jednoduchost cesty.
- Významné úspory energie jako utrácí se pouze na zahřátí startéru na zavedený tepelný režim.
- Vysoká produktivita procesu, protože disociace molekul vody trvá desetiny sekundy.
- Výbuch a požární bezpečnost metody, protože při jeho implementaci není potřeba kontejnerů pro sběr vodíku a kyslíku.
- Během provozu zařízení je voda mnohokrát vyčištěna a přeměněna na destilovanou vodu. To eliminuje usazeniny a vodní kámen, což zvyšuje životnost zařízení.
- Instalace je vyrobena z obyčejné oceli; s výjimkou kotlů vyrobených z žáruvzdorných ocelí s obložením a stíněním jejich stěn. To znamená, že nejsou zapotřebí žádné speciální drahé materiály.
Vynález může najít uplatnění v průmyslu nahrazením uhlovodíku a jaderného paliva v elektrárnách levnou, rozšířenou a ekologicky šetrnou vodou při současném zachování energie těchto elektráren.
NÁROK
Způsob výroby vodíku a kyslíku z vodní páry, včetně průchodu této páry elektrickým polem, vyznačující se tím, že se používá přehřátá vodní pára s teplotou 500 - 550 stupňů Celsia, která prochází přes vysokonapěťové stejnosměrné elektrické pole, aby se tato pára disociovala a rozdělila na atomy vodíku. a kyslík.