Metode yang diusulkan didasarkan pada:
- Ikatan elektronik antara atom hidrogen dan oksigen melemah sebanding dengan kenaikan suhu air. Ini dikonfirmasi oleh praktik saat membakar batubara kering. Sebelum membakar batubara kering, disiram dengan air. Batubara basah menghasilkan panas lebih banyak, pembakaran lebih baik. Hal ini disebabkan fakta bahwa pada suhu pembakaran yang tinggi, air terurai menjadi hidrogen dan oksigen. Hidrogen membakar dan memberikan kalori tambahan pada batu bara, dan oksigen meningkatkan volume oksigen di udara dalam tungku, yang berkontribusi pada pembakaran batu bara yang lebih baik dan sempurna.
- Temperatur penyalaan hidrogen dari 580 hingga 590 derajat Celcius, dekomposisi air harus di bawah ambang penyalaan hidrogen.
- Ikatan elektronik antara atom hidrogen dan oksigen pada suhu 550 derajat Celcius masih cukup untuk membentuk molekul air, tetapi orbit elektron sudah terdistorsi, ikatan dengan atom hidrogen dan oksigen melemah. Agar elektron meninggalkan orbitnya dan ikatan atom di antara mereka hancur, elektron perlu menambahkan lebih banyak energi, tetapi bukan panas, tetapi energi dari medan listrik tegangan tinggi. Kemudian energi potensial medan listrik diubah menjadi energi kinetik elektron. Kecepatan elektron dalam medan listrik arus searah meningkat sebanding dengan akar kuadrat dari tegangan yang diterapkan ke elektroda.
- Dekomposisi steam lewat jenuh dalam medan listrik dapat terjadi pada kecepatan steam yang rendah, dan kecepatan steam seperti itu pada suhu 550 derajat Celcius hanya dapat diperoleh di ruang terbuka.
- Untuk memperoleh hidrogen dan oksigen dalam jumlah banyak, perlu digunakan hukum kekekalan materi. Dari hukum ini sebagai berikut: berapa jumlah air yang terurai menjadi hidrogen dan oksigen, dalam jumlah yang sama kita mendapatkan air dengan mengoksidasi gas-gas ini.
Kemungkinan melakukan penemuan ini dikonfirmasi oleh contoh-contoh yang dilakukan dalam tiga varian instalasi.
Ketiga varian tanaman dibuat dari produk silinder yang sama dan seragam dari pipa baja.
Pilihan pertama
Pengoperasian dan perangkat pemasangan opsi pertama (diagram 1)
Pada ketiga versi tersebut, pengoperasian instalasi diawali dengan penyiapan steam lewat jenuh di ruang terbuka dengan suhu steam 550 derajat Celcius. Ruang terbuka memberikan kecepatan sepanjang sirkuit dekomposisi uap hingga 2 m / s.
Video promosi:
Steam superheated disiapkan dalam pipa baja tahan panas / starter /, yang diameter dan panjangnya tergantung pada daya instalasi. Kekuatan instalasi menentukan jumlah air yang membusuk, liter / s.
Satu liter air mengandung 124 liter hidrogen dan 622 liter oksigen, dalam hal kalori adalah 329 kkal.
Sebelum memulai pemasangan, starter dihangatkan dari 800 hingga 1000 derajat Celcius / pemanasan dilakukan dengan cara apa pun /.
Salah satu ujung starter dipasang dengan flensa yang melaluinya air tertutup untuk dekomposisi disuplai ke daya yang dihitung. Air di dalam starter memanas hingga 550 derajat Celcius, mengalir bebas dari ujung lain dari starter dan memasuki ruang dekomposisi, tempat starter digantungkan.
Di ruang dekomposisi, uap superheat diuraikan menjadi hidrogen dan oksigen oleh medan listrik yang dibuat oleh elektroda positif dan negatif, yang disuplai arus searah dengan tegangan 6000 V. Badan ruang itu sendiri / pipa / berfungsi sebagai elektroda positif, dan pipa baja berdinding tipis dipasang di atasnya. bagian tengah kasing, di sepanjang seluruh permukaannya terdapat lubang dengan diameter 20 mm.
Tabung - elektroda adalah kisi yang seharusnya tidak menimbulkan hambatan bagi hidrogen untuk masuk ke elektroda. Elektroda dipasang ke badan pipa pada bushing dan tegangan tinggi diterapkan ke sambungan yang sama. Ujung tabung elektroda negatif diakhiri dengan isolasi elektrik dan tabung tahan panas agar hidrogen keluar melalui flensa ruang. Saluran keluar oksigen dari badan ruang dekomposisi melalui pipa baja. Elektroda positif / bodi kamera / harus diarde dan kutub positif di sumber daya DC harus diarde.
Hasil hidrogen terhadap oksigen adalah 1: 5.
Opsi kedua
Operasi dan pengaturan instalasi sesuai dengan opsi kedua (skema 2)
Pemasangan opsi kedua dirancang untuk mendapatkan hidrogen dan oksigen dalam jumlah besar karena dekomposisi paralel sejumlah besar air dan, oksidasi gas dalam boiler untuk mendapatkan uap kerja bertekanan tinggi untuk pembangkit listrik yang beroperasi pada hidrogen / selanjutnya WPP /.
Pengoperasian instalasi, seperti pada versi pertama, dimulai dengan persiapan uap superheated di starter. Tapi starter ini berbeda dengan versi 1. Perbedaannya terletak pada fakta bahwa cabang dilas di ujung starter, di mana sakelar uap dipasang, yang memiliki dua posisi - "start" dan "work".
Uap yang diperoleh di starter memasuki penukar panas, yang dirancang untuk menyesuaikan suhu air yang diperoleh kembali setelah oksidasi di boiler / K1 / hingga 550 derajat Celcius. Penukar panas / To / adalah pipa, seperti semua produk dengan diameter yang sama. Pipa baja tahan panas dipasang di antara flensa pipa, yang dilalui uap super panas. Tabung dialirkan dengan air dari sistem pendingin tertutup.
Dari heat exchanger, uap superheat memasuki ruang dekomposisi, persis sama dengan instalasi versi pertama.
Hidrogen dan oksigen dari ruang dekomposisi memasuki pembakar boiler 1, di mana hidrogen dinyalakan oleh korek api - obor terbentuk. Obor, yang mengalir di sekitar ketel 1, menghasilkan uap kerja bertekanan tinggi di dalamnya. Ekor obor dari ketel 1 memasuki ketel 2 dan dengan panasnya di ketel 2 menyiapkan uap untuk ketel 1. Oksidasi berkelanjutan gas dimulai di sepanjang sirkuit ketel uap menurut rumus terkenal:
Sebagai akibat dari oksidasi gas, air berkurang dan panas dilepaskan. Panas ini dikumpulkan dalam instalasi oleh boiler 1 dan 2, mengubah panas ini menjadi uap kerja bertekanan tinggi. Dan air yang dipulihkan dengan suhu tinggi memasuki penukar panas berikutnya, dari sana ke ruang dekomposisi berikutnya. Urutan transisi air dari satu keadaan ke keadaan lain berlanjut sebanyak yang diperlukan untuk menerima energi dari panas yang terkumpul ini dalam bentuk uap kerja untuk memastikan kapasitas desain WPP.
Setelah bagian pertama dari uap superheat melewati semua produk, memberikan sirkuit energi yang dihitung dan meninggalkan yang terakhir di sirkuit boiler 2, uap superheat diarahkan melalui pipa ke sakelar uap yang dipasang pada starter. Sakelar uap dari posisi "start" dipindahkan ke posisi "kerja", setelah itu masuk ke starter. Starter dimatikan / air, pemanas /. Dari starter, uap superheat memasuki heat exchanger pertama, dan dari sana masuk ke ruang dekomposisi. Pergantian baru uap super panas dimulai di sepanjang sirkuit. Mulai saat ini, kontur dekomposisi dan plasma ditutup dengan sendirinya.
Air dikonsumsi oleh instalasi hanya untuk pembentukan uap kerja bertekanan tinggi, yang diambil dari aliran balik sirkuit uap buang setelah turbin.
Kerugian pembangkit listrik untuk pembangkit listrik tenaga angin adalah ketidakpraktisannya. Misalnya, untuk pembangkit listrik tenaga angin dengan kapasitas 250 MW, perlu untuk secara bersamaan menguraikan 455 liter air per detik, dan ini akan membutuhkan 227 ruang dekomposisi, 227 penukar panas, 227 ketel / K1 /, 227 ketel / K2 /. Tetapi ketidakpraktisan seperti itu akan dibenarkan seratus kali lipat hanya oleh fakta bahwa hanya air yang akan menjadi bahan bakar untuk ladang angin, belum lagi kebersihan lingkungan dari ladang angin, energi listrik yang murah, dan panas.
Opsi ketiga
Pembangkit listrik versi ke-3 (diagram 3)
Ini adalah pembangkit listrik yang persis sama dengan yang kedua.
Perbedaan di antara keduanya adalah bahwa instalasi ini bekerja secara konstan dari starter, dekomposisi steam dan pembakaran hidrogen pada sirkuit oksigen tidak tertutup dengan sendirinya. Produk akhir dalam instalasi adalah penukar panas dengan ruang dekomposisi. Pengaturan produk ini akan memungkinkan untuk menerima, selain energi listrik dan panas, juga hidrogen dan oksigen atau hidrogen dan ozon. Pembangkit listrik sebesar 250 MW, saat beroperasi dari starter, akan mengkonsumsi energi untuk menghangatkan starter, air 7,2 m3 / jam dan air untuk pembentukan steam kerja 1620 m3 / jam / air digunakan dari loop balik uap buang /. Di pembangkit listrik tenaga angin, suhu air 550oC. Tekanan uap 250 di. Konsumsi energi untuk menciptakan medan listrik per ruang dekomposisi kira-kira 3600 kW / jam.
Pembangkit listrik sebesar 250 MW, bila menempatkan produk pada empat lantai akan menempati area seluas 114 x 20 m dan tinggi 10 m. Tidak termasuk area untuk turbin, generator dan trafo sebesar 250 kVA - 380 x 6000 V.
PENEMUAN MEMILIKI KEUNGGULAN BERIKUT
- Panas yang dihasilkan oleh oksidasi gas dapat digunakan langsung di lokasi, dan hidrogen serta oksigen diperoleh dengan memanfaatkan uap limbah dan air proses.
- Konsumsi air rendah saat menghasilkan listrik dan panas.
- Kesederhanaan caranya.
- Penghematan energi yang signifikan sebagai itu dihabiskan hanya untuk memanaskan starter ke rezim termal yang ditetapkan.
- Produktivitas proses yang tinggi, karena disosiasi molekul air membutuhkan waktu sepersepuluh detik.
- Metode keselamatan ledakan dan kebakaran, karena dalam pelaksanaannya tidak diperlukan wadah untuk menampung hidrogen dan oksigen.
- Selama pengoperasian instalasi, air dimurnikan berkali-kali, diubah menjadi air suling. Ini menghilangkan sedimen dan kerak, yang meningkatkan masa pakai instalasi.
- Pemasangannya terbuat dari baja biasa; terkecuali boiler yang terbuat dari baja tahan panas dengan lapisan dan pelindung dindingnya. Artinya, tidak diperlukan bahan mahal khusus.
Penemuan ini dapat diterapkan dalam industri dengan mengganti hidrokarbon dan bahan bakar nuklir di pembangkit listrik dengan air yang murah, tersebar luas dan ramah lingkungan, dengan tetap mempertahankan daya pembangkit tersebut.
KLAIM
Suatu metode untuk menghasilkan hidrogen dan oksigen dari uap air, termasuk melewatkan uap ini melalui medan listrik, dicirikan bahwa uap air superheated dengan suhu 500 - 550 derajat Celcius digunakan, melewati medan listrik arus searah tegangan tinggi untuk memisahkan uap dan membaginya menjadi atom hidrogen. dan oksigen.
