Predložena metoda se temelji na sljedećem:
- Elektronska veza između vodikovih i kisikovih atoma slabi proporcionalno povećanju temperature vode. To potvrđuje praksa prilikom gorenja suhog ugljena. Prije sagorijevanja suhog ugljena prelije se vodom. Mokri ugljen daje više topline, bolje sagorijeva. To je zbog činjenice da se pri visokoj temperaturi izgaranja ugljena voda razgrađuje u vodik i kisik. Vodik sagorijeva i daje dodatne kalorije ugljenu, a kisik povećava volumen kisika u zraku u peći, što doprinosi boljem i potpunom izgaranju ugljena.
- Temperatura paljenja vodika iznosi od 580 do 590 Celzijevih stupnjeva, a raspadanje vode mora biti ispod praga paljenja vodika.
- Elektronska veza između vodikovih i kisikovih atoma pri temperaturi od 550 stupnjeva Celzijusa još uvijek je dovoljna za formiranje molekula vode, ali orbite elektrona su već iskrivljene, veza s atomima vodika i kisika je oslabljena. Da bi elektroni napustili svoju orbitu, a atomska veza između njih se trebala raspadati, elektroni trebaju dodati više energije, ali ne topline, već energije električnog polja visokog napona. Tada se potencijalna energija električnog polja pretvara u kinetičku energiju elektrona. Brzina elektrona u električnom polju istosmjerne struje raste srazmjerno kvadratnom korijenu napona koji se primjenjuje na elektrode.
- Raspad pregrijane pare u električnom polju može se dogoditi pri maloj brzini pare, a takva brzina pare pri temperaturi od 550 stupnjeva Celzija može se dobiti samo na otvorenom prostoru.
- Za dobivanje vodika i kisika u velikim količinama potrebno je koristiti zakon očuvanja materije. Iz ovog zakona proizlazi: u kojoj količini se voda razgradila u vodik i kisik, u istoj količini dobivamo vodu oksidacijom tih plinova.
Mogućnost provođenja izuma potvrđuju primjeri izvedeni u tri varijante instalacija.
Sve tri varijante biljaka izrađene su od istih, ujednačenih cilindričnih proizvoda od čeličnih cijevi.
Prva opcija
Djelovanje i uređaj instalacije prve opcije (dijagram 1)
U sve tri verzije rad instalacija započinje pripremom pregrijane pare na otvorenom prostoru s temperaturom pare od 550 stupnjeva Celzijusa. Otvoreni prostor osigurava brzinu duž kruga raspadanja pare do 2 m / s.
Promotivni video:
Pregrijana para priprema se u čeličnoj cijevi otpornoj na toplinu / starter /, čiji promjer i dužina ovise o snazi instalacije. Snaga instalacije određuje količinu razgrađene vode, litra / s.
Jedna litra vode sadrži 124 litre vodika i 622 litre kisika, u smislu kalorija to je 329 kcal.
Prije početka instalacije, starter se zagrijava sa 800 na 1000 Celzijevih stupnjeva / zagrijavanje se vrši na bilo koji način /.
Jedan kraj pokretača priključen je prirubnicom kroz koju se dozirana voda za raspadanje dovodi do izračunate snage. Voda u starteru zagrijava do 550 Celzijevih stupnjeva, slobodno teče s drugog kraja pokretača i ulazi u komoru za raspadanje, kojoj je starter prirubljen.
U komori za raspadanje pregrijana para se razgrađuje u vodik i kisik pomoću električnog polja stvorenog pozitivnim i negativnim elektrodama, na koje se napaja jednosmjerna struja s naponom od 6000 V. Tijelo komore / cijev / služi kao pozitivna elektroda, a čelična cijev tankog zida montirana na središte kućišta, duž cijele površine koje postoje rupe promjera 20 mm.
Cijev - elektroda je mreža koja ne bi trebala stvarati otpor da vodik ulazi u elektrodu. Elektroda je pričvršćena na tijelo cijevi na vodovima i visoki napon se postavlja na isti priključak. Kraj cijevi s negativnom elektrodom završava se električno izolirajućom i otpornom na toplinu cijev za izlazak vodika kroz prirubnicu komore. Izlaz kisika iz tijela komore za raspadanje kroz čeličnu cijev. Pozitivna elektroda / tijelo kamere / mora biti uzemljena, a pozitivni pol na istosmjernom izvoru napajanja mora biti uzemljen.
Iskorištenje vodika u odnosu na kisik je 1: 5.
Druga opcija
Rad i raspored instalacije prema drugoj opciji (shema 2)
Ugradnja druge opcije je namijenjena za dobivanje velike količine vodika i kisika uslijed paralelnog razgradnje velike količine vode i oksidacije plinova u bojlerima radi dobivanja radne pare visokog pritiska za elektrane koje rade na vodik / u daljnjem tekstu WPP /.
Rad instalacije, kao i u prvoj verziji, započinje pripremom pregrijane pare u starteru. No, ovaj se pokretač razlikuje od prve verzije. Razlika leži u činjenici da je grana zavarena na kraju startera, u kojoj je montiran parni prekidač, koji ima dva položaja - "start" i "rad".
Para dobijena u starteru ulazi u izmjenjivač topline koji je dizajniran za podešavanje temperature oporavljene vode nakon oksidacije u kotlu / K1 / na 550 stupnjeva Celzijusa. Izmjenjivač topline / To / je cijev, kao i svi proizvodi istog promjera. Čelične cijevi otporne na toplinu ugrađene su između prirubnica cijevi, kroz koje prolazi pregrijana para. Cijevi se ulijevaju vodom iz zatvorenog sustava hlađenja.
Pregrijana para iz izmjenjivača topline ulazi u komoru za raspadanje, potpuno isto kao u prvoj verziji instalacije.
Vodik i kisik iz komore za raspadanje ulaze u plamenik kotla 1, u kojem se vodik zapali upaljačem - stvara se baklja. Baklja, koja kruži oko kotla 1, stvara u njemu radnu paru visokog pritiska. Rep baklje iz kotla 1 ulazi u kotao 2 i svojom toplinom u kotlu 2 priprema paru za kotao 1. Kontinuirana oksidacija plinova započinje duž cijelog kruga kotla prema dobro poznatoj formuli:
Kao rezultat oksidacije plinova, voda se smanjuje i oslobađa se toplina. Ta se toplina u instalaciji prikuplja pomoću kotlova 1 i 2, pretvarajući tu toplinu u radnu paru visokog tlaka. I oporavljena voda s visokom temperaturom ulazi u sljedeći izmjenjivač topline, odatle u sljedeću komoru za raspadanje. Taj redoslijed prijelaza vode iz jednog stanja u drugi nastavlja se onoliko puta koliko je potrebno da se od ove prikupljene topline prima energija u obliku radne pare kako bi se osigurao projektni kapacitet WPP-a.
Nakon što prvi dio pregrijane pare zaobiđe sve proizvode, daje krugu izračunatu energiju i ostavi posljednji u krugu kotla 2, pregrijana para usmjerava se kroz cijev do prekidača pare montiranog na starter. Prekidač pare iz položaja "start" prenosi se u položaj "rad", nakon čega ulazi u pokretač. Starter je isključen / voda, grijanje /. Iz startera, pregrijana para ulazi u prvi izmjenjivač topline, a odatle u komoru za raspadanje. Novi krug pregrijane pare započinje duž kruga. Od ovog trenutka kontura raspadanja i plazme je zatvorena na sebi.
Voda troši instalaciju samo za formiranje visokotlačne radne pare koja se uzima iz povratnog toka kruga ispušne pare nakon turbine.
Nedostatak elektrana za vjetroelektrane je njihova glomaznost. Primjerice, za vjetroelektranu kapaciteta 250 MW potrebno je istodobno razgraditi 455 litara vode u sekundi, a za to će trebati 227 komora za raspadanje, 227 izmjenjivača topline, 227 kotlova / K1 /, 227 kotlova / K2 /. Ali takva će okornost stotinu puta biti opravdana samo činjenicom da će samo energija biti gorivo za vjetroelektrane, a da ne spominjemo ekološku čistoću vjetroelektrane, jeftinu električnu energiju i toplinu.
Treća opcija
3. verzija elektrane (dijagram 3)
To je potpuno ista elektrana kao i druga.
Razlika između njih je u tome što ova instalacija neprestano radi od pokretača, raspadanje pare i izgaranje vodika u kisikovom krugu nije zatvoreno samo po sebi. Krajnji proizvod u instalaciji bit će izmjenjivač topline s komorom za raspadanje. Ovakav raspored proizvoda omogućit će da uz električnu energiju i toplinu dobivaju i vodik i kisik ili vodik i ozon. Elektrana snage 250 MW, koja djeluje od startera, trošit će energiju za zagrijavanje startera, vodu 7,2 m3 / h, a voda za stvaranje radne pare 1620 m3 / h / voda se koristi iz povratne petlje ispušne pare /. U elektrani za vjetroelektrane temperatura vode je 550oC. Tlak pare 250 at. Potrošnja energije za stvaranje električnog polja po komori za raspadanje iznosit će otprilike 3600 kW / h.
Elektrana od 250 MW, kada postavlja proizvode na četiri kata, zauzimat će površinu od 114 x 20 m i visinu od 10 m. Izuzev područja za turbinu, generator i transformator za 250 kVA - 380 x 6000 V.
Izum ima sledeće prednosti
- Toplina stvorena oksidacijom plinova može se koristiti izravno na licu mjesta, a vodik i kisik dobivaju se upotrebom otpadne pare i procesne vode.
- Mala potrošnja vode prilikom proizvodnje električne i toplinske energije.
- Jednostavnost načina.
- Značajne uštede energije kao troši se samo na zagrijavanje startera na utvrđeni toplinski režim.
- Visoka produktivnost procesa, jer disocijacija molekula vode traje desetina sekunde.
- Eksplozijska i požarna sigurnost metode, jer u njegovoj provedbi nema potrebe za spremnicima za prikupljanje vodika i kisika.
- Tijekom rada instalacije voda se pročišćava više puta, pretvarajući se u destiliranu vodu. Na taj se način uklanjaju sedimenti i kamenci, što povećava vijek trajanja instalacije.
- Instalacija je izrađena od običnog čelika; s izuzetkom kotlova izrađenih od toplinski otpornih čelika s oblogom i zaštitom njihovih zidova. Odnosno, nisu potrebni posebni skupi materijali.
Izum može naći primjenu u industriji zamjenom ugljikovodika i nuklearnog goriva u elektranama jeftinom, široko rasprostranjenom i ekološki prihvatljivom vodom, uz zadržavanje snage ovih postrojenja.
ZAHTJEV
Postupak za proizvodnju vodika i kisika iz vodene pare, uključujući propuštanje te pare kroz električno polje, karakteriziran time da se koristi pregrijana vodena para s temperaturom od 500 do 550 stupnjeva Celzijusa, koja prolazi kroz električno polje visokog napona istosmjerne struje za disociranje pare i dijeljenje na vodikove atome i kisik.