Енергетичний комплекс

Енергетичний комплекс, що включає електрохімічний генератор і перетворювач постійного струму в змінний струм промислової частоти, який відрізняє ться тим, що як електрохімічний генератор комплекс містить принаймні одну повітрянометалеву ба тарею з ви тратним алюмінієвим аноЗапропонована корисна модель стосується енергетичних установок, що використовують, як генератор струму, повітряно-металеві батареї, а саме, повітряно-алюмінієві батареї" Відома енергетична установка на основі електрохімічного генератора, яка включає, щонайменше, одну пові тряно-алюмінієву батарею, контур подачі окислювача, систему циркуляції електроліту, електролітну ємність, систему видалення водню, систему терморегулювання (опис винаходу до патенту Російської Федерації №2064719, клас МПК Н01М12/06, дата публікації 1996 07 27). Катодом у повітряно-алюмінієвій батареї служить вугільнографітова пластина з киснем повітря, що надходить, анодом - пластина з алюмінію чи алюмінієвого сплаву, а електролітом - водяний розчин гідроксиду лужного металу, наприклад, натрію, чи калію або їхньої суміші. Описана установка призначена для використання як силове джерело струму в транспортних засобах, тобто має обмежену сферу застосування. Крім того, установки такого типу можуть виробляти в одному циклі лише фіксовану КІЛЬКІСТЬ енергії, тому що вони містять обмежену КІЛЬКІСТЬ робочих реагентів. Час роботи і КІЛЬКІСТЬ виробленої енергії" лімітується терміном роботи алюмінієвих анодних п ла стин в елек тро лі ті - лужном у р оз чи ні . Відсутність ефективної технології утилізації продук ті в реакці ї ро би ть такі уста но вки неекономічними. дом і лужним електролітом, забезпечену системою п одачі е лек тро лі ту до ба тар е ї і си стемою відведення відпрацьованого електроліту від батареї, і додатково комплекс містить блок переробки відпрацьованого електроліту, що складається з ємності для збору відпрацьованого електроліту, зв'язаної' із системою відведення відпрацьованого електроліту від батареї, і засобу для поділу продуктів реакції на розчин лугу і гідроксид алюмінію, блок приготування електроліту з регенерованого лугу, що пі дключено до си стеми подачі елек троліту до батарей, блок регенерації алюмінію з гідроксиду алюмінію, з'єднаний з блоком переробки відпрацьованого електроліту, і блок виготовлення анодів з регенерованого алюмінію. Відомий енергетичний комплекс, вільний від недоліків, власти вих повітряно-металевим батареям Комплекс включає енергоблок у виді електрохімічного генератора, що складається з групи батарей паливних елементів, системи підводу реагентів, системи відводу продуктів реакції і тепла і системи автоматики. Крім енергоблоку, комплекс містить блок підготовки палива, перетворюва ч постійно го стр ум у в перемінний стр ум промислової частоти і блок використання тепла, що утворюється в процесі роботи електрохімічного генера тора (Н .В. Коро він "Па ли вні елемен ти", 1 99 8 , М , ХІ МІ Я ) На відм ін у ві д по ві тр яно металевих батарей у паливни х елементах, окислювач і відновлювач подаються безупинно. Енергети чні установки, в яких використовуються паливні елемен ти , мають цілий ряд пере ва г у порівнянні з традиційними енергоустановками, що працюють на вугіллі, мазуті, газі (високий ККД, екологічна чистота, широкий діапазон застосовуваного палива і т. і.), але висока вартість і незначний термін служби паливних елементів є гальмом на шля ху 'їх впро вадження . Так, ор ієн то вна вартість 1кВт встановленої потужності при використанні паливних елементів для генерації енергії складає 10000 доларів США (ж. "Енергетична політика" №1, 2004 рік) Задачею корисної моделі є створення енергетичного комплексу, вільного від недоліків, властивих як енергоблокам на паливних елементах, так і енергетичним установкам, в яких використовують 00 to 4689 ся для ген ера ці ї е лек троен ер гі ї по ві тряно алюмінієві батареї. За прототип для корисної моделі, що заявляється, обрано енергетичний комплекс, що включає електрохімічний генератор і перетворювач постійного струм у в перемінний струм промислової частоти (Н В. Коровін "Паливні елементи", 1998 рік, "ХІМІЯ ") Поставлена задача вирішується завдяки тому, що в енергетичному комплексі, який включає електрохімічний генератор і перетворювач постійного струму в перемінний струм промислової частоти, відповідно до запропонованої' корисної моделі, комплекс містить, у якості електрохімічного генератора, принаймні одну повітряно-металеву батарею з витратним алюмінієвим анодом і лужним електролітом, що забезпечується системою подачі електроліту до батареї і системою відведення відпрацьованого електроліту від батареї, і додатково комплекс містить блок переробки відпрацьованого електроліту, що складається з ємності для збору відпрацьованого електроліту, з в'язаної із системою відведення відпрацьованого електроліту від батареї, і засобу для поділу продуктів реакції на розчин лугу і гідроксид алюмінію, блок приготування електроліту з регенерованого пугу, який підключено до системи подачі електроліту до батарей, блок ре генерації алюмінію з гідрокси ду алюмінію, що поєднується з блоком переробки відпрацьованого електроліту, і блок виготовлення анодів з регенерованого алюмінію. Таке здійснення енергетичного комплексу дозволяє, включати його в існ уючу енергосистему, наприклад для компенсації нестачі електроенергії в години максимального навантаження, одержувати електроенергію, вартість якої буде порівнянною з ціною електроенергії, вироблюваної з вугілля, використовува ти в процесі дешеві і доступні матеріали (луг і алюміній), організувати замкнутий цикл використання електроліту, створити умови для регенерації алюмінію й організувати виробництво анодів з регенерованого алюмінію На Фіг.1 схематично представлено запропонований енергетичний комплекс. Енергетичний комплекс складається з групи повітряно-алюмінієвих батарей 1, кожна з яких з'єднується системою трубопроводів 2 з ємністю З, що містить свіжий електроліт, і системою трубопрово ді в 4 з ємні стю 5 блок у пер еробки відпрацьованого електроліту і пристроєм 6, у яком у р оз ді ля ють луго -а люм іна тн у п ульп у н а гідроксид алюмінію і луг. П ристрій 6 з'єднан ий з Комп'ютерна верстка Н Лисенко однієї сторони з реактором 7, у якому одержують з гідроксиду алюмінію окис алюмінію, а з іншої сторони, з блоком 8 приго тування свіжого елек троліту. Послідовно З реактором 7 встановлено плавильний агрегат 9, забезпечений засобом подачі кисню 10 і пристосуванням для зливу розплаву алюмінію 11 Для передачі струму в енергосистему є перетворювач постійного струму в перемінний струм промислової частоти 12. Працює установка в такий спосіб. Електроліт з ємності 3 за допомогою системи трубопроводів 2 заливають у батареї 1. У процесі роботи батареї в міру розчинення алюмінієвого аноду в лужному електроліті в порожнині батареї 1 утворюється луго -алюмінатна пульпа (алюмінат натрію або калію в залежності від виду застосовуваного лугу), що подається через систему тр убопроводів 4 у ємність 5, а потім у пристрій 6, де відбувається відділення кристалів гідроксиду алюмінію від маткового лужного розчину, наприклад, фільтрацією або іншим відомим способом і наступним промиванням Лужний розчин надходить у ємність 8, у якій готують свіжий електроліт Готовий електроліт надходить у ємність 3 і в міру необхідності заливається в батареї 1. Гідроксид алюмінію з пристрою 6 подається в реактор 7, де сплавляється з вапняком, у результаті чого одержують окис алюмінію, що служить сировиною для виробництва алюмінію. З реактора 7 окис алюмінію надходи ть у плави льний агре га т 9 Енергія, необхідна для розплаву окису алюмінію, утворюється за рахунок спалювання раніше виробленого алюмінію, або сплаву алюмінію з кремнієм у середови щі кисню. Процес плавлення провадять при температурі 25003000°С. Плавильний агрегат забезпечено засобом 10 для подачі кисню і засобом 11 для випуску роз плаву алюмінію. Алюміній, ЯКИЙ одержують у плавильному агрегаті, використовують для виготовлення анодів повітряно-алюмінієвих батарей. Таким чином, в енергетичному комплексі, що заявляється, в якому використовуються, як джерело струму, повітряно-алюмінієві батареї, реалізується безупинний цикл: виробництво енергії' відновлення електроліту й одержання алюмінію за рахунок утилізації продуктів реакції' повітряноалюмінієвих батарей - виготовлення алюмінієвих анодів - виробництво електроенергії. Підписне Тираж 37 прим Міністерство осв іт и і науш України Держав ний департамент інтелектуальної в ласності, вул Урицькогс, 45, м Київ , МСП, 03680, Україна ДП "Український інститут промислов ої в ласності", в ул. Глазунов а, 1, м. Київ-42, 01601