Спосіб каталізу

1. Спосіб каталізу процесів горіння, що включає каталітичну обробку і подачу в камеру згоряння, по каналах пального, окислювача, їх змішування і займання отриманої суміші, який відрізняється тим, що використовують польове перенесення інформації про каталізатор, каталітично діють на паливо, газ і на компоненти реакцій як в рідкій, так і в газоподібній фазі, без безпосереднього контакту каталізатора з речовинами, що активуються, для чого в зону обробки подають поля з модуляцією їх інформацією про каталізатор. U 2 (19) 1 3 реакції (горіння) або опромінювання певний час (для збудження) каналів подачі окислювача, палива або компонентів тих, що беруть участь в хімічних реакціях електромагнітним випромінюванням частотою від 100 до 2000 кГц, з частотою модуляції від 1 до 200 кГц і девіацією з частотою 1 гц. Недоліком вказаного способу є неможливість передачі в зону реакції польової інформації про матеріали - каталізатори. Відомий спосіб здійснення активації реакцій в газовій фазі (РФ 2.046.652 В01 j 19/12 27.10.1995 p. Спосіб каталізу хімічних реакцій в газовій фазі.) методом збудження контактної зони в реакторі електромагнітним полем окремих понадвисокочастотних (ПВЧ) генераторами, кожен з яких налаштований на резонансну частоту молекули речовини, що бере участь в реакції. При цьому, реакція здійснюється (наприклад, утворення оксидів азоту) при звичайному тиску і кімнатній температурі. До недоліків цього способу відноситься його складність і дорожнеча устаткування (газорозрядні лампи, наповнені газами, що беруть участь в реакції, і ПВЧ генератори - збудники, настроєні в резонанс з газами, що беруть участь в реакції). Відомий спосіб підготовки повітря (Заявка RU 2004121414 А 2006.01.10 «Спосіб підготовки повітря як основний компонент палива») як основний компонент палива, що включає іонізацію повітря, відрізняється тим, що заздалегідь повітря нагрівають, причому, іонізоване повітря послідовно обробляють магнітним полем і приводять в контакт з каталізатором, при цьому, при іонізації виділяють негативно заряджені іони, направляючи їх в магнітне поле, прискорюючи рух негативних іонів, що направляються до поверхні каталізатора, що містить метали платинової групи або з'єднання олова. До недоліків цього способу відноситься вихід з ладу дорогого каталізатора в результаті «отруєння» і часта заміна його, менша ефективність процесу активації, витрата дорогих каталізаторів, зупинка устаткування для їх заміни та інше. Завдання, на вирішення якого направлено заявлене технічне рішення є підвищення ефективності каталізу хімічних процесів і процесів горіння. Технічним результатом поставленого завдання буде зниження витрати палива і зменшення шкідливих продуктів горіння, здійснення хімічних реакцій без витрати дорогих каталізаторів і зупинки устаткування для їх заміни. Технічний результат досягається тим, що в заявленому способі здійснення каталізу горіння і здійснення хімічних реакцій, каталітичну обробку здійснюють шляхом польового або лазерного опромінювання, що проходить газоподібне або рідке паливо, об'єм окислювача або зони горіння і простору реактора, заповненого реагуючими речовинами, при цьому інформацією про каталізатор модулюють понадвисокочастотні (ПВЧ), високочастотні (ВЧ), ультразвукові (УЗВ) генератори, лазерне випромінювання, магнітне поле або торсіонне випромінювання, яке переноситься на 49341 4 потік окислювача, палива або їх суміш, або (у разі хімічних реакцій) на потоки окремих компонентів реакції і на зону здійснення реакції вказаними полями та випромінюванням. При цьому каталізатор не має безпосереднього контакту з окислювачем і паливом і з реагуючими компонентами та їх сумішами. Технічно вказана модуляція здійснюється шляхом модуляції ПВЧ, ВЧ, УЗВ, безпосередньо через елементи вихідного каскаду випромінювача. Модуляція лазерного випромінювання здійснюється шляхом модуляції необхідним каталізатором анодного або катодного ланцюга лазера. Модуляція магнітного поля здійснюється шляхом внесення каталітичних матеріалів до складу шихти магнітів, шляхом нанесення шару каталізаторів на поверхню магніта з подальшим захистом магніта і каталізатора полімерними матеріалами від корозії і «отруєння», «прозорими» для магнітних полів. Промодульовані інформацією про каталізатори ПВЧ, ВЧ, УЗВ, магнітні поля пронизують зони реакції хімічних елементів, потоки компонентів, що беруть участь в реакції або потоки окислювача і палива в реакціях горіння, і наносять інформацію про каталізатор. Залежно від необхідності, проводять обробку каналу пального, каналу окислювача і камери згоряння або каналів подачі реагентів і зони реактора. Заявлений спосіб пояснюється на прикладі роботи газового котла, де на: Фіг. 1 показана схема роботи блоку активації газу, встановленого в канал подачі газу. Фіг. 2 показаний один з варіантів блоку лазерного перенесення інформації на потік рідини або газу. Фіг. 3 показана схема понад високочастотного (ПВЧ) збудження з введенням інформації про каталізатор та внесенням її в зону горіння. У блоці активації газу (Фіг.1), який виконано у вигляді контейнера 6, із з'єднальними фланцями 7 в яких встановлена фільтраційна сітка 8 та відображу вальній зйомний диск 9. У контейнері 6 встановлені на певній відстані магніти 1, поля яких пронизують нанесений на їх поверхню шар каталізаторів 2 по активації розщеплювання газу, покриті полімерним матеріалом 3, окрім цього, простір між магнітами заповнений гранульованим носієм каталізаторів 4 з нанесеними каталітичними речовинами 10 методом просочення і про жарення. Для виключення протікання оброблюваного газу по найкоротшому шляху між магнітами в середовищі гранульованого носія каталізаторів (Аl2О3 та ін.) встановлені відбиваючи диски 5. Така конструкція наносить інформацію про каталізатори на газ (чи рідину), що проходить, і активує його, при цьому магнітним полем знімається інформація про каталізатори, нанесені на носій каталізаторів, навіть у разі «отруєння» його поверхні, оскільки поле пронизує весь об'єм каталізатора і носія. Крім того, згідно теорії Д.Х.Базієва, електрино магнітного потоку потрапляючи на електрони зв'язку в молекулах протікаючого газу, зменшують заряд електронів зв'язку (електрино має позитив 5 ний заряд), сприяють дисоціації газу, рідкого палива, повітря або реагуючих компонентів Аналогічна обробка здійснюється і по каналу повітря, здійснюючи передтопкову підготовку повітря. При цьому конструктивно приймаються заходи по комплексній дії на компоненти реакції і зону реакції з метою звільнення вільних електронів (електронів зв'язку) для здійснення «розблокування» молекули кисню в молекулах повітря від «азотного екрану» (згідно теорії горіння Е. І. Андреева) і участь в горінні електронів зв'язку молекул азоту і атомів азоту, що звільнилися. Таким чином, до зони горіння вносяться вільні електрони від зв'язків молекул повітря, молекул кисню, молекул азоту і розриву пари води і молекул води, вільні електрони, взаємодіючи з електрино ядер атомів кисню, азоту і вуглецю виривають їх з ядер. Вилетівши з ядра електрино має швидкість до 1018 м/сек – 1020 м/сек і велику енергію, яка передається в результаті електродинамічної взаємодії і фізичного зіткнення. Тобто йде процес горіння. Йде зменшення маси атома азоту, кисню з поступовим переходом в стійкий стан атомів, тобто перехід для O2 > у N або в С. Для N - в С. В результаті організованого таким чином введення в зону горіння вільних електронів від молекул повітря, пари, води, молекул азоту, атомів кисню і азоту можна організувати горіння із зменшенням кількості палива як носія вільних електронів, що легко вивільняються, і наблизити установки до безпаливного горіння. Лазерний випромінювач встановлюється в потік палива або в потік окислювача (повітря) різними способами. На фіг. 2 показаний один з варіантів блоку лазерного перенесення інформації про каталізатор на потік рідини або газу, який виконано у вигляді труби - реактора 11 з фланцем і відводячим патрубком 12. У трубі - реакторі 11 розміщено лазерний модуль з приєднувальним фланцем 5. Промінь 1 твердотільного лазера 3 проходить через розділяючу перегородку 2, прозору для частоти лазера (інфрачервоного або ультрафіолетового діапазону), розщеплюючою насадкою 13 розсівається до необхідної величини, проходить крізь протікаючий газ або рідину відбивається від сферичної або призматичної поверхні 8 яка розміщена на підтримуючій решітці 9 в центрі труби - реактора 11 з ущільнювачами 10, відбивається від дзеркальних стінок 7 і від верхнього відбивача 6 і багато разів обробляє протікаючий потік газу або рідини, передаючи інформацію про каталізатор і порушуючи молекули рідини або газу. Модуляція каталізатором проводиться на один з електродів лазера 3, модулятором 4. Каталізатор знаходиться в модуляторі 4 і не знаходиться в зоні контакту променів з газом або 49341 6 рідиною, його не потрібно міняти із-за «отруєння» і необхідна кількість каталізатора дуже мала. Схема понад високочастотного (ПВЧ) збудження з введенням інформації про каталізатор та внесенням її в зону горіння відображено на фіг. 3. Генератор ПВЧ 1 модулюється інформацією про каталізатор шляхом модуляції катода вихідного елементу генератора модулятором 2. Випромінювання хвилеводу 6 напрямлено на зону горіння. Середній елемент коаксіального хвилеводу 10 виконаний у вигляді труби, з покритою електропровідним шаром поверхнею, перед яким знаходиться петля зв'язку 4, яка розміщена у резонансній камері З, по трубі подається газ, або рідке паливо, заздалегідь активоване. Коаксіальний хвилевод 10 та петля зв'язку 4 закріплені в ізоляторах 5. кінцевим елементом середнього елементу коаксіального хвилевода 10 є насадка з форсункою 7. Генератор ПВЧ 1 збуджує зону горіння 8, яка знаходиться у камері горіння 9 і розміщена між полюсами, кожен з яких складається з трьох слоїв, захисного слою 11, слою каталізаторів 12, та охолоджувального магнітопроводу 13. Окислювач додатково активується вказаним раніше способом. Таким чином, утворюється плазма, тобто організовується вивільнення електронів із з'єднання молекул і перетворення атомів. Ефект посилюється від присутності в зоні горіння 8 частот каталізаторів додатково збуджуючих горіння (сприяють звільненню електронів і участі їх в атомному процесі горіння). Весь процес понадвисокочастотного (ПВЧ) збудження з введенням інформації про каталізатор та внесенням її в зону горіння керується блоком живлення та управління 14. Ефективність способу підтверджується неодноразовими випробуваннями при роботі двигунів внутрішнього згоряння. На певних режимах роботи двигун працює практично без палива, горить повітря. При цьому, блок обробки окислювача (повітря) встановлювався перед карбюратором після повітряного фільтру і кільцевих магнітів та розташованими на поверхні магніта каталізаторами, захищеними полімерним покриттям. Обробка палива проводилася кільцевими магнітами з нанесеними на них каталізаторами і гранульованими каталізаторами (олово). Паливо, повітря, газ, після обробки міняють свої властивості, знаходяться в преддиссоційному стані, поліпшується дифузія окислювача і палива, повітря стає замість палива носієм вільних електронів, завдяки яким здійснюється процес горіння як атомний і виділяється енергія. Застосування даного способу дозволяє значно скоротити витрату пального при роботі різних теплових машин, позитивно позначається на екології, оскільки дозволяє зменшити утворення шкідливих продуктів горіння (окислів азоту, окислів вуглецю). 7 Комп’ютерна верстка Д. Шеверун 49341 8 Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601