Спосіб отримання водню і кисню та пристрій для його здійснення

1 Спосіб отримання водню та кисню шляхом термодисоціацм води, який включає нагрів води, наступне відділення від парогазової суміші продуктів дисоціації, їх сушіння і розділення, який відрізняється тим, що перервний процес термодисоціацм води, намагніченої перед розкладом, ведуть за рахунок енергії вибуху в інтервалі температур від 3000 до 4000°С в межах від 1 до 3 сек, які отримують в умовах викиду зустрічних мас води тиском, що створився в замкнутому об'ємі від розширення газів в результаті вибуху, надаючи воді початкової швидкості в діапазоні від 5000 до 5800 м/сек 2 Пристрій для отримання водню і кисню, який включає реактор, манометри, трубопроводи, який відрізняється тим, що має термодинамічну камеру, виконану у вигляді циліндричної ємності з напівсферичними торцями у вигляді відображувачів, внутрішні стінки якої покриті вогнестійким графлексом, оснащену зустрічно направленими гарматними стволами, жорстко закріпленими з нею і розташованими на одній осі, в задній частині яких розміщені затвори і пдрозарядні камери, а дула стволів, по центру осі яких розміщається конічний розсікач, жорстко з'єднані між собою, розташовані усередині камери, теплообмінник, в порожнині якого розміщені газовипускний трубопровід, жорстко з'єднаний з термодинамічною камерою, змійовик і радіатор 3 Пристрій за п 2, який відрізняється тим, що термодинамічна камера і гарматні стволи, які знаходяться в рідкому водному середовищі, розташовані під землею в залізобетонному захисті, виконаному у вигляді саркофага 4 Пристрій за п 2 або 3, який відрізняється тим, що він оснащений турбодетандерами і електромагнітом, які розташовані в тракті випускного трубопроводу радіатора О ю о Винаходи відносяться до області водневої енергетики і можуть бути використані в різних галузях народного господарства, які споживають водень і кисень, наприклад, в ХІМІЧНІЙ, металургійній та інших галузях промисловості, переважно у транспорті в якості палива ВІДОМІ способи розкладу води електролізом, термохімічним розкладом, а також радіолізом Недоліком способу отримання водна і кисні електролізом розчинів електролітів шляхом пропускання електричного струму через електроди з алюмінію або його сплавів є використання дорогих дефіцитних електродів, складність технологічної схеми, а також невисока продуктивність 15003600мл/ч Недоліком термохімічного способу розкладу води є багатоетапність і наявність реагентів корродіюючих апаратуру Недоліком термічного найефективнішого способу розкладу води практично із 100-втдсотковим к к д , в якому використовуються високі температури в теперішній час є недостатня термостійкість конструкційних матеріалів Радіоліз води характеризується дуже низьким виходом водню до 17моль/100ев Найбільш близьким до пропонованого являється спосіб отримання водню і кисню шляхом термодисоціацм води, який включає нагрів водяної пари до 400-550°С в присутності гідроокису кальцію у вигляді дисперсного порошку і наступне відділення від парогазової суміші продуктів дисоціації, їх осушування та їх поділ Див а с №3071334, С01ВЗ/06 вибраний в якості прототипа Недоліком цього способу є низька мольна концентрація водню і кисню в гарячій парі при низьких обмежених температурах, які і визначають його СО О (О 60305 невисоку продуктивність модинамічну установку і отже на и виготовлення Відомий пристрій для отримання водню і киснепотрібні високо термостійкі конструкційні матеню в установці див патент №2006527 Мкл ріали Крім того установка забезпечена охолоджуС25В1/04, яка включає електролізер з електродаючою системою Використання гарячої води в зами, трубопроводи для подачі води і відведення пропонованому способі при її дисоціації прогрітою отриманих газів, пристрій для розмішування викоенергією вибуху, дає економію ВР так як, чим винаного у вигляді мембранного регулятора ще температура води, тим менше и в'язкість і тим більше и швидкість по стволах від якої пропорційНедоліком відомого пристрою є велика метано залежить величина енергії, яка іде на дисоціалоємкість установки і низька продуктивність при цію води, а вода пропущена через магнітне поле, великих затратах електроенергії дає можливість продовжити строк служби установВідомий пристрій вибраний як прототип див ки, так як розчинені в намагніченій воді солі не а с №1623946 С01ВЗ/08 для одержання водню і відкладаються на металічних поверхнях Для закисню, який містить реактор, манометри, трубостосування в запропонованому способі дисоціації проводи, ємність для отримання лугу, бакводи найбезпечнішими, екологічно чистими і найвідстойник і другий реактор дешевшими ВР є ОКСИЛІКВІТИ, які мають високу Принцип роботи пристрою заключаться з наенергію і виробляються з доступних та економічступному В ємності готують концентрований розних компонентів ОКСІЛІКВІТИ не містять в собі спочин гідроокису натрію 3 цією метою 4 вагові часлучень азота і при надлишку кисню не виділяють тини вуглекислого нагрію /ЫазСОз/ розчиняють у окислів вуглецю їх виготовлення здійснюється 16 вагових частинах прісної води і нагрівають з поблизу місць використання допомогою скрапленого газу в кільцевих пальниках Процес отриманий водню і кисню здійснюють з використанням енергії вибуху в термодинамічній Потім 1 вагомою частиною негашеного вапна установці з допомогою ВР, де при детонації яких обробляють 4 вагові частини прісної води і рідку за рахунок високих тисків, швидкостей, гідро і термасу загружають в ємність, після цього розчин мічного ударів, а також високої температурної навідстоюють і прозору рідину /NaOH/ переливають пруги відбувається інтенсивний процес руйнуванв бак-відстойник, а потім в реактори, де відбуваня молекулярної структури води, внаслідок якого ється взаємодія NaOH з алюмінієм або цинком з вода за короткий проміжок часу переходить з рідвиділенням водню кого в газоподібний стан Головним недоліком цього пристрою є також велика металоємкість установки при низькій проЗазначений спосіб отримання водню і кисню дуктивності з високою собівартістю отримання здійсняють у пристрої, який включав термодинаміводню чну камеру, виконану у вигляді циліндричної ємності, з напівсферичними торцями у вигляді відобраЗадачею винаходу є створення способу здійсжувачів, внутрішні стінки якої покриті вогнестійким нення процесу розкладу води для отримання водграфлексом, який представляє собою графіт моню і кисню, за рахунок енергії вибуху і установки дифікований сірчаною кислотою з діапазоном темякі дозволяють різко збільшити продуктивність, ператур від -200 до +3000°С оснащену пушечними знизити енергоспоживання і вартість цільових стволами, жорстко закріпленими з нею і розташопродуктів ваними на одній осі зустрічно направленими в заЗадача досягається у способі отримання воддній частині яких розміщені затвори і пдрозарядні на і кисню з гарячої намагніченої води в термодикамери, а дула стволів по центру осі яких розмінамічній установці шляхом розкладу з допомогою шається конічний розсікач, жорстко з'єднані між енергії вибуху в інтервалі температур від 3000 до собою, розташовані усередині камери, теплооб4000°С а межах від 1 до Зсек, які отримують при мінник в порожнині якого розміщені газовипускний викиданні зустрічних мас води із стволів тиском, трубопровід, жорстко з'єднаний з термодинамічякий утворився від розширення газів в наслідок ною камерою змійовик і радіатор Термодинамічна вибуху який надає воді початкову швидкість в діакамера і пушечні стволи, які знаходяться в рідкому пазоні від 5000 до 5800м/сек, яка в свою чергу водному середовищі, розташовані під землею в досягається за рахунок вибору потужності вибухозалізобетонному захисті, виконаному у вигляді вої речовини /ВР/, ваги заряду, швидкості згорання саркофага і оптимальної довжини ствола Тому, час швидкості згорання /ВР/, виражає не абстрактний розмір, Установка оснащена турбодетандерами для а характеризує інтенсивність процесу дисоціації зріджування отриманих газів, а також електромагводи, яка зі свого боку /інтенсивність/ є мірою ененітом для розділення газової суміші розташованих ргонасиченості Отож потужність і швидкість детов тракті випускного трубопроводу радіатора нації, застосованих, ВР в даному процесі мають Сукупність винаходів заключається в тому, що вирішальне значення отримання водню і кисню способом термодисоціацм води здійснюють переривно при високих темОдержані в наслідок вибуху високі температупературах від 3000 до 4000°С, діючих короткочасри в термодинамічній камері в даному процесі діно в межах від 1 до Зсек за рахунок енергії вибують короткочасно /в межах від 1 до Зсек/ завдяки ху, процес якого відбувається в термодинамічній тому, що, коли газ розширюється і при цьому здійкамері, у якої внутрішні стінки покриті вогнестійким снює роботу, він різко охолоджується і внутрішня графлексом з робочими температурами від -200 енергія його убуває А так як вибухи відбуваються до +3000°С, яка знаходиться в рідкому водному періодично, тобто переривно через установлений середовищі і розташованою під землею в залізотехнологією проміжок часу, то високі короткочасні бетонному саркофазі, що дозволяє напряму без температури не можуть руйнівно впливати на тер 60305 проміжних етапів, де витрачається тільки вода і ВР, збільшити продуктивність, к к д установки, знизити енергоспоживання і вартість отриманих продуктів, а також гарантувати безпечність в експлуатації і збільшити строк її служби Приведена сукупність суттєвих ознак обумовлюючих суть запропонованих винаходів в повному об'ємі невідома з патентної і науково-технічної літератури Це дозволяє мені, автору, вважати, що запропоноване рішення відповідає вимогам патентоспроможності винаходів та їх критеріям а саме з результатів патентного пошуку "Новизна" їх невідома з рівня техніки Винаходи мають "винахідницький рівень", так як відвертим образом не випливають із рівня техніки і природно відповідають критерію "промислового застосування", так як продукти, отримані у великій КІЛЬКОСТІ З ДОПОМОГОЮ запропонованих способу і пристрою можуть бути, використані практично в ХІМІЧНІЙ, металургійній та інших галузях промисловості особливо в транспорті в якості палива Сутність винаходу пояснюється принциповою схемою установки зображеної на кресленні На фіг зображено загальний вид описаного пристрою Пристрій для отримання водню і кисню з води включає термодинамічну камеру 1, пушечні стволи 2, залізобетонний саркофаг 3, теплообмінник 4 Камера 1, яка служить для дисоціації води на складові частини, виконана в вигляді циліндричної ємності з торцями у вигляді напівсферичних відображувачів З В порожнині камери 1, стінки якої покриті вогнестійким графксом 6, у верхній частині и закріплена труба 7 для випуску продуктів дисоціації води, збоку камери 1 розташований люк 8 для періодичної очистки від утвореного шламу, а в нижній частині закріплено вентиль 9 для зливу води Камера 1 встановлена на опорах 10 По торцям камери 1 на осьовій лінії зустрічно і жорстко з камерою 1 закріплені дула 11 пушечних стволів 2, в жорсткому з'єднані яких по центру осі закріплений конічний розсікач 12, який виконує роль балансіру так як зрівноважує реактивні сили при вибуху і таким чином виключає зворотний механізм в стволах 2 і дозволяє використовувати реактивну силу віддачі в процесі дисоціації води В задній частині пушечних стволів 2, призначених для напрямку руху води розташовані затвори 13, через які закладають заряди ВР і пдрозарядні камери 14 для заповнення певної маси води в порожнині яких розміщені клапани 15, які служать для впуску гарячої води в камери 14 з теплообмінника 4 через трубопроводи 16 і вентилі 17, клапанів 18 для випуску повітря з камер 14 при заповненні їх гарячою водою з верхнього шару теплообмінника 4 і клапанів 19, які служать дія запору води, що знаходиться в камерах 14 Під землею на певній глибині, залежності від розмірів термодинамічної камери 1 із залізобетону для безпечності роботи установки виконано саркофаг 3, що заповнений охолоджуючою водою, в якому розташовані камера 1 і пушенні стволи 2 Внутрішні стінки саркофагу 3 покриті пдротеплоїзолятором 20, який представляє собою суміш рідкого скла з скляною ватою Верхня частина саркофагу 3 перекрита залізобетонними плитами 21 В теплообміннику 4, розташованому на плиті 21 перекриття, виконаному у вигляді циліндричної ємності, заповненої водою, де відбувається обмін проточної води для ефективного охолодження газової суміші розташований трубопровід 7 для випуску продуктів дисоціації води з камери 1 в надводну порожнину теплообмінника 4, в верхній частині якого для контролю внутрішнього тиску над водою і в порожнині камери 1 закріплені манометри 22 і запобіжний клапан 23, тут же встановлений клапан 24 автоматичного підтримання постійного рівня води яка надходить через вентиль 25 по трубопроводу 26 В порожнині теплообмінника 4 до бокової стінки прикріплені змійовик 27 з воронкою 28 і радіатор 29, в яких при проходженні охолоджується парогазова суміш При цьому конденсат пари осідає на дно радіатора 29, який періодично зливається через вентиль ЗО а газова суміш, що рухається під тиском по трубопроводу 31 поступає в осушувач 32 який являє собою ємність заповнену гіроскопічними гранулами пористої кераміки високого водопоглинання Висушена суміш газу, проходячи через магнітне поле електромагніту 33 розділяється на його складові Парамагнітні молекули кисню магнітним полем притягуються в боковий трубопровід 34, молекули водню рухаються по прямому трубопроводу 31 на повторний осушувач 35, далі розділені гази надходять на турбод етан дери 36, де вони підтиском, виконавши роботу, від розширення віддавши своє тепло, переходять в рідкий стан Через дно теплообмінника 4 в порожнину саркофагу 3 проходять труби 37 які сполучать ємності для заповнення їх охолоджуючою водою Труби 16 на яких закріплені ПОСТІЙНІ магніти 33 для намагнічування постачальної води, закріплені на бокових стінках теплообмінника 4 служать для подачі гарячої води в пдрозарядні камери 14, а водопровідні труби 39 з вентилями 40, які сполучаються з порожнинами теплообмінника 4 і саркофагу 3,служать для циркуляції води між ними, яка відбувається за рахунок різниці температур При ремонтних роботах для зливу води з ємностей теплообмінника 4 і саркофагу 3 в них встановлені вентилі 41 Установка працює таким чином Після одночасного зарядження задньої частини стволів 2 ВР затвори 13 закривають після чого, одночасно відкривають вентилі 17 трубопроводів 16 з гарячою водою обробленою магнітним полем магнітів 40, що поступає з верхнього шару теплообмінника 4 в пдрозярядні камери 14 через клапани 15 при закритих клапанах 19 і заповнюють їх до закриття клапанів 18 Після заповнення водою камер 14 заряди ВР одночасно у двох стволах 2 підпалюють електричним запалом /не показано/ Після детонації ВР гідравлічний протиудар, що стався після зіткнення двох мас води при швидкостях, температурі і тиску багаторазово перевищених критично в зоні контакту, приводить до руйнування структури молекул води, розколює їх, розпилює і перетворює в дисперсний лиманний/ стан, який уже під дією високої температурної напруги, при максимально послабленому молекулярному зв'язку, розкладається на водень і кисень Причому, плазма і розпарені гази які стікають з стволів 2 услід за водою, змішуючись з нею, піднімаючи ще 8 60305 29, піднімається вгору і через трубопровід 31 повище температуру, миттєво розширюються і згаступає в осушувач 32, де відбирається волога, сають не викликаючи звуку, так як термодинамічна далі газова суміш в магнітному полі електромагнікамера 1, випускні трубопроводи 7, 31 і сам тепта 33 розділяється на водень і кисень, після цього лообмінник 4 виконують функцію глушителя гази знову, поступаючи на повторний осушувач 35 /заглушувач/ і після сушки під тиском поступають на турбодетаПісля розкладу води парогазова суміш при ндери 36, де гази, віддавши свою енергію максипідвищенні тиску в камері 1 миттєво спрямовуєтьмально охолоджуються при розширенні і перехося по трубопроводу 7 виходить в надводну порождять в рідкий стан Після зарядження і повної гонину теплообмінника 4 і через воронку 23 іде по товності установки, яка являється одним з видів змійовику 27, де охолоджується і поступивши в теплового двигуна, де після робочого такту прохорадіатор 29, водяна пара конденсується, дистилят дить розширення і випуск утворених газів, робочий при цьому під власною вагою опускається на низ цикл повторюється радіатора 29, де періодично через вентиль ЗО зливається, а газова суміш, охолоджена в радіаторі • 23 21 29 ' З І 3 2 3 5 3 6 'ЗТТУ. ,'g., Г'*-'b J -"T > -T" J ^'!r " І -А'"' 'І ""і Фіг. Комп'ютерна верстка О Гапоненко Підписне Тираж39 прим Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, Львівська площа, 8, м Київ, МСП, 04655, Україна ДП "Український інститут промислової власності", вул Сім'ї Хохлових, 15, м Київ, 04119