RU2451057C2 - Способ и устройство для получения энергии - Google Patents
Способ и устройство для получения энергии Download PDFInfo
- Publication number
- RU2451057C2 RU2451057C2 RU2009127491/04A RU2009127491A RU2451057C2 RU 2451057 C2 RU2451057 C2 RU 2451057C2 RU 2009127491/04 A RU2009127491/04 A RU 2009127491/04A RU 2009127491 A RU2009127491 A RU 2009127491A RU 2451057 C2 RU2451057 C2 RU 2451057C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- reaction
- silicon
- energy
- reaction zone
- source
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 73
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 190
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 62
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 52
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims abstract description 52
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 28
- 229910001570 bauxite Inorganic materials 0.000 claims abstract description 27
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 26
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 claims abstract description 25
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 claims abstract description 19
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 claims abstract description 19
- 239000004576 sand Substances 0.000 claims abstract description 18
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 14
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 claims abstract description 14
- 239000010438 granite Substances 0.000 claims abstract description 9
- 239000010445 mica Substances 0.000 claims abstract description 9
- 229910052618 mica group Inorganic materials 0.000 claims abstract description 9
- -1 gneiss Substances 0.000 claims abstract description 8
- 239000010454 slate Substances 0.000 claims abstract description 8
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims abstract description 4
- 239000010453 quartz Substances 0.000 claims abstract description 4
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 52
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 50
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 44
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 42
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 40
- 239000007858 starting material Substances 0.000 claims description 29
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 27
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 27
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 27
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 25
- 239000003921 oil Substances 0.000 claims description 16
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 15
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 12
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims description 12
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 11
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 10
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 239000010426 asphalt Substances 0.000 claims description 6
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 claims description 6
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 claims description 6
- 239000003245 coal Substances 0.000 claims description 5
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 claims description 5
- 229910052756 noble gas Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000004058 oil shale Substances 0.000 claims description 5
- 239000003027 oil sand Substances 0.000 claims description 4
- 238000011049 filling Methods 0.000 claims description 3
- 239000011269 tar Substances 0.000 claims description 3
- 239000004575 stone Substances 0.000 claims description 2
- 239000000969 carrier Substances 0.000 abstract description 8
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 7
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 21
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 18
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 18
- 239000000047 product Substances 0.000 description 18
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 15
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 14
- 238000005868 electrolysis reaction Methods 0.000 description 13
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 11
- 229910001610 cryolite Inorganic materials 0.000 description 11
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 11
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 11
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 10
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 10
- 239000002803 fossil fuel Substances 0.000 description 10
- 235000019353 potassium silicate Nutrition 0.000 description 9
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 239000003570 air Substances 0.000 description 8
- 230000007062 hydrolysis Effects 0.000 description 8
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 description 8
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N iron Substances [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 8
- UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N Iron oxide Chemical compound [Fe]=O UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N Silane Chemical compound [SiH4] BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 6
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 6
- 150000004756 silanes Chemical class 0.000 description 6
- 239000012080 ambient air Substances 0.000 description 5
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 5
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 5
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 5
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 5
- 239000003546 flue gas Substances 0.000 description 5
- MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N Hydrogen peroxide Chemical compound OO MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- ATUOYWHBWRKTHZ-UHFFFAOYSA-N Propane Chemical compound CCC ATUOYWHBWRKTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 4
- WNROFYMDJYEPJX-UHFFFAOYSA-K aluminium hydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[OH-].[Al+3] WNROFYMDJYEPJX-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 4
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 4
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 4
- 235000013980 iron oxide Nutrition 0.000 description 4
- YTHCQFKNFVSQBC-UHFFFAOYSA-N magnesium silicide Chemical compound [Mg]=[Si]=[Mg] YTHCQFKNFVSQBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910021338 magnesium silicide Inorganic materials 0.000 description 4
- 150000004760 silicates Chemical class 0.000 description 4
- NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N sodium silicate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-][Si]([O-])=O NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 4
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 3
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 3
- RHZUVFJBSILHOK-UHFFFAOYSA-N anthracen-1-ylmethanolate Chemical compound C1=CC=C2C=C3C(C[O-])=CC=CC3=CC2=C1 RHZUVFJBSILHOK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000003830 anthracite Substances 0.000 description 3
- 239000003575 carbonaceous material Substances 0.000 description 3
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 3
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 3
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 3
- 239000012299 nitrogen atmosphere Substances 0.000 description 3
- 229910021426 porous silicon Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 3
- 238000003980 solgel method Methods 0.000 description 3
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 2
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- TWRXJAOTZQYOKJ-UHFFFAOYSA-L Magnesium chloride Chemical compound [Mg+2].[Cl-].[Cl-] TWRXJAOTZQYOKJ-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 229910019018 Mg 2 Si Inorganic materials 0.000 description 2
- 235000015076 Shorea robusta Nutrition 0.000 description 2
- 244000166071 Shorea robusta Species 0.000 description 2
- LKTZODAHLMBGLG-UHFFFAOYSA-N alumanylidynesilicon;$l^{2}-alumanylidenesilylidenealuminum Chemical group [Si]#[Al].[Si]#[Al].[Al]=[Si]=[Al] LKTZODAHLMBGLG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 2
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 description 2
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 2
- 239000010791 domestic waste Substances 0.000 description 2
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 2
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 2
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 2
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 2
- 239000000295 fuel oil Substances 0.000 description 2
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 2
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 2
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 2
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 2
- 239000002159 nanocrystal Substances 0.000 description 2
- 239000002086 nanomaterial Substances 0.000 description 2
- 239000001294 propane Substances 0.000 description 2
- 150000003377 silicon compounds Chemical class 0.000 description 2
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011863 silicon-based powder Substances 0.000 description 2
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 2
- 101100493712 Caenorhabditis elegans bath-42 gene Proteins 0.000 description 1
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001018 Cast iron Inorganic materials 0.000 description 1
- PXGOKWXKJXAPGV-UHFFFAOYSA-N Fluorine Chemical compound FF PXGOKWXKJXAPGV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 1
- 229910010082 LiAlH Inorganic materials 0.000 description 1
- MXRIRQGCELJRSN-UHFFFAOYSA-N O.O.O.[Al] Chemical compound O.O.O.[Al] MXRIRQGCELJRSN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004111 Potassium silicate Substances 0.000 description 1
- 239000006004 Quartz sand Substances 0.000 description 1
- 229910003902 SiCl 4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004115 Sodium Silicate Substances 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 1
- 150000001335 aliphatic alkanes Chemical class 0.000 description 1
- 229910052910 alkali metal silicate Inorganic materials 0.000 description 1
- AZDRQVAHHNSJOQ-UHFFFAOYSA-N alumane Chemical class [AlH3] AZDRQVAHHNSJOQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 1
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 239000000292 calcium oxide Substances 0.000 description 1
- ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N calcium oxide Inorganic materials [Ca]=O ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000006555 catalytic reaction Methods 0.000 description 1
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 239000004927 clay Substances 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 239000000571 coke Substances 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 239000010779 crude oil Substances 0.000 description 1
- 229910021419 crystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005202 decontamination Methods 0.000 description 1
- 230000003588 decontaminative effect Effects 0.000 description 1
- 238000006477 desulfuration reaction Methods 0.000 description 1
- 230000023556 desulfurization Effects 0.000 description 1
- IJKVHSBPTUYDLN-UHFFFAOYSA-N dihydroxy(oxo)silane Chemical compound O[Si](O)=O IJKVHSBPTUYDLN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 description 1
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 239000005431 greenhouse gas Substances 0.000 description 1
- 230000009931 harmful effect Effects 0.000 description 1
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 1
- 239000002440 industrial waste Substances 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 239000013067 intermediate product Substances 0.000 description 1
- VBMVTYDPPZVILR-UHFFFAOYSA-N iron(2+);oxygen(2-) Chemical class [O-2].[Fe+2] VBMVTYDPPZVILR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003077 lignite Substances 0.000 description 1
- 239000011244 liquid electrolyte Substances 0.000 description 1
- 229910001629 magnesium chloride Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000395 magnesium oxide Substances 0.000 description 1
- CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N magnesium oxide Inorganic materials [Mg]=O CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N magnesium;oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[Mg+2] AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002609 medium Substances 0.000 description 1
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 238000000593 microemulsion method Methods 0.000 description 1
- 238000006396 nitration reaction Methods 0.000 description 1
- 230000009965 odorless effect Effects 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 239000003415 peat Substances 0.000 description 1
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 description 1
- NNHHDJVEYQHLHG-UHFFFAOYSA-N potassium silicate Chemical compound [K+].[K+].[O-][Si]([O-])=O NNHHDJVEYQHLHG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052913 potassium silicate Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 238000000197 pyrolysis Methods 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 238000006479 redox reaction Methods 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 238000011946 reduction process Methods 0.000 description 1
- 238000012827 research and development Methods 0.000 description 1
- 230000029058 respiratory gaseous exchange Effects 0.000 description 1
- 239000011435 rock Substances 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 229910000077 silane Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000003376 silicon Chemical class 0.000 description 1
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052911 sodium silicate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000019351 sodium silicates Nutrition 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 1
- 239000006163 transport media Substances 0.000 description 1
- 239000002918 waste heat Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B21/00—Nitrogen; Compounds thereof
- C01B21/06—Binary compounds of nitrogen with metals, with silicon, or with boron, or with carbon, i.e. nitrides; Compounds of nitrogen with more than one metal, silicon or boron
- C01B21/068—Binary compounds of nitrogen with metals, with silicon, or with boron, or with carbon, i.e. nitrides; Compounds of nitrogen with more than one metal, silicon or boron with silicon
- C01B21/0682—Preparation by direct nitridation of silicon
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/36—Hydrogen production from non-carbon containing sources, e.g. by water electrolysis
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Silicon Compounds (AREA)
- Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)
- Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
Abstract
Изобретение относится к использованию в качестве энергоносителей исходных материалов, содержащих диоксид кремния. Изобретение касается способа и устройства выработки энергии и включает в себя следующие операции: введение исходного материала в зону реакции, причем исходный материал содержит один или несколько следующих компонентов: песок, боксит, содержащий диоксид кремния, кварц, гнейс, слюда, гранит, сланец; использование источника первичной энергии, чтобы начать реакцию, в которой исходный материал нагревается и из исходного материала выделяется кремний; использование кремния в первой частичной реакции, которая протекает экзотермически и позволяет выделять теплоту; использование указанной теплоты как вторичной энергии для замещения источника первичной энергии при нагревании исходного материала и/или для подачи по меньшей мере в одну дополнительную частичную реакцию или в несколько частичных реакций, которые требуют ввода энергии, по окончании которых получают продукт, содержащий кремний, в частности карбид кремния, нитрид кремния. Технический результат - получение кремниевых продуктов, которые могут быть использованы как энергоносители. 2 н. и 17 з.п. ф-лы, 21 ил.
Description
Предпосылки к созданию изобретения
Диоксид углерода представляет собой химическое соединение, содержащее углерод и кислород. Диоксид углерода представляет собой бесцветный газ, не имеющий запаха. При низких концентрациях он является природным компонентом воздуха и возникает в живых организмах при дыхании клетки; он также возникает при сжигании содержащих углерод материалов при достаточном количестве кислорода. Следует отметить, что с начала индустриализации содержание компонента CO2 в атмосфере существенно возросло. Основной причиной этого являются выбросы СО2, вызванные деятельностью человека, что известно как антропогенные выбросы CO2.
Диоксид углерода в атмосфере поглощает часть теплового излучения. Это свойство делает диоксид углерода парниковым газом и одной из причин возникновения парникового эффекта.
По этой и другим причинам, в настоящее время проводятся исследования и разработки в самых разных направлениях, чтобы найти возможность снижения антропогенных выбросов CO2. Существует большая потребность в снижении выбросов CO2 при выработке энергии, которую часто осуществляют за счет сжигания ископаемых энергоносителей, таких как уголь или газ, а также в других процессах горения, например, во время сжигания бытовых отходов. В указанных процессах каждый год выпускают в атмосферу сотни миллионов тонн CO2.
Как уже было указано здесь выше, горючие вещества, которые требуются для выработки теплоты, создают CO2. До настоящего времени ни одному человеку не пришла в голову мысль об использовании песка, имеющегося в нефтеносных песках (SiO2), в горючем сланце (SiO2+[СО3]2), в боксите или в содержащих гудрон песках или сланцах, и в других смесях, чтобы уменьшить выбросы CO2 и, кроме того, получить новые исходные материалы и, прежде всего, энергию из продуктов, полученных при помощи такого нового способа.
Вместо использования встречающихся в природе смесей песка и нефти, в этом новом способе также могут быть использованы промышленные или бытовые отходы, содержащие углеводороды, возможно, с добавкой песка. Возможно также использование вместо нефти природного асфальта (который называют также минеральным пеком). Особенно предпочтительной является смесь, полученная из асфальта, перемешанного с чистым песком или со строительным бутовым камнем, который содержит в качестве компонента песок.
Однако также может быть использовано жидкое стекло, которое представляет собой смесь песка с кислотой или щелочью, причем жидкое стекло перемешивают с нефтью, чтобы получить углеводородный компонент, необходимый для осуществления настоящего изобретения (способ микроэмульсии).
Настоящее изобретение также может быть использовано особенно эффективно для очистки пляжей и песчаных отмелей, например, загрязненных в результате аварии танкера. Для этого лучше всего подходит транспортное средство, а преимущественно судно, оборудованное одной или несколькими зонами реакции в соответствии с настоящим изобретением. Это позволяет производить обработку песка, загрязненного тяжелой нефтью, в месте его нахождения, и преобразовывать его в ценные продукты без вредного воздействия на окружающую среду. При этом одновременно получают энергию.
Известно, что запасы нефтеносных песков (SiO2) и сланцев ((SiO2+[СО3]2) превышают мировые запасы нефти во много раз. Известные в настоящее время технические процессы, применяемые для разделения нефти и минералов, являются неэффективными и слишком дорогими. Отметим, что природный асфальт встречается во многих местах земного шара, однако его добычу в промышленных масштабах ведут главным образом в Тринидаде.
Песок встречается при больших или меньших концентрациях повсеместно на поверхности земли. В основном песок содержит кварц (диоксид кремния; SiO2). Однако компоненты кремния имеются также в гнейсе, слюде, граните, сланце и боксите. Поэтому такие породы также могут быть использованы в соответствии с настоящим изобретением.
Задачей настоящего изобретения является создание таких возможных исходных материалов и способов их производства. Химические новшества, использованные в предложенном способе, характеризуются тем, что кремний, присутствующий в песках, сланцах и других смесях, участвует в реакции, при этом создают обратимый водородный носитель.
Каскадированная последовательность индивидуальных реакций (которую здесь называют также каскадной связью энергии с материалом или ЕМС2) является отличительной для настоящего изобретения. Указанные индивидуальные реакции соединяют друг с другом так, что с каждым шагом реакции возрастает количество выделенной энергии или же с каждым шагом реакции получают другие (а преимущественно более ценные или обладающие большей энергией) продукты реакции. Для этого индивидуальные зоны реакций, в которых протекают частичные реакции, соединяют друг с другом термически и/или с возможностью переноса реагентов.
Кроме того, задачей настоящего изобретения является создание альтернативных возможных подходов к генерированию энергии и созданию обратимых водородных носителей, которые можно безопасно транспортировать и которые обеспечивают пользователя водородом.
В соответствии с настоящим изобретением, в первой частичной реакции в способе использования энергоустановки, получают кремний из одного или нескольких следующих исходных материалов:
нефтеносный песок, горючий сланец, боксит, гнейс, слюда, гранит или сланец. Это не означает, что эту частичную реакцию обязательно осуществляют первой. Смесь одного или нескольких указанных исходных материалов может быть использована в этой первой частичной реакции, причем эту смесь ожиживают путем добавки кислоты или щелочи, например, чтобы улучшить транспортирование по трубам. В этом случае, кислота или щелочь впоследствии может быть рекуперирована за счет нагревания с использованием источника первичной энергии.
В соответствии с настоящим изобретением используют, среди прочего, тот факт, что кремний (например, в виде порошка с соответствующей температурой) при сгорании в чистом (холодном) азоте (например, в азоте из окружающего воздуха) может вступать в реакцию с азотом с образованием нитрида кремния, так как реакция является сильно экзотермической. Возникающая теплота может быть использована в реакторах, например, в процессах на энергоустановках. Эту реакцию кремния с образованием нитрида кремния называют второй частичной реакцией.
Кремний, возникающий в первой частичной реакции в соответствии с настоящим изобретением в процессах на энергоустановках, из нефтеносного песка, горючего сланца, боксита, гнейса, слюды, гранита и/или сланца, является поверхностно-активным и обработан каталитически (например, с использованием магния и/или алюминия в качестве катализатора) водородом, так чтобы получить моносилан. Эту реакцию кремния с образованием моносилана называют здесь третьей частичной реакцией. Полученный моносилан может быть удален из реакционной камеры и дополнительно подвергнут в другом месте каталитической реакции с приложением давления (четвертая частичная реакция). В соответствии с уравнением
Si+SiH4→(с использованием катализатора, такого как Pt и т.п.)→Si(SiH4)+SiHn(SiH4)m+SinHm
могут быть получены силаны с длинной цепью, которые могут быть использованы как в технологии топливных элементов, так и в двигателях. Силаны представляют собой возможную форму обратимого носителя водорода.
Однако следует иметь в виду, что кремний (такой как порошок кремния) также может быть нитрирован в способе в соответствии с настоящим изобретением в азоте (N2) атмосферы при температурах около 1400°С, с образованием нитрида кремния Si3N4. Этот тип реакции является разновидностью второй частичной реакции.
Нитрид кремния затем может быть преобразован в NH3, например, за счет использования гидролиза. Примерная реакция, протекающая при таком гидролизе, соответствует следующему уравнению:
Si3N4+6H20→3SiO2+4NH3
Таким образом, NH3 и диоксид кремния получаются в этой реакции. NH3 представляет собой выдающийся водородный носитель. Так как гидролиз нитрида кремния протекает относительно медленно, нитрид кремния используют в соответствии с настоящим изобретением в виде порошка, хлопьев или в пористом виде. За счет этого получают существенно большие площади поверхности, которые делают гидролиз нитрида кремния намного более быстрым и эффективным. Этот подход основан на обнаружении того факта, что в гидролизе нитрида кремния существенную роль играет поверхность гидролиза. Таким образом, гидролиз становится более эффективным за счет преднамеренного увеличения поверхности нитрида кремния. Реакцию нитрида кремния с образованием NH3 за счет использования гидролиза называют здесь пятой частичной реакцией. Было обнаружено, что особенно эффективным является использование наноструктур или нанокристаллов Si3N4, которые могут быть получены, например, при помощи золь-гель процесса. В свою очередь, энергия для золь-гель процесса может быть отобрана из одной из частичных реакций в соответствии с настоящим изобретением.
Кремний, NH3 и силаны представляют собой выдающиеся источники энергии, которые могут быть доставлены потребителю безо всяких проблем, чтобы там освободить из них водород. Однако следует иметь в виду, что перекись водорода лучше подходит для использования в качестве источника энергии. Перекись водорода может быть образована в дополнительной частичной реакции в соответствии с настоящим изобретением, которая связана с процессом использования энергоустановки или объединена с таким процессом. Это относится также и к производству кремния, NH3 или силанов, которое также может быть связано с процессом использования энергоустановки или объединено с таким процессом.
Указанные ранее и другие характеристики изобретения будут более ясны из последующего детального описания его примерных вариантов, приведенного со ссылкой на схематичные сопроводительные чертежи.
Краткое описание чертежей
На фиг.1 показана схема первой частичной реакции в соответствии с настоящим изобретением.
На фиг.2 показана схема второй частичной реакции в соответствии с настоящим изобретением.
На фиг.3 показана схема третьей частичной реакции в соответствии с настоящим изобретением.
На фиг.4 показана схема четвертой частичной реакции в соответствии с настоящим изобретением.
На фиг.5 показана схема пятой частичной реакции в соответствии с настоящим изобретением.
На фиг.6 показана схема шестой частичной реакции в соответствии с настоящим изобретением.
На фиг.7 показана схема седьмой частичной реакции в соответствии с настоящим изобретением.
На фиг.8 показана схема восьмой частичной реакции в соответствии с настоящим изобретением.
На фиг.9 показана схема девятой частичной реакции в соответствии с настоящим изобретением.
На фиг.10 показана схема десятой частичной реакции в соответствии с настоящим изобретением.
На фиг.11 показана схема одиннадцатой частичной реакции в соответствии с настоящим изобретением.
На фиг.12 показана схема двенадцатой частичной реакции в соответствии с настоящим изобретением.
На фиг.13 показана схема тринадцатой частичной реакции в соответствии с настоящим изобретением.
На фиг.14 показана схема четырнадцатой частичной реакции в соответствии с настоящим изобретением.
На фиг.15 показана схема пятнадцатой частичной реакции в соответствии с настоящим изобретением.
На фиг.16 показана схема первого примерного варианта установки в соответствии с настоящим изобретением.
На фиг.17 показана схема второго примерного варианта установки в соответствии с настоящим изобретением.
На фиг.18 показана схема третьего примерного варианта установки в соответствии с настоящим изобретением.
На фиг.19 показана схема четвертого примерного варианта установки в соответствии с настоящим изобретением.
На фиг.20 показана схема пятого примерного варианта установки в соответствии с настоящим изобретением.
На фиг.21 показана схема шестого примерного варианта установки в соответствии с настоящим изобретением.
Подробное описание изобретения
Далее настоящее изобретение будет описано на базе примеров. Первый пример связан с использованием настоящего изобретения при работе энергоустановки, для того, чтобы снизить выброс или полностью исключить выброс CO2, который происходит при получении на ней энергии.
В соответствии с настоящим изобретением используют совокупность химических реакций, которые осуществляют в заданном порядке, в которых новые химические соединения (называемые продуктами) получают из исходных материалов (также называемых реагентами). (Частичной) реакцией (реакциями) в соответствии с настоящим изобретением называют реакцию, в которой СO2 поглощается и/или связывается в значительных количествах.
В первом примерном варианте, например, песок, который перемешивают с нефтью, тяжелой нефтью, гудроном и/или асфальтом, которые являются источниками первичной энергии, или горючий сланец используют как исходный материал. Однако также могут быть использованы один или несколько следующих источников первичной энергии: бурый уголь или антрацит, торф, дрова, газ.
Эти исходные материалы подают в реакционную камеру, например, выполненную в виде камеры догорания или камеры сгорания. CO2 вдувают в такую камеру.
В первом примерном варианте, этим СО2 может быть отходящий газ СO2, который возникает в больших количествах, когда получают энергию из ископаемого топлива, и который до настоящего времени во многих случаях выбрасывают в атмосферу. Преимущественно, но не обязательно, (окружающий) воздух дополнительно подают в камеру, по меньшей мере в начале первой частичной реакции. Вместо окружающего воздуха или в дополнение к окружающему воздуху, в процесс может быть подан пар или гиперкритическая Н2О при температуре свыше 407°С. Однако, для того, чтобы успешно вводить гиперкритическую Н2О в текущий процесс, преимущественно используют высокое давление в соответствующей реакционной камере/ камере сгорания. В частности, достаточными являются давления 150 бар и выше. Особенно предпочтительным является давление около 300 бар.
Более того, азот можно вдувать с помощью соответствующего средства в процесс в другой точке (например, во время первой частичной реакции), или в камеру сгорания, соответственно. Кроме того, катализаторы или катализатор определенного типа могут быть использованы в одной или нескольких частичных реакциях. Особенно подходящим (катализатором) является алюминий. Реакции протекают в камере при подходящих окружающих условиях, которые могут быть описаны в сильно упрощенном виде следующим образом:
то есть кварцевый компонент, присутствующий в исходном материале (материалах), преобразуется в кристаллический кремний (первая частичная реакция).
Содержащаяся в песках нефть, которая играет роль источника первичной энергии, сама в значительно степени пиролитически разлагается в способе в соответствии с настоящим изобретением (то есть в ходе первой частичной реакции) при температурах свыше 1000°С в водород (Н2) и соединение, похожее на графит (например, в виде кокса). Однако следует иметь в виду, что аналогичным образом могут быть использованы и другие источники первичной энергии вместе с исходным материалом (материалами). Таким образом, в текущей первой частичной реакции, водород освобождают из углеводородной цепи источников первичной энергии. Водород может быть связан в соответствии с настоящим изобретением с одним из уже указанных носителей обратимой энергии (например, в области третьей частичной реакции), как это объясняется далее в примерах. Однако следует иметь в виду, что водород, который вводят непосредственно в процесс или который выделяется из газообразного алкана или из воды, например, из водяного пара, также может быть использован в одной или нескольких частичных реакциях.
Нитрид кремния как энергоноситель
Для того, чтобы получить, например, нитрид кремния в виде порошка или хлопьев (чешуек), кремний, получаемый в процессе (например, в ходе или в конце первой частичной реакции), может быть введен в камеру, или же он может падать в нее сверху. Азот (например, азот из окружающего воздуха), а преимущественно чистый азот (имеющий 90-100 объем. % азота) вдувают в указанную камеру. Кремний при температуре свыше 1000°С, а преимущественно свыше 1350°С, существующей в камере, при сгорании соединяется с азотом с образованием нитрида кремния. Эта реакция (вторая частичная реакция) является высоко экзотермической. Теплота (называемая как вторичная энергия), выделяемая в реакции (во второй частичной реакции), может быть использована для нагрева дополнительного исходного материала (материалов) (в этом случае, заданное количество теплоты, выделенной во второй частичной реакции, используют для того, чтобы снабдить первую частичную реакцию достаточной энергией, если, например, исчерпался первоначально введенный первичный источник энергии), или же заданное количество теплоты может быть выделено из второго процесса (второй частичной реакции) для подачи в другие эндотермические процессы (например, в шестую частичную реакцию), при каскадной подаче энергии. Дополнительно к этому или вместо этого, заданное количество выделенной теплоты также может быть использовано для нагрева рабочего тела (такого как вода) и, следовательно, для привода газовой турбины или паровой турбины (для получения энергии традиционным способом).
Например, пористый нитрид кремния может быть получен за счет сушки нитрида кремния при экстремальных режимах. Предпочтительным является подход с использованием для сушки автоклава, в котором имеются повышенные температура и давление. Требуемое количество теплоты (именуемой как вторичная энергия), в свою очередь, может быть получено из уже описанных экзотермических процессов (например, из второй частичной реакции). Давление и температуру выбирают так, чтобы нейтрализовать поверхность раздела фаз между газом и жидкостью до момента проведения охлаждения и/или сушки. В этом процессе получают пористый нитрид кремния (шестая частичная реакция). Однако, шестая частичная реакция также может быть изменена так, чтобы в золь-гель процессе возникали наноструктуры или нанокристаллы нитрида кремния, которые могут быть использованы как накопитель обратимой энергии или как исходный материал для получения NH3.
Во втором примерном варианте, настоящее изобретение применяют совместно со способом пиролиза фирмы Pyromex AG, Швейцария. Однако настоящее изобретение также может быть использовано в качестве дополнения к кислородотопливному процессу или вместо него. Так, например, с использованием настоящего изобретения может быть осуществлено каскадное соединение энергия-материал (ЕМС2) в соответствии со следующим подходом. В измененном кислородотопливном процессе, дополнительную теплоту генерируют за счет добавки алюминия, а преимущественно жидкого или порошкового алюминия (этот алюминий может быть получен, например, с использованием двенадцатой частичной реакции), и при сгорании нефтеносного песка (вместо нефти или угля), первоначально с кислородом (O2), но затем преимущественно с азотом (N2) и, возможно, с алюминием (седьмая частичная реакция). Однако за счет больших количеств теплоты, которые выделяются в экзотермической седьмой частичной реакции, нефть или уголь могут быть оставлены здесь как источник первичной энергии.
В седьмой частичной реакции, алюминий освобождает кислород из диоксида кремния и окисляется с образованием оксида алюминия. Эта частичная реакция протекает особенно хорошо, если кислород не вводят снаружи или вводят только небольшое количество кислорода, так как кислород немедленно образует тонкую оболочку (пленку) на поверхности алюминия и, таким образом, фактически пассивирует алюминий. Таким образом, особенно предпочтительным является вариант, в котором азотную атмосферу по меньшей мере временно создают в зоне реакции.
Если необходима связь азота с кремниевыми соединениями, то азотную атмосферу преимущественно образуют из окружающего воздуха за счет сжигания кислородного компонента воздуха при помощи газообразного пропана (что известно как нитрование пропаном). Однако известны также и другие пути обеспечения разделения кислорода и азота. В качестве примеров дополнительных возможных способов разделения можно привести классический способ Линде (Linde) или способ с использованием мембраны из перовскита. Получение азота называют восьмой частичной реакцией.
В соответствии с настоящим изобретением может быть использован алюминий. В настоящее время рентабельным является только получение алюминия из боксита. Боксит содержит около 60% оксида алюминия (Al2O3), около 30% оксида железа (Fe2O3), оксид кремния (SiO2) и воду. Это означает, что боксит типично всегда “загрязнен” оксидом железа (Fe2O3) и оксидом кремния (SiO2).
Невозможно химически восстановить Al2O3 по причине его очень высокой энергии кристаллической решетки. Однако возможно в промышленных масштабах получать алюминий за счет электролиза расплава соли (способ криолит - оксид алюминия) оксида алюминия (Al2O3). Al2O3 получают, например, по способу Байера (Bayer). В способе криолит - оксид алюминия оксид алюминия расплавляется криолитом (соль: Na3[AlF6]) и подвергается электролизу. Для того, чтобы не работать при высоких температурах плавления оксида алюминия (2000°С), оксид алюминия растворяют в расплаве криолита. Поэтому рабочая температура в процессе составляет только от 940 до 980°С.
В электролизе расплава соли, жидкий алюминий образуется у катода и кислород образуется у анода из Al2O3. Блоки углерода (графита) используют в качестве анодов. Эти аноды сгорают за счет образующегося кислорода и их необходимо непрерывно обновлять.
Альтернативно, в качестве анода может быть использована плазма, которая является электропроводной. Таким образом, обычный анод будет замещен энергетическим анодом. Плазму преимущественно можно генерировать в области над ванной за счет активации электродов, имеющих соответствующую конфигурацию.
Существенным недостатком способа криолит - оксид алюминия является высокое потребление энергии, вызванное высокой энергией связи алюминия. Проблемы для окружающей среды создает образование и выбросы фтора, которые иногда случаются.
В способе в соответствии с настоящим изобретением (девятая частичная реакция), боксит и/или оксид алюминия может быть добавлен в процесс, чтобы обеспечить охлаждение. Избытком тепловой энергии в системе можно управлять при помощи боксита и/или оксида алюминия. Это осуществляют аналогично способу, в котором чугунный лом добавляют для охлаждения в расплав железа в доменной печи, когда температура расплава железа становится слишком высокой. Для этого, например, боксит может быть введен в реакционную камеру в виде предварительно измельченных при помощи измельчителя (дробилки камней) блоков необходимого размера. Дополнительный боксит и/или оксид алюминия может быть “вброшен”, если превышена желательная температура в реакционной камере, по команде от соответствующего контура управления, который измеряет температуру в реакционной камере (например, с использованием оптических датчиков).
Криолит может быть использован как добавка, если процесс грозит выйти из-под контроля, для того, чтобы понизить температуру в системе за счет нового аварийного охлаждения с использованием криолита. Однако предпочтительной является система с аварийным наполнением благородным газом, в которой реакционная камера заполняется благородным газом (преимущественно аргоном) в случае аварии (или до того, как это случится). Эта система с аварийным наполнением благородным газом может быть использована для каждой из частичных реакций. Дополнительные детали относительно химических последовательностей и энергетических процессов описаны здесь на следующих страницах.
Кварцевый песок может вступать в реакцию с жидким или порошковым алюминием экзотермически, с образованием кремния и оксида алюминия (как побочного продукта), как это описано в учебнике Холлемана-Уиберга (Hollemann-Wiberg) (седьмая частичная реакция):
| 3 SiO2+4Al(1)→3Si+2Al2O3 | ΔН=-618.8 кДж/моль (экзотермическая реакция) |
Кремний при сгорании соединяется с азотом с образованием нитрида кремния при 1350°С. Реакция вновь является экзотермической (вторая частичная реакция):
Т=1350°С
| 3Si+2N2(g)→Si3N4 | ΔH=-744 кДж/моль (экзотермическая реакция) |
После этого кремний вступает в слегка экзотермическую реакцию с углеродом с образованием карбида кремния (десятая частичная реакция):
| Si+С→SiC | ΔН=-65.3 кДж/моль (экзотермическая реакция) |
Однако следует иметь в виду, что карбид кремния может быть получен
экзотермически непосредственно из песка и углерода при температуре около 2000°С
(одиннадцатая частичная реакция):
Т=2000°С
| SiO2+3С(g)→SiC+2СО | ΔН=+625,3 кДж/моль (эндотермическая реакция) |
(в приведенных выше и ниже формулах 1 обозначает жидкое состояние, a g газообразное состояние).
Этот эндотермический процесс получения карбида кремния может получать теплоту (вторичную энергию), которая возникает за счет реакции диоксида кремния с алюминием (седьмая частичная реакция) и/или с азотом (вторая частичная реакция). Карбид кремния может быть получен (десятая или одиннадцатая частичная реакция) в той же самой реакционной камере или в расположенной ниже по течению или соседней реакционной камере.
Для того, чтобы восстанавливать алюминий из побочного продукта в виде боксита или оксида алюминия Al2O3 (двенадцатая частичная реакция), жидкий Al2O3 (температура плавления 2045°С) подвергают электролизу без добавления криолита, чтобы получить алюминий и кислород. Двенадцатая частичная реакция является сильно эндотермической и может быть использована для охлаждения экзотермических реакций (см., например, девятую частичную реакцию). Для этого, соответствующие реакции могут быть термически связаны друг с другом, то есть этот эндотермический процесс восстановления алюминия также может получать теплоту, которая возникает, например, в ходе реакции диоксида кремния с алюминием и/или азотом. Однако, кроме теплоты, требуется также электрический ток, чтобы "побороть" высокую энергию кристаллической решетки Al2O3.
| 2Al2O3(1)→4Al(1)+3CO2(g) | ΔН=+1676,8 кДж/моль (эндотермическая реакция) |
Производство силанов
Магний вступает в реакцию с кремнием с образованием силицида магния:
2Mg+Si→Mg2Si
Силицид магния вступает в реакцию с соляной кислотой с образованием моносилана SiH4 и хлорида магния:
Mg2Si+4HCl(g)→SiH4+2MgCl2
Этот маршрут синтеза применим также и для алюминия. В результате получают силицид алюминия Al4Si3 в качестве промежуточного продукта. Силаны более высокого порядка могут быть получены только за счет полимеризации SiCl2 при помощи SiH4 и за счет последующей реакции с LiAlH4, как это описано в уже опубликованных документах.
Однако, в соответствии с настоящим изобретением, моносиланы преимущественно получают при помощи способа в соответствии с третьей частичной реакцией. В качестве альтернативы может быть использован маршрут с использованием силицида алюминия или силицида магния.
Далее описаны другие существенные аспекты настоящего изобретения.
Для того, чтобы использовать источники первичной энергии более эффективно, источник первичной энергии, если он уже не перемешан с исходным материалом (материалами) (песок, боксит, сланец, гнейс, слюда и/или гранит), может быть отдельно предварительно нагрет.Так, например, сырая нефть может быть доведена до кипения ранее ее перемешивания с исходным материалом (материалами).
Вместо источника первичной энергии или в дополнение к источникам первичной энергии, печь может быть снабжена внешними или внутренними средствами нагрева, позволяющими подводить теплоту, необходимую для запуска реакций (например, первой частичной реакции). Особенно подходящими являются индукционные печи. Однако, можно также объединить способ в соответствии с настоящим изобретением (например, первую частичную реакцию) со способом, в котором используют обычную энергоустановку, которая работает с использованием ископаемого топлива (например, антрацита). В этом случае, по меньшей мере часть отходящей теплоты, возникающей в способе, в котором используют обычную энергоустановку, используют для нагревания исходного материала (материалов).
В соответствии с еще одним вариантом осуществления настоящего изобретения, реакцию исходного материала (материалов) инициируют за счет ввода в контакт кремния (например, в виде порошка) с азотом и/или с алюминием (в виде порошка или жидкости). Используемый здесь кремний может быть первоначально получен в первой частичной реакции. В конце первой частичной реакции, часть полученного кремния может быть сохранена, чтобы больше не начинать каскадный процесс в соответствии с настоящим изобретением с использованием источника первичной энергии, который, в свою очередь, образует СО2.
Для того, чтобы не выпускать в окружающую среду CO2, который возникает при сжигании источника первичной энергии с использованием кислорода в начале процесса, возникающие в процессе топочные газы могут быть возвращены в реакционную камеру по линии возврата или по возвратной трубе. Введение топочного газа в реакционную камеру таким образом, что топочный газ протекает через песок, боксит, сланец, гнейс, слюду или гранит, является особенно предпочтительным. Топочный газ сначала может быть направлен в градирню или в расположенную ниже по течению систему удаления загрязнений (такую как система десульфурации) или фильтр, когда источник первичной энергии, содержащий углеводород “расходуется” в первой частичной реакции.
Однако, как уже было указано здесь во введении, также может быть использовано жидкое стекло. Жидкое стекло представляет собой растворимый в воде силикат щелочи. Оно является аналогичным стеклу, то есть аморфным, некристаллическим соединением, которое типично имеет следующую композицию: MzO·nSiO2, где n может быть от 1 до 4. До настоящего времени в промышленности часто использовали силикаты натрия и калия. В соответствии с настоящим изобретением также могут быть использованы силикат натрия и силикат калия, но, кроме того, силикаты алюминия или смеси двух или нескольких из этих силикатов.
Так как алюминий имеет химические характеристики, аналогичные характеристикам кремния, то особенно предпочтительными являются комбинации процессов, в которых используют соединения кремния (называемые здесь кремниевыми продуктами или содержащими кремний продуктами) и соединения алюминия. Например, особенно предпочтительным является использование силикатов алюминия, которые содержат SiO2 и Al2O3.
Приготовление соответствующих силикатов и/или создание жидкого стекла является тринадцатой частичной реакцией.
Силикаты или жидкое стекло могут быть использованы сами по себе как исходный материал для способа в соответствии с настоящим изобретением, или же они могут быть перемешаны, например, с песком или другими исходными материалами (четырнадцатая частичная реакция), чтобы получить исходный материал (называемый как исходный материал I), который, например, лучше подходит для второй частичной реакции.
Силикат или жидкое стекло также могут быть использованы для получения смеси с одним или несколькими источниками первичной энергии (например, с нефтью) (четырнадцатая частичная реакция) и могут быть использованы для получения углеводородного компонента, необходимого для запуска способа в соответствии с настоящим изобретением и для создания реагентов, которые поддерживают или ускоряют реакцию (называемых как исходный материал II).
Как уже было указано здесь во введении, ископаемое топливо, которое сжигают в энергоустановках, содержит серные загрязнения. В соответствии с европейской заявкой 06126325.7, Н2О2 теперь может быть использована как энергоноситель в энергоустановках, которые работают на ископаемом топливе.
Так как чистая (не содержащая воды) Н2О2 является нестабильной и может самопроизвольно взрываться, например, когда она входит в контакт с металлами, то в соответствии с настоящим изобретением она циркулирует в растворе, который содержит не менее 70% воды (в водном растворе). Это предельное значение 70% считают здесь критической предельной концентрацией.
Концентрацию раствора в соответствии с настоящим изобретением выбирают так, чтобы концентрация Н2О2 лежала ниже критической предельной концентрации. Раствор затем транспортируют к потребителю (на заправочную станцию, к конечному потребителю). За счет освобождения водорода и/или кислорода из раствора можно генерировать энергию у потребителя и использовать водород и/или кислород в качестве источника энергии и/или топлива.
Кислород, который преимущественно используют в реакции с пероксосерной кислотой, отбирают из (окружающего) воздуха, из отходящего газа CO2 энергоустановки или из процесса восстановления диоксида кремния (первая частичная реакция), как уже было указано здесь выше.
Н2О2 особенно хорошо подходит для использования в качестве источника энергии или топлива. Транспортировка потребителю обратимого удобного водородного носителя, который получен в соответствии с настоящим изобретением, может быть осуществлена различным образом (например, при помощи транспортного автомобиля), причем такая транспортировка может быть осуществлена безо всяких проблем, так как водородные носители являются относительно некритичными при транспортировании.
В месте использования водород и/или кислород могут быть выделены из обратимо используемых водородных носителей. Водород затем может быть использован, например, в топливных элементах.
Далее различные предпочтительные подходы к техническому применению настоящего изобретения поясняются со ссылкой на схематичные чертежи. Следует иметь в виду, что показанные зоны реакций в виде камер сгорания или топок (печей) приведены только в качестве примеров. Совершенно очевидно, что способ в соответствии с настоящим изобретением также может быть использован в камерах сгорания или топках, которые имеют другие конструкции.
Первый вариант установки показан на фиг.16. Как это показано на фиг.16, две вертикально работающих пламенных печи (например, доменные печи) 10 и 20 расположены рядом друг с другом. Первая пламенная печь 10 и вторая пламенная печь 20 имеют соответственно выпускную область 11 и выпускную область 21 для отходящих газов (топочных газов), возникающих в том и другом случае. Первая пламенная печь 10 загружена ископаемым топливом 12 (например, антрацитом), причем ископаемое топливо сжигают с использованием кислорода (например, кислорода воздуха). Большие количества теплоты выделяются в ходе этого процесса, что известно само по себе, причем эта теплота частично переносится при помощи теплообменника 13 в рабочее тело (например, в воду, превращая ее в пар), чтобы вращать турбины и получать электроэнергию с использованием полученного водяного пара.
В соответствии с настоящим изобретением предлагается проводить различные реакции последовательно. В показанном примерном варианте используют тепловую связь со второй пламенной печью 20, то есть две печи 10 и 20 прямо или косвенно термически связаны друг с другом, что показано на фиг.16 стрелкой W1.
Термическая связь в этом и других вариантах может быть осуществлена в двух печах, которые стоят рядом друг с другом (стенка к стенке). Термическая связь также может быть выполнена с использованием соответствующего пассивного (например, с использованием проводников тепла) или активного теплового моста (например, с использованием теплообменника и соответствующей среды транспортирования).
Во второй пламенной печи 20, один из исходных материалов 22, содержащих оксид кремния, нагревается при помощи теплоты W1, создаваемой первой печью 10, так что реакцию, протекающую в первой печи 10, в большей или меньшей степени используют как источник первичной энергии для осуществления первой частичной реакции в соответствии с настоящим изобретением. В этой первой частичной реакции преобразуют диоксид кремния в кремний. Например, воздух, имеющий типичный азотный компонент (или чистый азот) может быть введен в печь 20 при помощи трубки 24 или другого аналогичного средства. Следует иметь в виду, что место введения воздуха может быть различным. Кремний вступает в реакцию с азотом с образованием нитрида кремния (см. вторую частичную реакцию). Эта реакция является сильно экзотермической и возникающая при этом теплота может полностью или частично передаваться при помощи теплообменника 23 в рабочее тело (например, в воду, превращая ее в пар), чтобы вращать турбины и получать электроэнергию с использованием полученного водяного пара.
Разновидность первого варианта, в котором эту вторичную теплоту, в свою очередь, используют для создания возможности протекания или для поддержки дополнительной частичной реакции, является особенно предпочтительным. Так, например, как это показано на фиг.16, может быть образована зона 30 реакции, которая поглощает нитрид кремния, получаемый из второй частичной реакции и преобразует его в пористый нитрид кремния, в хлопья кремния или в порошок кремния, который имеет существенно больший объем и значительно большую площадь поверхности, при подводе теплоты и/или реагентов и/или давления. Эта шестая частичная реакция становится возможной и может поддерживаться за счет соответствующей термической связи, при помощи вторичной теплоты второй частичной реакции, что показано на фиг.16 стрелкой W2.
Отгрузку нитрида кремния можно производить при помощи грузового вагона 31, как это показано на фиг.16.
В печь 20 также может быть введен CO2 (эта операция является факультативной). CO2 может быть введен из области 11 отходящего газа первой печи 10 во вторую печь 20, или же CO2 может быть введен из окружающего воздуха и восстановлен, то есть сделан “безопасным”.
Второй вариант установки показан на фиг.17. Как это показано на фиг.17, используют вертикально работающую пламенную печь 20. Один из исходных материалов 22, содержащих диоксид кремния, нагревают в пламенной печи 20 за счет сжигания источника первичной энергии (например, ископаемого топлива, такого как нефть и/или гудрон). Среди прочего, в этой первой частичной реакции в соответствии с настоящим изобретением получают кремний. Аналогично первому примерному варианту, получают нитрид кремния и теплоту за счет подвода азота. Однако, в разновидности этого способа, кремний может вступать в реакцию с углеродом с образованием SiC (см. десятую частичную реакцию). Углерод может быть получен из ископаемого топлива или из CO2, который при необходимости может быть введен в печь 20 (например, через впускную трубку 25). Эта частичная реакция также протекает экзотермически, однако позволяет получать значительно меньше теплоты, чем вторая частичная реакция.
Как уже было указано здесь выше, CO2 также может быть введен в печь 20 в этом втором варианте.
Разновидность второго варианта, в которой эту вторичную теплоту W2, в свою очередь, используют для создания возможности протекания или для поддержания дополнительной частичной реакции, является особенно предпочтительным. Так, например, как это показано на фиг.17, может быть предусмотрена зона 30 реакции, в которую поступает карбид кремния из десятой частичной реакции и где происходит его сушка, спекание или другое рафинирование, при подводе теплоты и/или дополнительных реагентов и/или давления. Эта дополнительная реакция становится возможной и может поддерживаться за счет вторичной теплоты десятой частичной реакции при помощи соответствующей термической связи, как это показано на фиг.17 стрелкой W2.
Карбид кремния или рафинированный карбид кремния может быть отгружен при помощи грузового вагона 31, как это показано на фиг.17.
Третий вариант установки показан на фиг.18. Как это показано на фиг.18, используют вертикально работающую пламенную печь 20. Один из исходных материалов 22, содержащих диоксид кремния, нагревают в пламенной печи 20 за счет сжигания источника первичной энергии (например, ископаемого топлива, такого как нефть и/или гудрон). Среди прочего, в этой первой частичной реакции в соответствии с настоящим изобретением получают кремний. Аналогично первому примерному варианту, получают нитрид кремния и теплоту за счет подвода азота. Эта частичная реакция является сильно экзотермической. Для охлаждения печи 20 и, следовательно, для управления второй частичной реакцией, оксид 42 алюминия (с криолитом или без него) используют в качестве охладителя в отдельной зоне 40 реакции (выполняющей функцию средства охлаждения), которая по меньшей мере частично окружает печь 20. Оксид 42 алюминия может быть введен в эту зону сверху, причем за счет большой теплоты, которую выделяет печь 20, он преобразуется в жидкий алюминий 43, который может быть выпущен, например, вниз. Это преобразование (процесс восстановления) протекает при наличии электродов для осуществления электролиза (электролиза расплава соли) в зоне 40 реакции.
Зона 40 реакции содержит, например, стальную ванну, которая облицована углеродным материалом и служит для проведения электролиза (электролиза расплава соли). Эти детали на фиг.18 не показаны. Жидкий электролит (оксид алюминия с криолитом или без него) содержится в этой ванне. Аноды (например, углеродные блоки), которые подключены к положительному полюсу источника напряжения, погружены в электролит. Ванну используют как катод и подключают к отрицательному полюсу. Алюминий, восстановленный в этой двенадцатой частичной реакции (см. приведенное ниже уравнение), тяжелее, чем электролит, и поэтому накапливается на дне ванны, откуда его отбирают, например, с использованием всасывающей трубы.
2Аl2O3→4Аl+3O2
Исходным материалом для этого электролиза (который известен также как электролиз расплава соли) является боксит, то есть смесь минералов в виде глины, таких как оксид алюминия и гидроксид алюминия (Al(OH)3). В боксите также часто присутствует диоксид кремния. До настоящего времени боксит сначала отделяют от включений оксидов железа (например, с использованием способа Байера (Bayer). Более того, затем типично отделяют оксид кремния, который “загрязняет” боксит. В соответствии с настоящим изобретением, абсолютно нет необходимости производить это сложное разделение компонентов смеси, так как в процессе имеется достаточное количество энергии и получение чистого алюминия не является первоочередной задачей.
Кроме того, в используемом до настоящего времени промышленном производстве алюминия, боксит (вместе с указанными выше компонентами смеси или без них) может быть разбавлен водой, чтобы получить гидроксид алюминия. Боксит также может быть перемешан с водным паром или гиперкритической водой (при температуре свыше 407°С и при высоком давлении), чтобы получить гидроксид алюминия.
Оксид алюминия получают за счет нагревания гидроксида алюминия до температуры ориентировочно от 1200°С до 1300°С (например, с использованием вторичной энергии):
2Al(OH)3→Al2O3+3H2O
Полученный гидроксид алюминия (вероятно, должно быть “оксид алюминия” - Прим. переводчика) затем подвергают электролизу (электролизу расплава соли), с криолитом или без него, что само по себе известно.
Эффективность охлаждения может быть усилена или снижена за счет контролируемой добавки боксита и/или оксида алюминия. В этом варианте установки получают высокосортный алюминий в дополнение к продукту второй частичной реакции.
В четвертом предпочтительном варианте установки, который схематично показан на фиг.19, алюминий 43 в жидком или порошковом виде добавляют в диоксид кремния 22 в зоне реакции (например, в зоне реакции печи 20). Это добавление алюминия показано на фиг.19 стрелкой 46. Алюминий в этом варианте также получают в двенадцатой частичной реакции с использованием электролиза (электролиза расплава соли), который осуществляют в зоне 40 реакции, в которой находится ванна, облицованная углеродным материалом 44. Алюминий 43 получают в этой ванне из оксида алюминия 42 (с криолитом или без него), когда большой ток пропускают через анод (аноды) и углеродный материал 44 используют в качестве катода. Алюминий 43 осаждается на дне ванны и может быть отобран со дна при помощи всасывающей трубы или может быть сброшен вниз через стояк 45. Жидкий алюминий также может быть введен в зону реакции печи 20 из этой точки удаления (вывода) для того, чтобы освободить кислород из диоксида кремния. Азотная атмосфера преимущественно существует в печи 20 в этой фазе процесса.
Аналогично известной термической реакции (реакции восстановления-окисления, в которой алюминий используют как восстановитель, например, чтобы преобразовать оксид железа в железо), алюминий также используют здесь как восстановитель, чтобы освободить кислород из диоксида кремния. Эта реакция (седьмая частичная реакция) является сильно экзотермической и позволяет получать большие количества теплоты. Эта теплота, в свою очередь, может быть введена в процесс производства алюминия (двенадцатая частичная реакция), который протекает параллельно, и/или эта теплота может быть использована для выработки тока (с использованием теплообменника 23).
Два других возможных варианта установок схематично показаны на фиг.20 и 21. В том и другом случае используют печи, которые установлены горизонтально или немного наклонно.
Каскадное соединение энергоносителей (ЕМС2) в соответствии с настоящим изобретением характеризуется тем, что процессы протекают в диссипативных структурах ниже точки термического равновесия, аналогично живым структурам клеток и организмов.
В соответствии с настоящим изобретением предлагается замена на процессы сгорания с использованием азота вместо процессов сгорания с использованием кислорода, которые применяли до настоящего времени.
В соответствии с настоящим изобретением получают так называемые кремниевые продукты. Термин «кремниевые продукты» относится к следующим (промежуточным) продуктам: нитрид кремния (например, в виде порошка, хлопьев или в пористом виде); кремний (например, в виде хлопьев или порошка), карбид кремния; моносилан или силаны с более длинными цепями; силицид магния, SiCl2; SiCl4; композиции кремния с другими элементами, такими как алюминий, кальций или оксид магния (силикаты). Эти кремниевые продукты до настоящего времени получали только в очень химически чистом виде для использования, например, в полупроводниковой промышленности. Чистый кремний, например, имеет степень чистоты 98-99.5% и даже до 99.9999999%.
До настоящего времени неизвестен потенциал использования этих материалов как энергоносителей. Если производить эти кремниевые продукты на энергоустановке или в процессе, аналогичном процессу с использованием энергоустановки, то тогда могут быть получены большие количества таких продуктов при относительно низкой стоимости. Особым преимуществом кремниевых продуктов можно считать то, что эти кремниевые продукты, в зависимости от партнера в реакции, могут быть преобразованы в SiO2, который представляет собой материал, абсолютно безопасный для окружающей среды и удобный для обращения. Кремниевые продукты, полученные в соответствии с настоящим изобретением на энергоустановке или в процессе, аналогичном процессу с использованием энергоустановки, преимущественно имеют высокую степень чистоты, лежащую в диапазоне от 50 до 97%. Особенно ценными являются кремниевые продукты, которые имеют степень чистоты от 75% до 97%. Такие кремниевые продукты могут быть получены в больших количествах и с низкой себестоимостью на промышленных установках, причем эти кремниевые продукты также могут быть использованы как энергоносители.
Claims (19)
1. Способ выработки энергии, который включает в себя следующие операции:
- введение исходного материала в зону реакции, причем исходный материал содержит один или несколько следующих компонентов: песок, боксит, содержащий диоксид кремния, кварц, гнейс, слюда, гранит, сланец;
- использование источника первичной энергии, чтобы начать реакцию, в которой исходный материал нагревается и из исходного материала выделяется кремний;
- использование кремния в первой частичной реакции, которая протекает экзотермически и позволяет выделять теплоту;
- использование указанной теплоты как вторичной энергии для замещения источника первичной энергии при нагревании исходного материала и/или для подачи по меньшей мере в одну дополнительную частичную реакцию или в несколько частичных реакций, которые требуют ввода энергии, по окончании которых получают продукт, содержащий кремний, в частности карбид кремния, нитрид кремния.
- введение исходного материала в зону реакции, причем исходный материал содержит один или несколько следующих компонентов: песок, боксит, содержащий диоксид кремния, кварц, гнейс, слюда, гранит, сланец;
- использование источника первичной энергии, чтобы начать реакцию, в которой исходный материал нагревается и из исходного материала выделяется кремний;
- использование кремния в первой частичной реакции, которая протекает экзотермически и позволяет выделять теплоту;
- использование указанной теплоты как вторичной энергии для замещения источника первичной энергии при нагревании исходного материала и/или для подачи по меньшей мере в одну дополнительную частичную реакцию или в несколько частичных реакций, которые требуют ввода энергии, по окончании которых получают продукт, содержащий кремний, в частности карбид кремния, нитрид кремния.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что источник первичной энергии добавляют в исходный материал или же используют исходный материал, который уже содержит источник первичной энергии.
3. Способ по п.1, отличающийся тем, что используют источник первичной энергии, содержащий углеводороды, а преимущественно один или несколько следующих материалов: нефть, гудрон, асфальт, уголь.
4. Способ по п.1, 2 или 3, отличающийся тем, что в первой частичной реакции кремний вступает в реакцию с азотом, чтобы образовать нитрид кремния и выделить количество энергии.
5. Способ по п.1, 2 или 3, отличающийся тем, что в первой частичной реакции кремний вступает в реакцию с углеродом, чтобы образовать карбид кремния и выделить количество энергии.
6. Способ по п.1, 2 или 3, отличающийся тем, что жидкий или порошковый алюминий вводят в исходный материал, чтобы освободить кислород из диоксида кремния исходного материала.
7. Способ по п.1, 2 или 3, отличающийся тем, что подают в первую частичную реакцию СО2 и жидкий или порошковый алюминий, причем алюминий восстанавливает оксид алюминия и освобождает кислород из СO2.
8. Способ по п.1, отличающийся тем, что частичные реакции протекают последовательно или одновременно.
9. Способ по п.1, отличающийся тем, что содержащий кремний продукт имеет степень чистоты в диапазоне от 50 до 97%, а преимущественно от 75% до 97%.
10. Устройство для осуществления способа выработки энергии по п.1, которое содержит:
- первую зону реакции для приема по меньшей мере одного исходного материала,
- средства для нагрева исходного материала с использованием источника первичной энергии,
- вторую зону реакции для приема по меньшей мере одного первого материала и преобразования этого первого материала во второй материал, причем вторая зона реакции термически связана с первой зоной реакции так, что теплота, которая появляется в первой зоне реакции, может быть подана во вторую зону реакции.
- первую зону реакции для приема по меньшей мере одного исходного материала,
- средства для нагрева исходного материала с использованием источника первичной энергии,
- вторую зону реакции для приема по меньшей мере одного первого материала и преобразования этого первого материала во второй материал, причем вторая зона реакции термически связана с первой зоной реакции так, что теплота, которая появляется в первой зоне реакции, может быть подана во вторую зону реакции.
11. Устройство по п.10, отличающееся тем, что первая зона реакции выполнена с возможностью приема одного или нескольких следующих исходных материалов, содержащих диоксид кремния:
- песок, гнейс, слюда, гранит, сланец, строительный бутовый камень;
и с возможностью приема одного или нескольких следующих источников первичной энергии:
- нефть, гудрон, асфальт, уголь.
- песок, гнейс, слюда, гранит, сланец, строительный бутовый камень;
и с возможностью приема одного или нескольких следующих источников первичной энергии:
- нефть, гудрон, асфальт, уголь.
12. Устройство по п.11, отличающееся тем, что в первой зоне реакции предусмотрены средства для подачи кислорода и/или азота.
13. Устройство по п.10, 11 или 12, отличающееся тем, что в нем предусмотрено средство активной или пассивной термической связи между зонами реакции.
14. Устройство по п.10, 11 или 12, отличающееся тем, что в нем предусмотрено средство для введения в процесс азота вместо содержащей кислород атмосферы.
15. Устройство по п.10, 11 или 12, отличающееся тем, что в нем предусмотрено средство охлаждения преимущественно в виде отдельной зоны реакции, позволяющее обеспечивать эффект охлаждения во время или после осуществления экзотермической частичной реакции, за счет добавки боксита и/или оксида алюминия.
16. Устройство по п.15, отличающееся тем, что средство охлаждения содержит приемную область, а преимущественно ванну, которая выполнена и расположена так, что боксит и/или оксид алюминия при его вводе в приемную область может отводить теплоту из первой или второй зоны реакции.
17. Устройство по п.15, отличающееся тем, что средство охлаждения выполнено и расположено так, что боксит и/или оксид алюминия может быть введен непосредственно в первую или вторую зону реакции.
18. Устройство по п.10, отличающееся тем, что содержит систему аварийного заполнения благородным газом, позволяющую ввести благородный газ в первую или вторую зону реакции.
19. Устройство по п.10, отличающееся тем, что первый материал представляет собой один или несколько следующих материалов: нефтеносный песок; горючий сланец, боксит, гнейс, слюда, гранит, сланец, а второй материал представляет собой кремний или содержащий кремний продукт.
Applications Claiming Priority (7)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EP06126325.7 | 2006-12-18 | ||
| EP06126325A EP1918248A3 (de) | 2006-10-29 | 2006-12-18 | Bereitstellung von H2O2 aus Schwefelsäure, die beim Verbrennen von fossilen Brennstoffen aus darin enthaltenen Schwefelrückständen entsteht, und Verwendung des H2O2 als Energieträger |
| EP07100387.5 | 2007-01-11 | ||
| EP07100387A EP1857640A3 (de) | 2006-05-10 | 2007-01-11 | Neuartiger kaskadierter Kraftwerksprozess und Verfahren zum Bereitstellen von reversibel einsetzbaren Wasserstoffträgern in einem solchen Kraftwerksprozess |
| US11/746,608 | 2007-05-09 | ||
| US11/746,620 US8043592B2 (en) | 2006-05-10 | 2007-05-09 | Cascaded power plant process and method for providing reversibly usable hydrogen carriers in such a power plant process |
| US11/746,620 | 2007-05-09 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2009127491A RU2009127491A (ru) | 2011-01-27 |
| RU2451057C2 true RU2451057C2 (ru) | 2012-05-20 |
Family
ID=41265600
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2009127491/04A RU2451057C2 (ru) | 2006-12-18 | 2007-12-07 | Способ и устройство для получения энергии |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP2129745A2 (ru) |
| JP (1) | JP2010521278A (ru) |
| CN (1) | CN101970346A (ru) |
| CA (1) | CA2672168A1 (ru) |
| RU (1) | RU2451057C2 (ru) |
| WO (1) | WO2008074659A2 (ru) |
Families Citing this family (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2040323A3 (de) * | 2007-08-07 | 2010-10-27 | Florian Dr. Krass | Verfahren zum Bereitstellen von stickstoffbasierten Wasserstoff-Energiespeichern |
| US7572425B2 (en) * | 2007-09-14 | 2009-08-11 | General Electric Company | System and method for producing solar grade silicon |
| WO2009053112A2 (de) * | 2007-10-26 | 2009-04-30 | Sincono Ag | Verfahren zum bereitstellen von energie unter einsatz eines gemisches und entsprechende anlage |
| DE102008043606A1 (de) * | 2008-11-10 | 2010-05-12 | Evonik Degussa Gmbh | Energieeffiziente Anlage zur Herstellung von Ruß, bevorzugt als energetischer Verbund mit Anlagen zur Herstellung von Siliziumdioxid und/oder Silizium |
| WO2011003473A1 (de) * | 2009-07-10 | 2011-01-13 | Sincono Ag | Abgasfreies molekularkraftwerk auf der basis von stickstoff und silizium |
| US8628741B2 (en) | 2010-04-28 | 2014-01-14 | Ronald G. Presswood, Jr. | Off gas treatment using a metal reactant alloy composition |
| DE102011117111A1 (de) * | 2011-10-27 | 2013-05-02 | Norbert Auner | Verfahren zur Erzeugung von Tetrahalogensilanen |
| US10427192B2 (en) | 2015-05-15 | 2019-10-01 | Ronald G. Presswood, Jr. | Method to recycle plastics, electronics, munitions or propellants using a metal reactant alloy composition |
| CN112209381B (zh) * | 2019-07-11 | 2024-07-02 | 深圳市智合碳硅科技有限公司 | 超临界流体制备高纯度硅的方法 |
| CN113266433B (zh) * | 2021-05-08 | 2025-04-18 | 西安热工研究院有限公司 | 一种基于硅燃料的多联产系统及其工作方法 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0222573A2 (en) * | 1985-11-05 | 1987-05-20 | Washington Mills Electro Minerals Corporation | Production of silicon carbide with automatic separation of a high grade fraction |
| RU2035396C1 (ru) * | 1990-11-11 | 1995-05-20 | Научно-исследовательский, проектно-конструкторский, технологический институт механизации труда в черной металлургии и ремонтно-механических работ | Способ получения порошков тугоплавких неорганических соединений |
| WO1995033683A1 (en) * | 1994-06-06 | 1995-12-14 | Norton As | Process for producing silicon carbide |
| RU2137539C1 (ru) * | 1994-02-02 | 1999-09-20 | Энститю Франсэ Дю Петроль | Устройство для осуществления химических реакций, требующих по крайней мере для запуска подвода тепла |
Family Cites Families (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4206190A (en) * | 1974-03-11 | 1980-06-03 | Westinghouse Electric Corp. | Plasma arc production of silicon nitride |
| JPS5347245B2 (ru) * | 1975-01-30 | 1978-12-20 | ||
| JPS57175711A (en) * | 1981-04-21 | 1982-10-28 | Asahi Glass Co Ltd | Synthesis of silicon nitride |
| US4839150A (en) * | 1987-05-15 | 1989-06-13 | Union Oil Company Of California | Production of silicon carbide |
| US5037626A (en) * | 1988-11-22 | 1991-08-06 | Union Oil Company Of California | Process for producing silicon carbide whiskers using seeding agent |
| DK0500527T3 (da) * | 1989-07-07 | 1995-04-18 | Rocky Research | Adskilt konstant-tryk-trindeling af faststof-dampfase-sammensætning-reaktorer |
| US5058126A (en) * | 1989-08-31 | 1991-10-15 | Dosaj Vishu D | Silicon carbide beam as refractory in an open-arc furnace |
| JP2002193612A (ja) * | 2000-12-26 | 2002-07-10 | Kyc Kk | 金属ケイ素の製造法 |
| US20060024435A1 (en) * | 2003-10-20 | 2006-02-02 | Dean Holunga | Turbulent mixing aerosol nanoparticle reactor and method of operating the same |
-
2007
- 2007-12-07 CN CN2007800513509A patent/CN101970346A/zh active Pending
- 2007-12-07 WO PCT/EP2007/063503 patent/WO2008074659A2/de not_active Ceased
- 2007-12-07 CA CA2672168A patent/CA2672168A1/en not_active Abandoned
- 2007-12-07 EP EP07857286A patent/EP2129745A2/de not_active Withdrawn
- 2007-12-07 RU RU2009127491/04A patent/RU2451057C2/ru not_active IP Right Cessation
- 2007-12-07 JP JP2009541964A patent/JP2010521278A/ja active Pending
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0222573A2 (en) * | 1985-11-05 | 1987-05-20 | Washington Mills Electro Minerals Corporation | Production of silicon carbide with automatic separation of a high grade fraction |
| RU2035396C1 (ru) * | 1990-11-11 | 1995-05-20 | Научно-исследовательский, проектно-конструкторский, технологический институт механизации труда в черной металлургии и ремонтно-механических работ | Способ получения порошков тугоплавких неорганических соединений |
| RU2137539C1 (ru) * | 1994-02-02 | 1999-09-20 | Энститю Франсэ Дю Петроль | Устройство для осуществления химических реакций, требующих по крайней мере для запуска подвода тепла |
| WO1995033683A1 (en) * | 1994-06-06 | 1995-12-14 | Norton As | Process for producing silicon carbide |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2008074659A3 (de) | 2010-10-21 |
| EP2129745A2 (de) | 2009-12-09 |
| CN101970346A (zh) | 2011-02-09 |
| CA2672168A1 (en) | 2008-06-26 |
| WO2008074659A2 (de) | 2008-06-26 |
| RU2009127491A (ru) | 2011-01-27 |
| JP2010521278A (ja) | 2010-06-24 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US8043592B2 (en) | Cascaded power plant process and method for providing reversibly usable hydrogen carriers in such a power plant process | |
| RU2451057C2 (ru) | Способ и устройство для получения энергии | |
| US20100247414A1 (en) | Novel cascaded power plant process and method for providing reversibly usable hydrogen carriers in such a power plant process | |
| Yu et al. | Review of silicon recovery in the photovoltaic industry | |
| CN110022964B (zh) | 分离和固定废气中二氧化碳和/或一氧化碳的方法 | |
| US8529856B2 (en) | Method and apparatus to sequester CO2 gas | |
| RU2504426C2 (ru) | Усовершенствованный интегрированный химический процесс | |
| EP1650518B1 (en) | Firing furnace and method for firing | |
| CN105836706B (zh) | 一种热态铝渣联合水蒸气反应制备氢气的方法 | |
| Hoover et al. | Emerging Technologies for Decarbonizing Silicon Production | |
| CN101602506B (zh) | 一种高纯多晶硅的生产方法及生产装备 | |
| EP3906356B1 (en) | System and method for adjusting pressure in a reservoir | |
| EP2489635A1 (en) | Process for production of silicon tetrachloride | |
| US20080102013A1 (en) | Providing h2o2 from sulfuric acid, which arises during the combustion of fossil fuels and from sulfur residues contained therein, and using the h2o2 as an energy carrier | |
| JP2000072981A (ja) | セメント製造工程排出ガス利用カーボンブラック製造装置 | |
| US20070264183A1 (en) | Oil-bearing sands and shales and their mixtures as starting substances for binding or decomposing carbon dioxide and nox, and for preparing crystalline silicon and hydrogen gas, and for producing nitride, silicon carbide, and silanes | |
| JP3543934B2 (ja) | 廃コンクリートの再利用方法 | |
| JP5383406B2 (ja) | 太陽電池用シリコンの製造方法 | |
| EP2481707A1 (en) | Method for manufacturing silicon tetrachloride and method for manufacturing silicon for use in a solar cell | |
| JP7028027B2 (ja) | Ｃｏ２を吸収して炭素に分解する方法、及びｃｏ２吸収材 | |
| JP5383405B2 (ja) | 四塩化珪素の製造方法 | |
| WO2024059929A1 (en) | Low carbon emission process for the production of silicon | |
| CN115784235A (zh) | 一种工业硅的冶炼方法、冶炼系统 | |
| Mededel | Energy and Industrial Minerals | |
| US20100310952A1 (en) | Oil-bearing sands and shales and their mixtures as starting substances for producing silicon nitride and/or silicon carbide |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20121208 |