RU2647291C1 - Hydrogen producing using the thermal dissociation of water or low-temperature dissociating substances containing hydrogen in their composition with the use of microwave radiation - Google Patents
Hydrogen producing using the thermal dissociation of water or low-temperature dissociating substances containing hydrogen in their composition with the use of microwave radiation Download PDFInfo
- Publication number
- RU2647291C1 RU2647291C1 RU2016143686A RU2016143686A RU2647291C1 RU 2647291 C1 RU2647291 C1 RU 2647291C1 RU 2016143686 A RU2016143686 A RU 2016143686A RU 2016143686 A RU2016143686 A RU 2016143686A RU 2647291 C1 RU2647291 C1 RU 2647291C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- hydrogen
- water
- dissociation
- temperature
- low
- Prior art date
Links
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 title claims abstract description 57
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 57
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 54
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 49
- 238000010494 dissociation reaction Methods 0.000 title claims abstract description 49
- 230000005593 dissociations Effects 0.000 title claims abstract description 49
- 239000000126 substance Substances 0.000 title claims abstract description 23
- 230000005855 radiation Effects 0.000 title claims abstract description 10
- 239000000203 mixture Substances 0.000 title abstract description 6
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims abstract description 43
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 29
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 23
- 238000009826 distribution Methods 0.000 claims abstract description 7
- 230000006835 compression Effects 0.000 claims description 13
- 238000007906 compression Methods 0.000 claims description 13
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 claims description 6
- 239000008236 heating water Substances 0.000 claims description 3
- 239000000446 fuel Substances 0.000 claims description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 5
- 230000008569 process Effects 0.000 abstract description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 3
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 abstract 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 16
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 6
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 5
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 5
- 125000004429 atom Chemical group 0.000 description 4
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 4
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 4
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 2
- 230000009471 action Effects 0.000 description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000005672 electromagnetic field Effects 0.000 description 2
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 230000001687 destabilization Effects 0.000 description 1
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 239000003779 heat-resistant material Substances 0.000 description 1
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 1
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 1
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
- 238000009834 vaporization Methods 0.000 description 1
- 230000008016 vaporization Effects 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25B—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
- C25B1/00—Electrolytic production of inorganic compounds or non-metals
- C25B1/01—Products
- C25B1/02—Hydrogen or oxygen
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/30—Treatment of water, waste water, or sewage by irradiation
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Water Supply & Treatment (AREA)
- Hydrology & Water Resources (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Toxicology (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Hydrogen, Water And Hydrids (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к способам получения из воды или схожей по составу и характеристикам жидкости составляющих элементов, одним из которых является водород.The invention relates to methods for producing constituent elements from water or water that is similar in composition and characteristics to a liquid, one of which is hydrogen.
Из уровня техники известен патент RU 2515477, описывающий способ получения водорода из водородсодержащего газа.The prior art patent RU 2515477, which describes a method for producing hydrogen from a hydrogen-containing gas.
Отличия заявленного решения состоят в том, что способ получения водорода основан на получении водорода из воды путем распада ее молекул на составляющие.The differences of the claimed solution are that the method of producing hydrogen is based on the production of hydrogen from water by the decomposition of its molecules into components.
Известен патент RU 2142905, описывающий способ получения водорода путем нагрева водяного газа и пропускания его через электрическое поле высокого напряжения.Known patent RU 2142905, describing a method for producing hydrogen by heating water gas and passing it through an electric field of high voltage.
Отличия заявленного решения состоят в том, что способ получения водорода не требует наличия высоких напряжений, что позволяет сделать устройство более мобильным.The differences of the claimed solution are that the method for producing hydrogen does not require high voltages, which makes the device more mobile.
Известен патент RU 2013151106, описывающий получение водорода путем воздействия высокочастотного электромагнитного поля.Known patent RU 2013151106, describing the production of hydrogen by exposure to a high-frequency electromagnetic field.
Отличия заявленного решения состоят в том, что:The differences of the claimed solution are that:
- волновые поля являются вспомогательным элементом, усиливающим диссоциацию воды и водяной жидкости, вне зависимости от величины создаваемого или не создаваемого электромагнитного поля;- wave fields are an auxiliary element that enhances the dissociation of water and aqueous liquid, regardless of the magnitude of the generated or not generated electromagnetic field;
- получение водорода происходит из водяного газа, а не из воды;- hydrogen is produced from water gas, and not from water;
- основа способа - это нагрев водяного газа до температуры диссоциации;- the basis of the method is the heating of water gas to a dissociation temperature;
- к волновым излучателям не представляется дополнительных требований по направленности излучения;- to the wave emitters there are no additional requirements for the directivity of radiation;
- может использоваться нечетное количество излучателей, один и более.- An odd number of emitters, one or more, may be used.
Известен патент RU 2520490, описывающий получение водорода путем химической реакции водного окисления металлосодержащего вещества с водой с выделением водорода.Known patent RU 2520490, describing the production of hydrogen by a chemical reaction of aqueous oxidation of a metal-containing substance with water with hydrogen evolution.
Отличия заявленного решения состоят в том, что:The differences of the claimed solution are that:
- используется термический способ получения водорода;- a thermal method of producing hydrogen is used;
- применяется не вода, а водяной газ, получаемый из водяной жидкости;- not water is used, but water gas obtained from water liquid;
- отсутствует необходимость применения металлов, углеродов и других элементов, которые со временем потребуют замены.- there is no need to use metals, carbons and other elements that will eventually require replacement.
Известен патент RU 2372277, описывающий способ получения чистого водорода из углеводородов (газ, нефть).Known patent RU 2372277, describing a method for producing pure hydrogen from hydrocarbons (gas, oil).
Отличия заявленного решения состоят в том, что:The differences of the claimed solution are that:
- используется вода или водяная жидкость, возобновляемый источник энергии;- uses water or water liquid, a renewable energy source;
- применяется термический нагрев до температуры диссоциации.- thermal heating is applied to the dissociation temperature.
Известен патент GR 20100100401, описывающий двигатель, который путем своей работы и создания завихрений позволяет производить диссоциацию воды на водород и кислород.The patent GR 20100100401 is known, which describes an engine which, through its work and the creation of turbulences, allows the dissociation of water into hydrogen and oxygen.
Отличия заявленного решения состоят в том, что:The differences of the claimed solution are that:
- отсутствует большое число подвижных частей;- missing a large number of moving parts;
- завихрения газа не являются допустимыми, напротив, газ при диссоциации должен находиться в наиболее спокойном положении;- gas turbulence is not permissible; on the contrary, the gas must be in the most relaxed position during dissociation;
- помимо нагрева применяется также и волновое воздействие.- In addition to heating, wave action is also used.
Наиболее близким решением является патент СА 2301219, описывающий получение водорода путем нагрева воды до температуры диссоциации и создания центробежной силы, которая должна ускорить диссоциацию.The closest solution is patent CA 2301219, which describes the production of hydrogen by heating water to a temperature of dissociation and the creation of a centrifugal force, which should accelerate dissociation.
Отличия заявленного решения состоят в том, что:The differences of the claimed solution are that:
- отсутствует большое число подвижных частей;- missing a large number of moving parts;
- завихрения газа не являются допустимыми, напротив, газ при диссоциации должен находиться в наиболее спокойном положении;- gas turbulence is not permissible; on the contrary, the gas must be in the most relaxed position during dissociation;
- помимо нагрева применяется также и волновое воздействие.- In addition to heating, wave action is also used.
Как известно, водяной газ способен распадаться (диссоциировать) на составляющие при достижении определенной температуры. При этом процент молекул, которые распались на составляющие, остается достаточно малым. Так, при 2000-2500 градусах Цельсия процент диссоциирующих молекул может колебаться от 10 до 20%, что недостаточно для использования нагрева для получения водорода для использования в механизмах. А повышение температуры предъявляет требования к материалам изготовления устройств диссоциации.As you know, water gas can decompose (dissociate) into components when a certain temperature is reached. At the same time, the percentage of molecules that have decomposed into components remains quite small. So, at 2000-2500 degrees Celsius, the percentage of dissociating molecules can range from 10 to 20%, which is not enough to use heat to produce hydrogen for use in mechanisms. And the increase in temperature makes demands on the materials for the manufacture of dissociation devices.
Представляемый способ получения водорода учитывает нагрев воды или другого вещества со схожими свойствами и составом до температуры диссоциации и ускорение диссоциации при помощи адиабатического (с повышением температуры) сжатия газа и применения волнового излучения (микроволны и другие виды излучения), что ускоряет процесс диссоциации и увеличивает процент диссоциированных молекул. При этом на молекулярном уровне волновое излучение призвано разорвать внутримолекулярные связи атомов.The present method for producing hydrogen takes into account the heating of water or another substance with similar properties and composition to a dissociation temperature and the acceleration of dissociation by adiabatic (with increasing temperature) gas compression and the use of wave radiation (microwaves and other types of radiation), which accelerates the dissociation process and increases the percentage dissociated molecules. In this case, at the molecular level, wave radiation is designed to break the intramolecular bonds of atoms.
Технический результат заявленного изобретения состоит в создании способа, который позволит непрерывно выделять водород из воды и других подобных веществ путем нагрева и облучения микроволнами различной частоты и разработке устройства на основе этого способа.The technical result of the claimed invention consists in creating a method that will continuously release hydrogen from water and other similar substances by heating and irradiating with microwaves of various frequencies and developing a device based on this method.
Технический результат достигается за счет использования нагрева воды при помощи водородного пламени, поддержания заданной температуры и использования волновых излучателей.The technical result is achieved through the use of water heating using a hydrogen flame, maintaining a given temperature and using wave emitters.
Частными случаями изготовления устройства являются:Particular cases of manufacturing the device are:
- Изготовление устройства без системы адиабатического сжатия;- Manufacture of a device without an adiabatic compression system;
- Изготовление устройства без волновых излучателей;- Manufacture of a device without wave emitters;
- Установка одного и более волновых излучателей на одну камеру диссоциации;- Installation of one or more wave emitters on one dissociation chamber;
- Применение других устройств нагрева.- The use of other heating devices.
Краткое описание чертежей:Brief Description of the Drawings:
Фиг. 1 - вид на устройство спереди;FIG. 1 is a front view of the device;
Фиг. 2 - вид на устройство сбоку, указание уточняющих рисунков;FIG. 2 is a side view of the device, indicating clarifying drawings;
Фиг. 2А - нагреватель вещества, вид сбоку;FIG. 2A is a side view of a substance heater;
Фиг. 2Б - камеры диссоциации, вид сбоку;FIG. 2B — dissociation chambers, side view;
Фиг. 2В - система адиабатического сжатия газа, вид сбоку;FIG. 2B is a side view of an adiabatic gas compression system;
Фиг. 3 - камеры диссоциации и система адиабатического сжатия, вид сзади;FIG. 3 - dissociation chambers and adiabatic compression system, rear view;
Фиг. 4 - система возврата поршней в изначальное состояние;FIG. 4 - system for returning the pistons to their original state;
Фиг. 5 - схема работы способа.FIG. 5 is a diagram of the method.
Способ получения водорода с помощью термической диссоциации воды и других веществ, обладающих похожими характеристиками, с применением волнового излучения включает устройство, которое состоит из:A method for producing hydrogen by thermal dissociation of water and other substances having similar characteristics using wave radiation includes a device that consists of:
1. Камера нагрева.1. The heating chamber.
2. Жаровой столб.2. Fire column.
3. Камера диссоциации.3. The chamber of dissociation.
4. Волновые излучатели.4. Wave emitters.
5. Система подачи и вывода водорода (схематично).5. The system for supplying and removing hydrogen (schematically).
6. Отверстия выхода жара.6. Heat outlet openings.
7. Клапана-распределители водорода (схематично).7. Hydrogen distribution valves (schematically).
7.1 Клапана-блокировщики водорода (схематично).7.1 Hydrogen blocking valves (schematically).
8. Баллон-накопитель.8. Storage cylinder.
9. Нагреваемое блюдце.9. Heated saucer.
10. 1. Форсунки нагрева (начальные, схематично).10. 1. Nozzles of heating (initial, schematically).
10.2. Форсунка нагрева (дополнительная, схематично).10.2. Heating nozzle (optional, schematically).
11. Форсунка подачи вещества (схематично).11. The nozzle of the substance supply (schematically).
12. Змеевик паровой.12. Steam coil.
13. Распределитель водяного газа.13. The distributor of water gas.
14. Клапан распределителя.14. The valve of the distributor.
15. Распределитель жара.15. Heat dispenser.
16. Выходы кислорода.16. Oxygen outputs.
17. Выходы остатков водяного газа и отработанных веществ.17. Exits of residual water gas and waste substances.
18. Поршень системы адиабатического сжатия.18. The piston of the adiabatic compression system.
19. Поршневая пружина (пружина сжатия).19. Piston spring (compression spring).
20. Шток поршня (с нанесенными зубцами).20. The piston rod (with applied teeth).
21. Шестерня системы возврата поршня.21. Gear of system of return of the piston.
22. Мотор шестерни.22. The gear motor.
23. Держатель пружин.23. Spring holder.
24. Система выдвижения стопоров.24. The system of extension of the stoppers.
25. Стопор.25. Stopper.
26. Поршневой палец.26. Piston pin.
Схема (фиг. 5):Scheme (Fig. 5):
27. Зона нагрева.27. Heating zone.
28. Зона догрева водяного газа.28. The zone of heating of water gas.
Осуществление способа получения водорода на примере устройства строится следующим образом.The implementation of the method of producing hydrogen on the example of the device is constructed as follows.
При запуске устройства водород из баллона-накопителя (8) через клапан-распределитель (7) подается к форсункам нагрева (10.1), находящимся в нижней части камеры нагрева (1).When the device is started, hydrogen from the storage cylinder (8) is supplied through the distribution valve (7) to the heating nozzles (10.1) located in the lower part of the heating chamber (1).
При этом к форсунке нагрева (10.1) может также подводиться воздух или кислород в зависимости от модификации устройства. Также в форсунке может происходить воспламенение газовой смеси.In this case, air or oxygen can also be supplied to the heating nozzle (10.1), depending on the modification of the device. Ignition of the gas mixture may also occur in the nozzle.
Пламя водорода от форсунок нагрева (10.1) подогревает нагреваемое блюдце (9). Температура пламени водорода может достигать более 2000-3000 градусов.The hydrogen flame from the heating nozzles (10.1) heats the heated saucer (9). The temperature of the hydrogen flame can reach more than 2000-3000 degrees.
Когда температура внутри камеры нагрева (1) достигнет максимальной (предположительно на несколько сотен градусов ниже, чем температура горения водорода), то через форсунку подачи вещества (11) подается вода или другое вещество со схожими свойствами и составом.When the temperature inside the heating chamber (1) reaches its maximum (presumably several hundred degrees lower than the combustion temperature of hydrogen), water or another substance with similar properties and composition is supplied through the nozzle of the substance (11).
Когда вода попадает в камеру нагрева (1), то происходит ускоренное парообразование и переход воды в состояние водяного газа, который, поднимаясь к верхней части камеры нагрева (1), попадает в змеевик паровой (12).When water enters the heating chamber (1), accelerated vaporization and transition of water to the state of water gas occurs, which, rising to the upper part of the heating chamber (1), enters the steam coil (12).
Змеевик предназначен для затормаживания движения газа вверх. При этом змеевик (12) располагается внутри жарового столба (2), по которому жар от горения водорода поднимается в верхнем направлении. Также в жаровом столбе (2) может располагаться форсунка нагрева (10.2), предназначенная для усиления нагрева водяного газа в змеевике (12), поскольку испарение воды и образование газа могут происходить настолько быстро, что газ просто не достигнет необходимой температуры либо потеряет часть температуры при движении по конструкции.The coil is designed to inhibit the upward movement of gas. In this case, the coil (12) is located inside the fire column (2), along which the heat from the combustion of hydrogen rises in the upper direction. Also, a heating nozzle (10.2) can be located in the fire column (2), designed to enhance heating of water gas in the coil (12), since water evaporation and gas formation can occur so quickly that the gas simply does not reach the required temperature or loses part of the temperature at design movement.
После змеевика (12) водяной газ попадает в распределитель (13), в котором установлен клапан распределителя (14). А жар, проходящий по жаровому столбу (2), попадает в распределитель (15). Распределители в данном случае предназначены для распределения водяного газа и жара между камерами диссоциации (3).After the coil (12), water gas enters the distributor (13), in which the valve of the distributor (14) is installed. And the heat passing through the fire column (2) enters the distributor (15). Distributors in this case are designed to distribute water gas and heat between dissociation chambers (3).
Камеры диссоциации (3) имеют двойные стенки. Так, водяной газ в максимально разогретом состоянии поступает в центральную часть камеры диссоциации, а жар от горения водорода поступает в пространство между стенок, не давая газу охлаждаться и поддерживая заданную температуру.Dissociation chambers (3) have double walls. So, water gas in the most heated state enters the central part of the dissociation chamber, and the heat from the combustion of hydrogen enters the space between the walls, preventing the gas from cooling and maintaining the set temperature.
На внешней части камер диссоциации (3) установлены волновые излучатели (4). При достаточно высокой температуре начинается процесс распада молекул на атомы. Волновые излучатели (4) включаются, когда водяной газ начинает поступать в камеру диссоциации (3), ускоряя процесс распада молекул.On the external part of the dissociation chambers (3), wave emitters (4) are installed. At a sufficiently high temperature, the process of decomposition of molecules into atoms begins. Wave emitters (4) turn on when water gas begins to enter the dissociation chamber (3), accelerating the process of molecular decay.
Когда водяной газ максимально заполнит камеру диссоциации (3), включается система адиабатического сжатия (при ее наличии) для увеличения давления газа и повышения его температуры. Эта система устанавливается во внутреннюю часть камеры диссоциации либо имеет непосредственную связь с внутренней частью.When water gas fills the dissociation chamber as much as possible (3), the adiabatic compression system (if any) is turned on to increase the gas pressure and increase its temperature. This system is installed in the inner part of the dissociation chamber or has a direct connection with the inner part.
Для срабатывания системы адиабатического сжатия необходимо, чтобы стопор (25) вышел из зацепления со штоком (20) поршня (18). При этом поршневая пружина (19) резко передвигает поршень (18) вверх. А поршень (18) в свою очередь создает внутри камеры диссоциации (3) повышенное давление.For the adiabatic compression system to operate, it is necessary that the stop (25) disengages from the piston rod (20) (18). In this case, the piston spring (19) sharply moves the piston (18) up. And the piston (18), in turn, creates increased pressure inside the dissociation chamber (3).
При этом должно исключаться постоянное внешнее воздействие на водяной газ (за исключением системы сжатия, действующей однократно при ее наличии), поскольку различные вещества имеют различный вес и энергию. Предполагается, что благодаря различности характеристик различных веществ при максимальной температуре и проводимой диссоциации вещества произойдет распределение веществ по слоям:In this case, a constant external effect on the water gas should be excluded (with the exception of the compression system, which acts once if it is available), since different substances have different weights and energies. It is assumed that due to the difference in the characteristics of various substances at the maximum temperature and the dissociation of the substance, the distribution of substances into layers will occur:
- водород, как наиболее легкий элемент, приблизится к верхней точке камеры диссоциации (3);- hydrogen, as the lightest element, approaches the upper point of the dissociation chamber (3);
- кислород, более тяжелый, чем водород, займет промежуточное положение;- oxygen, heavier than hydrogen, will occupy an intermediate position;
- водяной газ займет нижнее положение.- water gas will take a lower position.
Причем в зависимости от используемого вещества (кроме воды) распределение по слоям может незначительно меняться.Moreover, depending on the substance used (except for water), the distribution among the layers may vary slightly.
Также на камерах диссоциации (3) предусмотрены отверстия для выхода водорода в верхней части, кислорода (16), отработавшего водяного газа (17) и использованного жара (6).Also on the dissociation chambers (3) there are openings for the release of hydrogen in the upper part, oxygen (16), spent water gas (17) and used heat (6).
После выработки водорода поршень возвращается в изначальное положение путем передвижения штока (20) поршня шестерней (21), которая установлена на мотор (22), и последующего зацепления штока (20) стопором (25). При этом мотор (22) совместно с шестерней (21) способен передвигаться вдоль паза от одного штока к другому в случае, если их количество превышает один.After generating hydrogen, the piston returns to its original position by moving the piston rod (20) by the gear (21), which is mounted on the motor (22), and then engaging the rod (20) with the stop (25). At the same time, the motor (22) together with the gear (21) is able to move along the groove from one rod to another if their number exceeds one.
На фиг. 5 представлена схема работы способа получения водорода.In FIG. 5 is a flow diagram of a method for producing hydrogen.
В зону нагрева (27) поступает жидкость, нагреваемая до температуры около 2000-2500 градусов. Испаряясь, жидкость в виде газа поступает в зону догрева (28), после чего переходит в камеру диссоциации (29), где достигается температура около 3500 градусов и производится облучение радиоволнами различной длины и частоты при помощи волнового излучателя (30). Выработанный таким образом водород поступает в клапан-распределитель (31), где и распределяется между потребителями.Liquid enters the heating zone (27), heated to a temperature of about 2000-2500 degrees. Evaporating, the liquid in the form of gas enters the preheating zone (28), after which it passes into the dissociation chamber (29), where a temperature of about 3500 degrees is reached and radio waves of various lengths and frequencies are irradiated with a wave emitter (30). Hydrogen generated in this way enters the distribution valve (31), where it is distributed between consumers.
Особенности конструкции:Design Features:
1. Как известно, вода замерзает уже при достижении минусовой температуры. По этой причине предполагается, что для использования в описываемом способе могут быть использованы другие низкотемпературные вещества, имеющие в составе водород и обладающие характеристиками, которые позволят проводить их диссоциацию при описанном выше устройстве. Кроме того, подобные вещества могут иметь дополнительные присадки, увеличивающие эффективность работы устройства.1. As you know, water freezes when it reaches minus temperature. For this reason, it is assumed that for use in the described method can be used other low-temperature substances containing hydrogen and having characteristics that will allow them to dissociate with the above device. In addition, such substances may have additional additives that increase the efficiency of the device.
2. Наибольшее количество водорода, идущего к форсункам нагрева, будет тратиться при запуске устройства, поскольку необходимо прогреть камеру нагрева до максимальной температуры. В дальнейшем затраты водорода уменьшатся, поскольку необходимо будет лишь поддерживать температуру.2. The greatest amount of hydrogen going to the heating nozzles will be consumed when starting the device, since it is necessary to warm up the heating chamber to the maximum temperature. In the future, hydrogen costs will decrease, since it will only be necessary to maintain the temperature.
3. Предполагается, что вырабатываемый водород сможет обеспечить подогрев устройства и работу внешних потребителей. Кроме того, поскольку работа внешних потребителей может быть неравномерна (пример: двигатель внутреннего сгорания, который затрачивает наибольшее количество топлива при разгоне), то в конструкции предусматривается баллон-накопитель. Баллон-накопитель предназначен для запуска устройства за счет применения накопленного водорода, поддержания работы внешних потребителей, когда вырабатываемого водорода недостаточно, и накопления водорода, когда происходит его выработка с переизбытком.3. It is assumed that the generated hydrogen will be able to provide heating of the device and the operation of external consumers. In addition, since the work of external consumers can be uneven (example: an internal combustion engine that consumes the largest amount of fuel during acceleration), a storage cylinder is provided for in the design. The storage cylinder is designed to start the device by using the accumulated hydrogen, maintaining the work of external consumers when the hydrogen produced is not enough, and the accumulation of hydrogen when it is produced in excess.
4. В связи с работой устройства в условиях больших температур необходимо создание устройства из термопрочных материалов. В качестве такого материала может быть рассмотрена керамика, перспективные материалы или любые другие отвечающие условиям работы. Условие для использования материала - выдерживание нагрузки увеличения давления при срабатывании системы адиабатического сжатия.4. In connection with the operation of the device at high temperatures, it is necessary to create a device from heat-resistant materials. As such a material, ceramics, promising materials, or any other suitable working conditions can be considered. The condition for using the material is to withstand the load of the increase in pressure when the adiabatic compression system is activated.
5. В ряде случаев система может содержать одну камеру диссоциации, один поршень и т.д. Но благодаря количеству камер диссоциации более одной достигается стабильность работы системы, т.е. пока одна камера диссоциации заполняется водяным газом, во второй уже вырабатывается водород. Затем они меняются.5. In some cases, the system may contain one dissociation chamber, one piston, etc. But due to the number of dissociation chambers of more than one, system stability is achieved, i.e. while one dissociation chamber is filled with water gas, hydrogen is already being generated in the second. Then they change.
6. Система адиабатического сжатия может быть схожа с описанной либо иметь другие элементы и форму элементов. Основная идея данной системы - сжать водяной газ для повышения температуры.6. The adiabatic compression system may be similar to that described or may have other elements and the shape of the elements. The main idea of this system is to compress water gas to raise the temperature.
7. При температуре диссоциации молекулы находятся в нестабильном состоянии, что позволяет увеличить скорость диссоциации при помощи волнового излучения. При этом может использоваться как один излучатель на одну камеру диссоциации, так и более. При этом их характеристики могут абсолютно различаться, что позволит максимально дестабилизировать атомные связи в молекулах.7. At the dissociation temperature, the molecules are in an unstable state, which allows increasing the dissociation rate using wave radiation. In this case, one emitter per one dissociation chamber can be used, as well as more. Moreover, their characteristics can be completely different, which will maximize the destabilization of atomic bonds in molecules.
8. Ряд элементов в описанном выше способе и устройстве должен иметь собственные системы охлаждения, не оказывающие критического влияния на температуру водяного газа.8. A number of elements in the above method and device should have their own cooling systems that do not have a critical effect on the temperature of the water gas.
9. Клапан распределителя (14) может не иметь внешнего привода при наличии системы адиабатического сжатия, поскольку увеличение давления в одной из камер диссоциации автоматически будет давить на клапан и перекрывать дальнейший доступ водяного газа.9. The valve of the distributor (14) may not have an external drive in the presence of an adiabatic compression system, since an increase in pressure in one of the dissociation chambers will automatically pressure the valve and block further access of water gas.
10. Предполагается, что камера диссоциации будет герметична в первые секунды работы, когда разделение молекул на атомы только начало происходить. Это необходимо для препятствования попадания элементов в не те выходы. Также, в первые секунды после перекрытия всех клапанов происходит самоуспокаивание водяного газа, при котором прекращается его движение в том или ином направлении.10. It is assumed that the dissociation chamber will be airtight in the first seconds of operation, when the separation of molecules into atoms has just begun to occur. This is necessary to prevent elements from entering the wrong outputs. Also, in the first seconds after all valves are closed, self-complacency of water gas occurs, at which its movement in one direction or another stops.
11. Диссоциация является обратимым процессом, и атомы могут соединиться в молекулы при понижении температуры. Для того чтобы этого не произошло, необходимо полученные элементы отобрать по отдельности из камер диссоциации до понижения температуры.11. Dissociation is a reversible process, and atoms can combine into molecules at lower temperatures. In order to prevent this from happening, it is necessary to select the obtained elements separately from the dissociation chambers until the temperature drops.
12. Описанные способ и устройство водородоотделителя для его осуществления являются достаточно мобильными. В зависимости от размеров используемых элементов можно добиться как использования данного способа в автомобилях, так и производства водорода в промышленных масштабах.12. The described method and device of a hydrogen separator for its implementation are quite mobile. Depending on the size of the elements used, it is possible to achieve both the use of this method in automobiles and the production of hydrogen on an industrial scale.
Решению описанных ранее задач способствует достижение высоких температур и излучение, воздействующее на молекулы вещества.The achievement of high temperatures and radiation affecting the molecules of the substance contribute to the solution of the problems described earlier.
Claims (4)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016143686A RU2647291C1 (en) | 2016-11-08 | 2016-11-08 | Hydrogen producing using the thermal dissociation of water or low-temperature dissociating substances containing hydrogen in their composition with the use of microwave radiation |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016143686A RU2647291C1 (en) | 2016-11-08 | 2016-11-08 | Hydrogen producing using the thermal dissociation of water or low-temperature dissociating substances containing hydrogen in their composition with the use of microwave radiation |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2647291C1 true RU2647291C1 (en) | 2018-03-15 |
Family
ID=61629355
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2016143686A RU2647291C1 (en) | 2016-11-08 | 2016-11-08 | Hydrogen producing using the thermal dissociation of water or low-temperature dissociating substances containing hydrogen in their composition with the use of microwave radiation |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2647291C1 (en) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0417647A1 (en) * | 1989-09-08 | 1991-03-20 | Packard Instrument Company, Inc. | Apparatus and method for generating hydrogen and oxygen by electrolytic dissociation of water |
| CA2301219A1 (en) * | 1998-05-05 | 1999-11-11 | Shec Labs - Solar Hydrogen Energy Corporation | Process for the production of hydrogen by thermal decomposition of water |
| UA60305C2 (en) * | 1998-11-18 | 2003-10-15 | Василь Степанович Глущенко | A method for producing hydrogen and oxygen and a mechanism for realizing the same |
| US20050178670A1 (en) * | 2001-06-18 | 2005-08-18 | Austin Gary N. | Transition structures and catalytic reaction pathways for the production of hydrogen and oxygen |
| RU2436729C2 (en) * | 2007-07-06 | 2011-12-20 | ЭВАКО, ЭлЭлСи. | Carbonless dissociation of water and accompanying production of hydrogen and oxygen |
-
2016
- 2016-11-08 RU RU2016143686A patent/RU2647291C1/en active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0417647A1 (en) * | 1989-09-08 | 1991-03-20 | Packard Instrument Company, Inc. | Apparatus and method for generating hydrogen and oxygen by electrolytic dissociation of water |
| CA2301219A1 (en) * | 1998-05-05 | 1999-11-11 | Shec Labs - Solar Hydrogen Energy Corporation | Process for the production of hydrogen by thermal decomposition of water |
| UA60305C2 (en) * | 1998-11-18 | 2003-10-15 | Василь Степанович Глущенко | A method for producing hydrogen and oxygen and a mechanism for realizing the same |
| US20050178670A1 (en) * | 2001-06-18 | 2005-08-18 | Austin Gary N. | Transition structures and catalytic reaction pathways for the production of hydrogen and oxygen |
| RU2436729C2 (en) * | 2007-07-06 | 2011-12-20 | ЭВАКО, ЭлЭлСи. | Carbonless dissociation of water and accompanying production of hydrogen and oxygen |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Vlaskin et al. | Oxidation kinetics of micron-sized aluminum powder in high-temperature boiling water | |
| JP5672564B2 (en) | Composite plasma generator | |
| KR100820872B1 (en) | Steam generator | |
| US3361353A (en) | Method and apparatus for injection of liquid fuels | |
| US10240815B2 (en) | Efficient dissociation of water vapor in arrays of microchannel plasma devices | |
| KR102031984B1 (en) | Method and apparatus for treating object gas-containing effluent gas | |
| RU2647291C1 (en) | Hydrogen producing using the thermal dissociation of water or low-temperature dissociating substances containing hydrogen in their composition with the use of microwave radiation | |
| US20240200455A1 (en) | Energy cell | |
| EP2433902A1 (en) | Method and device for producing combustible gas, heat energy, hydrogen and oxygen | |
| Chernyak et al. | Plasma catalysis of chemical reactions | |
| WO2015012710A1 (en) | Car run on hydrogen without hydrogen on board | |
| US3142541A (en) | Gas generator for rocket propellants | |
| RU134075U1 (en) | DEVICE FOR THERMOCHEMICAL DECOMPOSITION OF WATER AND ENERGY CONVERSION | |
| RU2442644C2 (en) | The method of continuous execution of the electrochemical reaction in the subcritical and supercritical fluids and the device for its implementation | |
| Margulis et al. | Luminescence mechanism of acoustic and laser-induced cavitation | |
| Shchedrin et al. | Effect of air on the concentration of molecular hydrogen in the conversion of ethanol by a nonequilibrium gas-discharge plasma | |
| RU2509719C1 (en) | Method and apparatus for producing hydrogen from water (versions) | |
| Gallagher Jr | Partial oxidation and autothermal reforming of heavy hydrocarbon fuels with non-equilibrium gliding arc plasma for fuel cell applications | |
| RU2484014C2 (en) | Method of producing carbon-containing nanoparticles | |
| RU2637787C2 (en) | Method of low-thrust rocket engine operation | |
| RU2359433C1 (en) | Method of generating plasma flow | |
| CN101223102A (en) | Steam and Hydrogen Generators | |
| RU2846972C2 (en) | Steam-hydrogen-oxygen power plant | |
| RU2319730C1 (en) | Methods of hydrocracking of the heavy hydrocarbon fractions and the device for its implementation | |
| RU2574732C1 (en) | Method of evaporation of high temperature hydrocarbon liquids and device for its implementation |