Устройство для получения газообразного водорода


 


Владельцы патента RU 2495819:

Семенов Александр Алексеевич (RU)

Изобретение относится к области химии. Устройство для получения водорода из воды, состоящее из корпуса, в котором размещен реактор, где закреплены электроды с приложенным к ним электрическим напряжением, отличающееся тем, что рабочие электроды выполнены сетчатыми цилиндрами из алюминиевых сплавов, вставленными друг в друга с зазором и образующими пакет, причем снизу пакета вставлена форсунка, подключенная к насосу высокого давления, связанного с нагревательной емкостью, установленной на выпускной коллектор автомобиля, которая вместе с пакетом подключена к источнику высокого прерывистого напряжения, а пакет сетчатых цилиндров-электродов установлен в разгонном высоковольтном электрическом поле между электродами, подключенными к источнику высоковольтного поля. Технический результат заключается в снижении затрат на получение водорода и повышении производительности. 1 ил.

 

Устройство для получения газообразного водорода относится к области химии и может быть использовано при получении водорода в качестве энергетической добавки к топливу двигателей внутреннего сгорания.

Известным устройством является водородный генератора, содержащий полую камеру с водой, электроды, размещенные в воде, присоединенный к ним источник электроэнергии (кн. "Химическая энциклопедия”, т.1, м., 1988 г., с.401).

Сущность работы устройства - известного водородного генератора состоит в электролитической диссоциации воды под действием электрического тока на H2 и O2.

Недостаток устройства состоит в низкой энергетической эффективности получения водорода.

Наиболее близким (прототипом) по конструкции является устройство для получения водорода из воды, содержащее полую камеру с водой, электроды, размещенные в воде, присоединенный к ним источник электроэнергии, где имеются дополнено капилляры, размещенные вертикально в воде, с их верхними торцами выше уровня воды, причем электроды выполнены плоскими, один из которых размещен под капиллярами, а второй электрод выполнен сетчатым и размещен над ними, причем источник электроэнергии выполнен высоковольтным и регулируемым по амплитуде и частоте, причем зазор между торцами капилляров и вторым электродом и параметры электроэнергии, додаваемой на электроды, выбирают по условию обеспечения максимальной производительности по водороду, причем регуляторами производительности является регулятор напряжения упомянутого источника и регулятор зазора между капиллярами, и вторым электродом (есо21х.wordpress.com>2010/03/21/article 19/. Устройство получения водорода из воды. Автор Валерий Дудышев).

Недостатком устройства является сложность процесса, низкая производительность и большие энергозатраты.

Предлагаемое изобретение направлено на повышение производительности и снижение энергозатрат при получении водорода.

Технический результат достигается тем, что в реакторе устройства получения водорода размещают сетчатые цилиндрические электроды из алюминиевых сплавов, вставленные друг в друга с зазором и образующие пакет, с форсункой для подачи перегретой воды и присоединенного к ним источника высокого прерывистого напряжения. Эти устройства расположены, в ускорительном поле из двух электродов перпендикулярных оси сетчатых цилиндрических электродов.

ОПИСАНИЕ УСТРОЙСТВА В СТАТИКЕ

Устройство для получения водорода из воды (фиг.1) состоит из корпуса 1, в котором установлена диэлектрическая емкость - реактор 2 м где в направлении оси располагаются сетчатые цилиндры-электроды 5 из алюминиевых сплавов, вставленные друг в друга с зазором и образующие пакет. Снизу пакета вставлена форсунка 3, которая вместе с пакетом подключена к источнику высокого прерывистого напряжения 8. Пакет сетчатых цилиндров-электродов установлен в разгонном высоковольтном электрическом поле между электродами 4, 6, подключенными к источнику высоковольтного поля 7. Форсунка подключена к насосу высокого давления 9, связанному с нагревательной емкостью 10, установленной на выпускной коллектор автомобиля.

ОПИСАНИЕ РАБОТЫ УСТРОЙСТВА

Вначале с нагревательной емкости 10 насосом высокого давления 9 перегретая вода подается в форсунку 3, которая разбрызгивает ее на сетчатые цилиндры-электроды 5. Затем включают высоковольтный источник напряжения 8 и подают высоковольтную разность потенциалов к сетчатым цилиндрам-электродам, затем включают высоковольтный источник 7 и подают разность потенциалов к электродам разгонного поля. В результате вдоль сетчатых цилиндров-электродов под действием электростатических сил электрического поля осществляется диссоциация мелкодисперсных капелек воды при ее распылении от форсунки к сетчатым электродам и между ними. Распад молекул с образованием горючего газа увеличивается, так как они находятся в возбужденном состоянии в результате нагрева в нагревательной емкости, причем нагрев производится высокой температурой отработанных газов с целью повышения КПД двигателя.

Вода нагревается до температуры 110° в нагревательной емкости 10 и насосом высокого давления 9 подается на форсунку 3, которая распыляет ее сетчатые цилиндры-электроды 5, при этом происходит расщепление воды на H+ и OH-, кроме того, алюминиевые сетчатые электроды взаимодействуют с водой, образуя окислы алюминия и водород

2Al+2H2O=2AlOOH+H2;

2Al+6H2O=2Al(OH)3+3H2.

На форсунку и сетчатые цилиндры-электроды с высоковольтного источника прерывистого тока 8 высокого напряжением. При разряде между форсункой и сетчатыми цилиндрами-электродами и между цилиндрами происходит расщепление воды на составляющие ионы в результате разряда, а также происходит диспергирование поверхности алюминиевых сетчатых цилиндров, которые, взаимодействуя с водой, образуют оксиды алюминия и газообразный водород.

Полученные ионы водорода разгоняются высоковольтным полем постоянного тока (10 кВ) между электродами 4, 6, встречая на пути молекулы воды они расщепляют их на составляющие

H2O=OH+H2.

Молекулы водорода в дальнейшем засасываются потоком воздуха от компрессора и подаются во впускной канал двигателя.

Предлагаемый способ позволяет увеличить выход водорода, повысить производительность получения водорода в несколько порядков и снизить энергозатраты па его получение в 3 раза.

Устройство для получения водорода из воды, состоящее из корпуса, в котором размещен реактор, где закреплены электроды с приложенным к ним электрическим напряжением, отличающееся тем, что рабочие электроды выполнены сетчатыми цилиндрами из алюминиевых сплавов, вставленными друг в друга с зазором и образующими пакет, причем снизу пакета вставлена форсунка, подключенная к насосу высокого давления, связанного с нагревательной емкостью, установленной на выпускной коллектор автомобиля, которая вместе с пакетом подключена к источнику высокого прерывистого напряжения, а пакет сетчатых цилиндров-электродов установлен в разгонном высоковольтном электрическом поле между электродами, подключенными к источнику высоковольтного поля.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к способу получения углеводородов, водорода и кислорода с использованием диоксида углерода и воды. Согласно способу насыщают воду диоксидом углерода с получением карбонизированной воды; пропускают карбонизированную воду, по меньшей мере, через один реактор, содержащий катализатор, с осуществлением реакции: n C O 2 + [ 4 n + 2 ( k + 1 ) ] H 2 O = C n H 2 n + 2 + [ 3 n + 2 k + 1 ] H 2 + [ 3 n + k + 1 ] O 2   , где k - целое число, большее или равное 0, n - целое число, большее или равное 1, с получением углеводородов, водорода и кислорода, поступающих далее, по меньшей мере, в один разделитель; по меньшей мере, в одном разделителе отделяют продукты реакции от исходной карбонизированной воды путем сепарации газообразной и жидкой фаз, при этом из жидкой и газообразной фаз выделяют углеводороды, а из газообразной фазы дополнительно выделяют водород и кислород.

Изобретения относятся к области химии. Синтез-газ из газогенератора 10 подают в реактор 64 для преобразования окиси углерода в диоксид углерода.
Изобретение относится к способу получения синтез-газа. Способ включает стадии, в которых готовят парофазную смесь, состоящую из водного пара и распыленного углеводорода или окисленного углеводорода, и проводят каталитическую конверсию парофазной смеси в синтез-газ в установке для риформинга.

Изобретение относится к катализаторам сжигания водорода. Описан катализатор сжигания водорода, включающий каталитически активный металл, нанесенный на носитель катализатора, образованный неорганическим оксидом, при этом носитель включает органический силан по меньшей мере с одной алкильной группой из трех или менее атомов углерода, путем замещения присоединенной к концу каждой из определенной части или ко всем гидроксильным группам на поверхности носителя; и каталитически активный металл нанесен на носитель катализатора, включающий присоединенный к нему органический силан.

Изобретение относится к устройству для получения водорода. Устройство содержит окруженную трубой реакционную камеру, в которой смесь веществ из водяного пара и углеродсодержащего сырья преобразуется паровым риформингом, и перегородку, частично селективно проницаемую для водорода, через которую образованный при паровом риформинге водород может непрерывно отводиться из реакцинной камеры с высокой чистотой и при давлении, которое меньше давления в реакционной камере и больше давления окружающей среды.

Изобретение относится к технологии переработки углеводородного сырья, в частности к способу получения катализатора для процесса получения синтез-газа из газообразного углеводородного сырья, например метана, природного газа или попутных нефтяных газов.

Изобретение относится к интегрированному способу получения дизельного топлива или добавок к топливу из биологического материала посредством получения парафинов в реакции Фишера-Тропша, с одной стороны, и посредством каталитической гидродеоксигенации масел и жиров биологического происхождения, с другой стороны.

Изобретение относится к технологии переработки углеводородного сырья, в частности к получению синтез-газа из газообразного углеводородного сырья, например, метана, природного газа или попутных нефтяных газов с использованием высокоэффективного катализатора.

Изобретение относится к разработке катализаторов для осуществления термохимической конверсии углеводородных и кислородсодержащих топлив за счет тепла отходящих газов двигателей внутреннего сгорания, являющихся составной частью гибридных силовых установок. Описан катализатор для термической рекуперации тепла отходящих газов двигателя внутреннего сгорания в гибридной силовой установке, содержащий активный компонент, нанесенный на носитель, представляющий собой теплопроводный структурированный материал, расположенный в плоских панелях, состоящих из экзотермических и эндотермических каналов, и состоит из чередующихся между собой плоских и гофрированных теплопроводных металлопористых каталитических лент, образующих каналы для прохождения реагирующей смеси. Технический результат - повышение использования тепла в гибридных энергоустановках. 2 з.п. ф-лы, 3 табл., 1 ил.

Изобретение относится к области химии. Для получения водорода проводят реакцию паровой каталитической конверсии углеродсодержащей жидкости с получением продуктов реакции, содержащих водород. Продукты реакции направляют на вход катодного пространства для электролиза в высокотемпературном электролизере, на выходе из катодного пространства выделяют реакционный поток, содержащий синтез-газ, который направляют на каталитический синтез углеродсодержащей жидкости. В анодном пространстве, отделенном от катодного пространства электролитическим слоем, выделяют кислород. Углеродсодержащую жидкость возвращают в начало процесса на конверсию, а полученный в процессе синтеза углеродсодержащей жидкости водород очищают от оксидов углерода. 10 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к области катализаторов. Описан катализатор, предназначенный для применения в реакции высокотемпературного сдвига, в своей активной форме содержащий смесь цинк-алюминиевой шпинели и оксида цинка в комбинации со щелочным металлом, выбранным из группы, включающей Na, K, Rb, Cs и их смеси, указанный катализатор обладает молярным отношением Zn/Al, находящимся в диапазоне от 0,5 до 1,0, и содержанием щелочного металла, находящимся в диапазоне от 0,4 до 8,0 мас.% в пересчете на массу окисленного катализатора. Описан способ обогащения смеси синтез-газа водородом или монооксидом углерода путем взаимодействия указанной смеси синтез-газа с описанным выше катализатором. Технический результат - увеличение активности катализатора. 2 н. и 6 з.п. ф-лы, 8 табл., 31 пр.

Изобретение относится к способу производства синтез-газа. Способ производства синтез-газа включает: риформинг углеводорода в присутствии пара и одного или более первых катализаторов в первой реакционной зоне с получением выходящего потока, содержащего часть углеводорода, моноксид углерода, диоксид углерода и водород при первой температуре, при этом первая реакционная зона может включать одну или более содержащих катализатор трубок; непрямой нагрев выходящего потока от первой температуры до второй температуры; и риформинг выходящего потока при второй температуре в присутствии одного или более окислителей, и одного или более вторых катализаторов в условиях, достаточных для получения синтез-газа, имеющего температуру примерно 1030°C или выше, включающего водород, моноксид углерода, диоксид углерода и меньше чем примерно 5 моль.% метана на сухое вещество, при этом синтез-газ используют для нагрева выходящего потока непрямым образом от первой температуры до второй температуры. Заявлен вариант способа получения. Технический результат - снижение потребления энергии. 2 н. и 19 з.п. ф-лы, 1 табл., 3 ил.

Изобретение относится к отрасли переработки нефти и газа и может быть использовано для получения синтетических жидких углеводородов и метанола на установке, интегрированной в объекты промысловой подготовки газовых, газоконденсатных и нефтяных месторождений. Способ включает нагрев исходного природного газа, смешение перегретого пара с исходным природным газом, одностадийную конверсию парогазовой смеси в печи риформинга в конвертированный газ, охлаждение конвертированного газа и разделение его на два потока, при этом первый поток подвергают одностадийному каталитическому превращению в метанол, а второй поток подвергают каталитическому синтезу с получением сжиженных углеводородных газов, которые направляют на конверсию совместно с исходным природным газом, и жидких углеводородов, которые подвергают стабилизации в ректификационной колонне. Также предложена установка для осуществления способа получения синтетических жидких углеводородов и метанола, интегрированная в объекты промысловой подготовки. Изобретение обеспечивает эффективное совместное получение метанола и синтетических жидких углеводородов в одной технологической схеме в процессе промысловой подготовки. 2 н. и 13 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к технологиям малотоннажной утилизации непромышленных газов в газовой промышленности. Изобретение касается малотоннажной установки по утилизации ресурсов малых месторождений природного газа, состоящей из последовательно соединенных очистительного модуля, теплообменника предварительного нагрева, теплообменника-рекуператора для тепловой обработки сырья, реактора плазмохимического синтеза для образования водородно-сажевой смеси, теплообменника-рекуператора для закалки, теплообменника-охладителя для охлаждения смеси, циклона для выделения и подачи в рукавный фильтр для сбора с последующей подачей в гранулятор и конденсатор, гранулятора для гранулирования частиц сажи при увлажнении водой из конденсатора и последующей подачи в сушильный барабан, конденсатора для подачи воды в гранулятор и конденсации воды с подачей водородной смеси в компрессор, сушильного барабана для осушки и выделения, компрессора для сжатия водорода и подачи в мембранный блок для обогащения и последующего выделения. Технический результат - обеспечение рационального использования сжигаемого газового сырья на месторождении с получением товарной газохимической продукции: технического углерода и водорода. 2 ил.

Настоящее изобретение относится к получению водородсодержащего газа и может быть использовано в промышленности при переработке отходящих продуктов процесса Фишера-Тропша в присутствии пористой мембранно-каталитической системы. Пористая каталитическая мембрана представляет собой продукт вибропрессования высокодисперсной смеси, содержащей никель и кобальт, взятых в соотношении 1:1, термообработанный в муфельной печи до температуры самовоспламенения, выдержанный, а затем охлажденный. Также предложен способ переработки отходящих продуктов процесса Фишера-Тропша, который включает переработку газообразных продуктов - метана, углекислого газа и растворенных в воде примесей органических веществ (метанол, этанол, метилэтилкетон, уксусную кислоту и ацетон) путем углекислотно-паровой конверсии в присутствии указанного каталитического модуля и осуществляемой при температуре 680-780°C, давлении 1-1,5 атм и скорости подачи исходной парогазовой смеси совместно с парами воды, выделяемой в процессе, 16000-96000 ч-1 с получением продуктов конверсии - синтез-газа и воды, очищенной от примесей органических веществ. Технический результат - эффективная переработка отходящих продуктов в синтез-газ, что позволяет увеличить выход ценных углеводородов; и очистка больших количеств воды, выделяемой в процессе. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 1 ил., 4 табл., 9 пр.

Изобретение может быть использовано для систем подъема затонувших объектов, в средствах дистанционного экстренного перекрытия нефте- и газопроводов, в средствах выброса и распыления специальных жидкостей при нейтрализации аварийных выделений газов и веществ на производствах, приведения в действие различных пневматических устройств, для средств пожаротушения. Способ получения холодных инертных газообразных продуктов сгорания твердотопливного заряда в газогенераторе включает процесс фильтрационного горения пористого газопроницаемого заряда из газогенерирующего состава на основе окислителя, горючего-связующего и теплопоглощающей добавки, выделение горячего газа, образование конденсированных продуктов сгорания в виде смеси азота, диоксида углерода и паров воды, пропускание выделенного газа из зоны горения через тело заряда в направлении распространения фронта горения, охлаждение газа. Изобретение позволяет расширить эксплуатационные возможности и диапазон областей применения, повысить безопасность изготовления и эксплуатации реализующих его устройств, их номенклатуру, массогабаритные характеристики и надежность получения функционального результата, обеспечить возможность варьирования пригодными для применения в нем компонентами при одновременном сохранении удельной газопроизводительности, температуры и чистоты получаемых газообразных продуктов. 1 ил., 2 табл.

Изобретение относится к способу и установке для получения синтез-газа (S) из твердых частиц (C) углерода, причем указанные частицы (C) углерода получают посредством пиролиза, газификация частиц (C) углерода происходит в результате непрямого нагрева частиц (C) углерода в присутствии технологического газа (P) в том же самом пространстве реактора, где находятся частицы (C) углерода, при этом непрямой нагрев осуществляют с помощью теплового излучения от горелок (Br1-Brn), расположенных в реакторе (1), а синтез-газ (S), образовавшийся во время газификации, выпускают из указанного пространства. Установка содержит реактор, по меньшей мере, одну горелку (Br1-Brn), расположенную внутри реактора, устройства для подачи частиц углерода и технологического газа во внутреннее пространство реактора и средство выпуска образующегося синтез-газа (S), при этом, по меньшей мере, одна горелка (Br1-Brn) выполнена с возможностью обеспечения сгорания внутри труб радиационного нагрева и обеспечения теплового излучения от нее для непрямого нагрева частиц (C) углерода и технологического газа (P) внутри реактора. Обеспечивается повышение теплового КПД реактора газификации. 2 н. и 5 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к области химии. Согласно первому варианту для получения водорода железные стержни изолируют от стенок реактора 1 и подают на них высоковольтный потенциал от трансформатора Тесла 14. Реактор 1 заземляют и заполняют водой до образования разряда между железными электродами и поверхностью воды. Согласно второму варианту плоский горизонтальный охлаждаемый электрод 18 изолируют от стенок реактора 1 и подают на него высоковольтный потенциал от трансформатора Тесла 14. Реактор заземляют, внутри реактора устанавливают вертикально тонкостенные трубы 23 из железа с устройством 24 перемещения, уменьшают расстояние между тонкостенными трубками и плоским электродом 18 до образования разряда. Через тонкостенные трубки подают водяной пар. Изобретение позволяет повысить чистоту водорода, снизить затраты энергии. 4 н. и 2 з.п. ф-лы, 2 ил., 2 пр.
Наверх