CH685836A5

CH685836A5 - Prodn. of steam for mixt. of water and hydrogen peroxide

Info

Publication number: CH685836A5
Application number: CH130894A
Authority: CH
Inventors: Robert O Renfer; Eike J W Dipl-Ing Mueller
Original assignee: Robert Otto Renfer
Priority date: 1995-01-26
Filing date: 1995-01-26
Publication date: 1995-10-13

Abstract

In prodn. of steam for driving a steam operable plant, (a) a mixt. of water and H2O2 is fed to a reactor where the H2O2 is converted to water and O2 on a catalyst which is not altered, used up or fouled by the dissociation process, and (b) the energy liberated is used to convert the water to steam which is fed through an outlet to the plant, for its operation.

Description

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Beschreibung description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erzeugen von Wasserdampf für das Antreiben eines mit Dampf betreibbaren Aggregates, eine Anwendung des Verfahrens zum Antreiben einer Dampfturbine, sowie eine Anordnung zum Erzeugen von Energie, beispielsweise in Form von elektrischer Energie. The present invention relates to a method for generating steam for driving a steam-operated unit, an application of the method for driving a steam turbine, and an arrangement for generating energy, for example in the form of electrical energy.

Die heute bekannten Treibstoffe, Antriebsaggregate, Motoren, Generatoren zur Erzeugung von elektrischem Strom etc. belasten direkt oder indirekt die Umwelt, oder aber erfüllen die Anforderungen der praktischen Ersetzbarkeit ungenügend oder überhaupt nicht. The fuels, drive units, motors, generators for generating electricity, etc. known today directly or indirectly pollute the environment, or meet the requirements of practical replaceability insufficiently or not at all.

So werden die heute bekannten Antriebsaggregate für Automobile oder Wasserfahrzeuge vorwiegend nach dem Ottomotoren-Explosionsprinzip betrieben, wobei Benzin, Diesel, Methanol, Bio- und Butangas oder Wasserstoff als Treibstoff verwendet werden. Dabei werden bei Verwendung von fossilen Treibstoffen schädigende Abgase an die Umwelt abgegeben, und Fahrzeuge, welche mit Wasserstoff betrieben werden, schliessen ein sehr hohes Sicherheitsrisiko mit ein. The drive units for automobiles or watercraft known today are mainly operated according to the gasoline engine explosion principle, with gasoline, diesel, methanol, bio and butane gas or hydrogen being used as fuel. When using fossil fuels, harmful gases are released into the environment, and vehicles that run on hydrogen involve a very high safety risk.

Elektrisch angetriebene Fahrzeuge werden meistens aus Batterien in Verbindung mit Solarzellen oder kombiniert mit oben erwähnten Brennstoffmotoren gespiesen. Die Handhabung derartig elektrisch betriebener Fahrzeuge ist äusserst unpraktisch und genügt den heutigen Anforderungen an die Handhabung keineswegs. Dies ist anschaulich bei den heute verwendeten Elektro- und Solarfahrzeugen zu beobachten. Electrically powered vehicles are mostly powered by batteries in conjunction with solar cells or combined with the above-mentioned fuel engines. The handling of such electrically powered vehicles is extremely impractical and in no way meets today's handling requirements. This can be seen clearly in the electric and solar vehicles used today.

In bezug auf die Erzeugung von elektrischer Energie mit Antriebsaggregaten ist weiter zu bemerken, dass dies ebenfalls entweder direkt durch die Verwendung von treibstoffbetriebenen Aggregaten erfolgt, oder aber durch die Verwendung von beispielsweise Wasserdampf, wobei letzterer in der Regel auch mittels fossiler Brennstoffe erzeugt wird, welche die bekannten umweltschädigenden Abgase erzeugen. With regard to the generation of electrical energy with drive units, it should also be noted that this likewise takes place either directly through the use of fuel-operated units, or through the use of, for example, water vapor, the latter also generally being generated using fossil fuels, which generate the well-known pollutant gases.

Zu erwähnen ist sicher auch die nukleare Antriebstechnik, die jedoch sowohl aus umwelttechnischen Gründen wie auch aus politischen Gründen als kritisch zu beurteilen ist. Nuclear drive technology should also be mentioned, but it must be assessed as critical both for environmental and political reasons.

Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, unter Verwendung eines umweltfreundlichen Treibstoffes ein Aggregat anzutreiben, mittels welchem beispielsweise Energie in Form von elektrischer Energie oder mechanischer Energie erzeugt werden kann, resp. mittels welchem ein Fahrzeug betrieben resp. angetrieben werden kann. It is therefore an object of the present invention to drive an aggregate using an environmentally friendly fuel, by means of which, for example, energy in the form of electrical energy or mechanical energy can be generated, respectively. by means of which a vehicle operated or. can be driven.

Erfindungsgemäss wird diese Aufgabe mit einem Verfahren nach Anspruch 1, sowie mittels einer Anordnung nach Anspruch 8 gelöst. According to the invention, this object is achieved by a method according to claim 1 and by an arrangement according to claim 8.

Vorgeschlagen wird, dass für das Erzeugen von Wasserdampf für das Antreiben eines mit Dampf betreibbaren Aggregates ein Gemisch im wesentlichen bestehend aus Wasserstoffperoxyd und Wasser einem Reaktor zugeführt wird, in welchem das Peroxyd mittels eines geeigneten Katalysators zu Wasser und Sauerstoff umgesetzt wird, wobei die dabei frei werdende Energie dazu verwendet wird, das Wasser in Dampf umzuwandeln, welcher Dampf über eine Auslassöffnung dem anzutreibenden Aggregat für dessen Betreiben zugeführt wird. It is proposed that a mixture consisting essentially of hydrogen peroxide and water is fed to a reactor in which the peroxide is converted to water and oxygen by means of a suitable catalyst, for the production of steam for driving a steam-operated unit, the reactor being converted into water and oxygen, the thereby free energy is used to convert the water into steam, which steam is fed via an outlet opening to the unit to be driven for its operation.

Das für die Zersetzungsreaktion dem Reaktor zugeführte Gemisch soll mindestens 21 Gew.-%, vorzugsweise 35 Gew.-% oder höhere Konzentrationen von Wasserstoffperoxyd umfassen, wobei das Gemisch weitgehendst aus Wasserstoffperoxyd bestehen kann. The mixture fed to the reactor for the decomposition reaction should comprise at least 21% by weight, preferably 35% by weight or higher concentrations of hydrogen peroxide, it being possible for the mixture to consist largely of hydrogen peroxide.

Für die Zersetzungsreaktion von Wasserstoffperoxyd eignet sich der erfindungsgemässe Katalysator, welcher sich nicht verändert, abnützt oder verschmutzt und erfindungsgemäss insbesondere aus Verbindungen und Kombinationen von Aluminium, Silizium, Kupfer, Magnesium, Titan, Mangan, Eisen, Lanthan, Cerium, Praseodym, Neodym, Phosphor, Kalium, Calcium, Kobalt, Zink, Zinn, Blei, Schwefel, Chlor, Nickel, Strontium, Zirkonium und Molybdän Rhodium, Silber, Kaliumpermanganat und Seltene Erden besteht. For the decomposition reaction of hydrogen peroxide, the catalyst according to the invention is suitable, which does not change, wear or become dirty, and according to the invention in particular from compounds and combinations of aluminum, silicon, copper, magnesium, titanium, manganese, iron, lanthanum, cerium, praseodymium, neodymium, phosphorus , Potassium, calcium, cobalt, zinc, tin, lead, sulfur, chlorine, nickel, strontium, zirconium and molybdenum rhodium, silver, potassium permanganate and rare earths.

Die erfindungsgemäss vorgeschlagenen Verfahren eignen sich zum Antreiben einer Dampfturbine nach Anspruch 6, sowie insbesondere zum Antreiben eines Antriebsaggregates gemäss dem Wortlaut nach Anspruch 7. The methods proposed according to the invention are suitable for driving a steam turbine according to claim 6, and in particular for driving a drive unit according to the wording according to claim 7.

Für die Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens sowie den in den Ansprüchen 6 und 7 beanspruchten Anwendungen des erfindungsgemässen Verfahrens wird eine Anordnung zum Erzeugen von Energie gemäss dem Wortlaut nach Anspruch 8 vorgeschlagen. For the implementation of the method according to the invention and the applications of the method according to the invention claimed in claims 6 and 7, an arrangement for generating energy according to the wording according to claim 8 is proposed.

Die erfindungsgemäss vorgeschlagene Anordnung umfasst einen Reaktor für die Erzeugung von Wasserdampf durch das Zersetzen von Wasserstoffperoxyd mittels eines geeigneten Katalysators, sowie ein dampfangetriebenes Aggregat für die Erzeugung von Energie, das mittels des im vorzugsweise zylinderförmigen Reaktors erzeugten Dampfes betreibbar ist. The arrangement proposed according to the invention comprises a reactor for the generation of water vapor by the decomposition of hydrogen peroxide by means of a suitable catalyst, and a steam-driven unit for the generation of energy which can be operated by means of the steam generated in the preferably cylindrical reactor.

Der Reaktor umfasst dabei vorzugsweise ein Reaktionsbehältnis bestehend aus Chromstahl oder einem faserverstärkten Kunststoff, wie beispielsweise einem kohlenstoffaserverstärkten PVC; Polytrifluo-rethylen, Polyethylen, Polypropylen oder Polyethy-lenterephthalat, wobei der gewählte Kunststoff ggf. mittels Aluminium beschichtet ist. The reactor preferably comprises a reaction vessel made of chrome steel or a fiber-reinforced plastic, such as a carbon-fiber reinforced PVC; Polytrifluoroethylene, polyethylene, polypropylene or polyethylene terephthalate, whereby the selected plastic may be coated with aluminum.

Die erfindungsgemäss vorgeschlagene Anordnung umfasst weiter ein Antriebsaggregat gemäss dem Wortlaut nach Anspruch 8 und kennzeichneten Teils nach Anspruch 12. The arrangement proposed according to the invention further comprises a drive unit according to the wording according to claim 8 and marked part according to claim 12.

Das erfindungsgemäss verwendete Antriebsaggregat kann beispielsweise mittels eines Generators zum Erzeugen von elektrischen Strom verbunden sein. The drive unit used according to the invention can be connected, for example, by means of a generator for generating electrical current.

Die Erfindung wird nun anschliessend beispielsweise und unter Bezug auf die beigefügten Figuren näher erläutert. Dabei zeigen: The invention will now be explained in more detail for example and with reference to the accompanying figures. Show:

Fig. 1 im Längsschnitt einen erfindungsgemäss vorgeschlagenen Reaktor fur die Umsetzung von Wasserstoffperoxyd zu Wasserdampf; 1 shows in longitudinal section a reactor proposed according to the invention for the conversion of hydrogen peroxide to water vapor;

Fig. 2 im Querschnitt den Reaktor gemäss Fig. 1 entlang der Linie l-l; 2 shows in cross section the reactor according to FIG. 1 along the line I-1;

Fig. 3 schematisch dargestellt eine Energieerzeu5 3 schematically shows an energy generator

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gungsanordnung unter Miteinschluss eines Reaktors gemäss den Fig. 1 und 2; supply arrangement including a reactor according to FIGS. 1 and 2;

Fig. 4 eine bevorzugte Ausgestaltung eines mittels Dampf angetriebenen Antriebsaggregates im Längsschnitt, und Fig. 4 shows a preferred embodiment of a drive unit driven by steam in longitudinal section, and

Fig. 5 das Antriebsaggregat gemäss Fig. 4 im Querschnitt entlang der Linie A-A. 5 shows the drive unit according to FIG. 4 in cross section along the line A-A.

In Fig. 1 und 2 ist schematisch im Längs- resp. Querschnitt ein erfindungsgemäss ausgebildeter Reaktor dargestellt für die Durchführung der Zersetzungsreaktion von Wasserstoffperoxyd und der Bildung von Wasserdampf. 1 and 2 is schematically in the longitudinal or. Cross section of a reactor designed according to the invention for carrying out the decomposition reaction of hydrogen peroxide and the formation of water vapor.

Bei Wasserstoffperoxyd handelt es sich ja bekanntlich um eine metastabile Verbindung mit der Tendenz, unter starker Wärmeentwicklung in Wasser und Sauerstoff zu zerfallen. Die Zerfallsgeschwindigkeit ist von der Konzentration, der Temperatur und insbesondere und wesentlich von der Anwesenheit von Katalysatoren abhängig. Währenddem völlig reines Wasserstoffperoxyd oder auch verdünnte wässerige Lösungen davon bei Zimmertemperatur nahezu beständig sind, bewirken Katalysatoren, dass die Zersetzungsgeschwindigkeit beispielsweise einer verdünnten Lösung bei Raumtemperatur stark erhöht wird, so dass es zu einer lebhaften bis stürmischen Zersetzung resp. Bildung von Wasser und Sauerstoff kommt. Die Zersetzungsreaktion von Wasserstoffperoxyd ist an sich bekannt, und als Katalysatoren werden viele Stoffe vorgeschlagen, wie beispielsweise fein verteilte Metalle wie Silber, Gold, Platin, Palladium, Metalloxyde wie Braunstein, Bleioxyd oder Rost, Metallsalze, Staubteilchen, organische Stoffe sowie Stoffe mit rauher Oberfläche wie Kork, Bernstein und andere. Durch die bei der Zerfallsreaktion frei werdende Wärme erhitzen sich konzentrierte Lösungen, so dass sich die Zersetzungsgeschwindikeit oft bis zur Explosion steigert. Dies ist auch ein Grund, weshalb normalerweise im Chemikalienhandel nur wässerige Lösungen mit einem Anteil von ca. 10 Gew.-% Wasserstoffperoxyd erhältlich sind. 90 Gew.-% Wasserstoffperoxyd wird im übrigen auch zum Raketenantrieb eingesetzt. As is well known, hydrogen peroxide is a metastable compound with the tendency to disintegrate into water and oxygen while generating a lot of heat. The rate of decay depends on the concentration, the temperature and in particular and essentially on the presence of catalysts. While completely pure hydrogen peroxide or dilute aqueous solutions thereof are almost stable at room temperature, catalysts have the effect that the rate of decomposition, for example of a dilute solution, is greatly increased at room temperature, so that there is a lively to stormy decomposition or Formation of water and oxygen comes. The decomposition reaction of hydrogen peroxide is known per se, and many substances are proposed as catalysts, such as finely divided metals such as silver, gold, platinum, palladium, metal oxides such as manganese dioxide, lead oxide or rust, metal salts, dust particles, organic substances and substances with a rough surface like cork, amber and others. The heat released during the decomposition reaction heats up concentrated solutions, so that the rate of decomposition often increases until an explosion. This is also a reason why normally only aqueous solutions with a proportion of approx. 10% by weight hydrogen peroxide are available in the chemical trade. 90% by weight of hydrogen peroxide is also used for rocket propulsion.

Es hat sich nun als zweckmässig erwiesen, dass mit einer wässerigen Lösung von mindestens 21 Gew.-%, besser noch 35 Gew.-% Wasserstoffperoxyd gearbeitet werden muss, damit bei der Zersetzungsreaktion einerseits ausreichende Wärme erzeugt wird, damit alles Wasser - dasjenige aus der Lösung und dasjenige, das bei der Zersetzungsreaktion gebildet wird - in Dampf umgewandelt wird. Zudem garantiert dieser Mindestanteil von Wasserstoffperoxyd, dass der erzeugte Wasserdampfdruck ausreichend ist, um ein dem Reaktor nachgeschaltetes Aggregat antreiben zu können. It has now proven to be expedient to work with an aqueous solution of at least 21% by weight, better still 35% by weight, of hydrogen peroxide, so that on the one hand sufficient heat is generated in the decomposition reaction so that all the water - that from the Solution and that which is formed in the decomposition reaction - is converted into steam. In addition, this minimum proportion of hydrogen peroxide guarantees that the water vapor pressure generated is sufficient to be able to drive an assembly downstream of the reactor.

Die mindestens 21 Gew.-% Wasserstoffperoxyd enthaltene wässerige Lösung wird aus einem Vorratstank (nicht dargestellt) über eine Ansaugleitung 1 und einer Einspritzpumpe 2 in einen Einspritzstutzen 4 geleitet, wobei die Einspritzpumpe 2 über eine elektrische Leitung 3 gesteuert wird. Vom Einspritzstutzen 4 wird die Wasserstoffperoxydlösung über eine Auslassöffnung oder Ventil 9 in das Reaktorvolumen 6 eingespritzt, wobei die Peroxydlö- The aqueous solution containing at least 21% by weight of hydrogen peroxide is passed from a storage tank (not shown) via an intake line 1 and an injection pump 2 into an injection nozzle 4, the injection pump 2 being controlled via an electrical line 3. The hydrogen peroxide solution is injected from the injection port 4 into the reactor volume 6 via an outlet opening or valve 9, the peroxide solution

sung durch einen Maschendraht oder Keramikkörper 10 hindurchtreten muss. Der Maschendraht, resp. das Drahtgeflecht oder der Keramikkörper 10 dient als Katalysator und besteht aus Moneldraht-gewebe, welches versilbert ist, oder aus beschichtetem porösem Keramik. solution must pass through a wire mesh or ceramic body 10. The wire mesh, respectively. the wire mesh or the ceramic body 10 serves as a catalyst and consists of monon wire mesh, which is silver-plated, or of coated porous ceramic.

Im Reaktorvolumen resp. Innenraum 6 zerfällt nun das Wasserstoffperoxyd gemäss der Formel In the reactor volume or Interior 6 now breaks down the hydrogen peroxide according to the formula

2H202 = 2H20 + 02 (+ 690 kcal/kg). 2H202 = 2H20 + 02 (+ 690 kcal / kg).

Die dabei frei werdende Energie ist dafür verantwortlich, dass das in der Lösung vorhandene Wasser und das bei der Zersetzungsreaktion gebildete Wasser zu Wasserdampf umgewandelt wird. Der so gebildete Wasserdampf entweicht aus dem Reaktor 5 über ein Auslassventil 12 zu einem Antriebsaggregat, welches mit Dampf betreibbar ist. The energy released in this process is responsible for converting the water present in the solution and the water formed during the decomposition reaction to water vapor. The steam formed in this way escapes from the reactor 5 via an outlet valve 12 to a drive unit which can be operated with steam.

In Fig. 2 ist der Reaktor gemäss Fig. 1 im Querschnitt dargestellt, wobei das für den Reaktor gewählte Behältnis 5 zylinderförmig ausgebildet ist und beispielsweise aus Chromstahl gefertigt sein kann. Ebenso geeignet wäre beispielsweise ein Behältnis aus kohlefaserverstärktem PVC oder aus Teflon, wobei selbstverständlich auch ein anderer Kunststoff gewählt werden kann, der ausreichende Beständigkeit gegenüber Wasserstoffperoxyd aufweist. Bei der Verwendung eines Kunststoffes ist es vorteilhaft, die Behältnisinnenwand mit Aluminium zu beschichten, wobei weiter vorzugsweise eine eloxierte strahlungsfeste Aussenbeschichtung vorzusehen ist. In FIG. 2, the reactor according to FIG. 1 is shown in cross section, the container 5 selected for the reactor being cylindrical and can be made of chromium steel, for example. A container made of carbon fiber reinforced PVC or Teflon, for example, would also be suitable, although it is of course also possible to choose another plastic which has sufficient resistance to hydrogen peroxide. When using a plastic, it is advantageous to coat the inner wall of the container with aluminum, with an anodized radiation-resistant outer coating preferably also being provided.

Der gemäss Fig. 1 und 2 im Innenraum angeordnete Katalysator in Form eines Drahtgeflechtes kann auch durch einen Keramikkörper mit Kaliumpermanganat ersetzt werden, wobei ein solcher Keramikkörper über einen metallenen, mit feinen Öffnungen versehenen Haltefinger (4) geschoben werden kann, um nach einem bestimmten Reaktionszyklus einfach ausgewechselt zu werden. 1 and 2 arranged in the interior in the form of a wire mesh can also be replaced by a ceramic body with potassium permanganate, such a ceramic body can be pushed over a metal, with fine openings holding fingers (4) to after a certain reaction cycle easy to be replaced.

Bei Versuchen, welche mit einem Reaktor mit einem Volumen von mindestens 2 I Inhalt durchgeführt wurden, hat es sich als vorteilhaft erwiesen, eine Wasserstoffperoxydlösung zu verwenden, welche mindestens 21 Gew.-% vorzugsweise 35 Gew.-% aufweist. In tests which were carried out with a reactor with a volume of at least 2 l, it has proven advantageous to use a hydrogen peroxide solution which has at least 21% by weight, preferably 35% by weight.

Bei der Zersetzung einer 35 Gew.-% Peroxydlö-sung wurde eine Dampftemperatur von ca. 180°C erreicht und der erzeugte Dampfdruck betrug mehr als 1 atü. Um einen noch höheren Dampfdruck zu erreichen, kann mit einer noch höheren Konzentration an Peroxyd gearbeitet werden. When a 35% by weight peroxide solution was decomposed, a vapor temperature of approximately 180 ° C. was reached and the vapor pressure generated was more than 1 atm. In order to achieve an even higher vapor pressure, an even higher concentration of peroxide can be used.

In Fig. 3 ist anhand eines Flussdiagrammes schematisch dargestellt, wie der in den Fig. 1 und 2 beschriebene Reaktor in einer Energieerzeugungsanlage anzuordnen ist, beispielsweise für die Erzeugung von elektrischer Energie nach Fig. 3: 20 und 35. FIG. 3 schematically shows on the basis of a flow diagram how the reactor described in FIGS. 1 and 2 is to be arranged in an energy generation system, for example for the generation of electrical energy according to FIGS. 3: 20 and 35.

Aus einem Vorratstank 1A, beinhaltend eine unter Druck stehende, ca. 35 Gew.-% enthaltende Wasserstoffperoxydlösung, wird diese aber eine Leitung 1 in einem Reaktor 5 eingespritzt, in welchem die unter Bezug auf die Fig. 1 und 2 beschriebene Zersetzungsreaktion durchgeführt wird. Der im Reaktor 5 gebildete Wasserdampf wird über However, a line 1 is injected into a reactor 5 from a storage tank 1A, containing a pressurized hydrogen peroxide solution containing about 35% by weight, in which the decomposition reaction described with reference to FIGS. 1 and 2 is carried out. The water vapor formed in the reactor 5 is over

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eine Auslassöffnung oder ein Ventil 12 einer Verdichtungskammer 15 zugeführt, in welcher beispielsweise durch Zuführung von Wasserstoffgas über die Leitung 14 der im Reaktor 5 gebildete Sauerstoff, ähnlich einem Nachbrenner, entsprechend einer Knallgasreaktion umgesetzt wird, wobei durch die freiwerdende Energie der Druck des Wasserdampfes weiter erhöht wird. Der unter Druck stehende Wasserdampf wird anschliessend einem Antriebsaggregat oder einer Turbine 20 zugeführt, um diese anzutreiben. an outlet opening or a valve 12 is fed to a compression chamber 15, in which, for example by supplying hydrogen gas via the line 14, the oxygen formed in the reactor 5, similar to an afterburner, is converted in accordance with a detonating gas reaction, the pressure of the water vapor being further increased by the energy released becomes. The pressurized water vapor is then fed to a drive unit or a turbine 20 in order to drive it.

Selbstverständlich ist es auch möglich, den Wasserdampf direkt vom Reaktor 5 aber das Auslassventil 12 dem Antriebsaggregat, resp. der Turbine 20 zuzuführen. Of course, it is also possible to direct the water vapor from the reactor 5 but the outlet valve 12 to the drive unit, respectively. to supply the turbine 20.

Das Antriebsaggregat resp. die Turbine 20 dient für den Antrieb eines Generators 35, für die Erzeugung von elektrischer Energie. Die elektrische Energie kann entweder direkt für den Antrieb eines Motors 1 oder eines Motors 2 verwendet werden, oder aber in einer Batterie 40 gespeichert werden. The drive unit, respectively. the turbine 20 is used to drive a generator 35, for the generation of electrical energy. The electrical energy can either be used directly to drive a motor 1 or a motor 2, or it can be stored in a battery 40.

Es hat sich nun als zweckmässig erwiesen, wenn ein Aggregat resp. eine Turbine 20 verwendet wird, welches resp. welche bereits bei relativ niedrigen Dampfdruck derart betreibbar ist, dass eine ausreichende Stromerzeugung erreicht werden kann. Entsprechend hat es sich als vorteilhaft erwiesen, ein Antriebsaggregat, dargestellt in den Fig. 4 und 5, zu verwenden, wobei in Fig. 4 das Aggregat im Längsschnitt dargestellt ist und in Fig. 5 im Querschnitt entlang der Linie A-A gemäss Fig. 4. It has now proven to be useful if an aggregate or. a turbine 20 is used, which resp. which can be operated at a relatively low vapor pressure in such a way that sufficient electricity generation can be achieved. Accordingly, it has proven to be advantageous to use a drive unit, shown in FIGS. 4 and 5, the unit being shown in longitudinal section in FIG. 4 and in cross section along line A-A in FIG. 4 in FIG. 5.

Der Querschnitt durch das erfindungsgemässe Antriebsaggregat zeigt das zylinderförmige Gehäuse 31 mit den beiden als Deckel ausgebildeten Stirnflächen 31' und 31". In den beiden Deckein 31' und 31" sind die Lager 32, 33 für die Antriebswelle 34 eingepresst. Auf der Antriebswelle 34 sind eine Anzahl von Scheiben 35 positioniert, welche als Antriebsscheiben dienen. Die Scheiben 35 werden durch Distanzscheiben 36, welche jeweils zwischen zwei Scheiben 35 zu liegen kommen, im Abstand zueinander gehalten. Die kraftschüssige Verbindung der Scheiben 35 mit der Welle 33 wird hier nur beispielsweise sehr einfach durch Pressung mittels der auf das eine Wellenende 34' aufzuschraubenden Mutter 37 erreicht, welche gleichzeitig auch die Lager 32, 33 auf der Welle erfasst. Je nach der Leistung des Antriebsaggregates können aber auch beispielsweise in Nuten der Welle geführte Keile zur Anwendung gelangen. Im in Fig. 4 gezeigten Beispiel ist der Deckel 31 " vollständig geschlossen. Der andere Deckel 31' weist eine mittig angeordnete Austrittsöffnung 38 auf, und der Lagerteil des Deckels ist derart in Längsrichtung verschoben ausgeführt, dass über den Kanal 39 eine Öffnung vom Antriebsaggregatinnenraum gegen aussen realisiert ist. Durch diese Öffnung kann der in das Antriebsaggregat zugeführte Dampf wieder aus dem Gehäuseinneren entweichen. The cross section through the drive assembly according to the invention shows the cylindrical housing 31 with the two end faces 31 'and 31 "designed as covers. The bearings 32, 33 for the drive shaft 34 are pressed into the two covers 31' and 31". A number of disks 35, which serve as drive disks, are positioned on the drive shaft 34. The disks 35 are held at a distance from one another by spacer disks 36, each of which comes to lie between two disks 35. The frictional connection of the disks 35 to the shaft 33 is achieved here, for example, very simply by pressing by means of the nut 37 to be screwed onto the shaft end 34 ', which at the same time also detects the bearings 32, 33 on the shaft. Depending on the power of the drive unit, wedges guided in grooves in the shaft can also be used, for example. In the example shown in FIG. 4, the cover 31 "is completely closed. The other cover 31 'has a centrally arranged outlet opening 38, and the bearing part of the cover is designed such that it is displaced in the longitudinal direction in such a way that an opening from the interior of the drive unit counteracts via the channel 39 Through this opening, the steam fed into the drive unit can escape again from the inside of the housing.

In Fig. 5 ist der Querschnitt durch das Antriebsaggregat dargestellt. Hier sind nun zwei Eintrittsöffnungen 40 und 41 ersichtlich. Für den Antrieb der Welle 34 in Pfeilrichtung wird Wasserdampf durch die Eintrittsöffnung 40 zugeführt. Durch die dargestellte Ausbildung dieser Eintrittsöffnung 40 greift 5 shows the cross section through the drive unit. Two inlet openings 40 and 41 can now be seen here. Water vapor is supplied through the inlet opening 40 to drive the shaft 34 in the direction of the arrow. Due to the design of this inlet opening 40 shown

Wasserdampf tangential aussen an den Scheiben 35 an und treibt damit die Scheiben 35 in Pfeilrichtung an. Die Eintrittsöffnung 40 erstreckt sich dabei in axialer Richtung über denjenigen Bereich des Gehäuses 31, unter welchem die Scheiben 35 angeordnet sind. Dadurch werden alle Scheiben 35 gleichzeitig vom einströmenden Wasserdampf erfasst. Die Teilchen des Antriebsmediums geben nun einen Teil ihrer Energie an die Scheiben 35 ab, wodurch diese angetrieben werden, und wandern dabei gegen das Scheibenzentrum zur Antriebswelle 34. Im Bereich der Antriebswelle 34 sind hier beispielsweise 33 runde Ausnehmungen 42 aus den Scheiben 35 ausgestanzt. Durch diese Ausnehmungen strömt nun der Wasserdampf in axialer Richtung zur Austrittsöffnung 38 und entweicht schliesslich über den Kanal 39 aus dem Antriebsaggregat. Für den geschilderten Bewegungsablauf wird die Eintrittsöffnung 41 geschlossen. Soll nun die Rotation der Antriebswelle verlangsamt werden, kann die Zufuhr von Wasserdampf von der Eintrittsöffnung 40 auf die Eintrittsöffnung 41 umgeleitet werden, wodurch der Dampf entgegen der Drehrichtung tangential an die Scheiben 35 strömt, und diese verlangsamt resp. abbremst. Ebenfalls lässt sich damit natürlich die Drehrichtung der Antriebswelle wählen. Water vapor tangentially on the outside of the disks 35 and thus drives the disks 35 in the direction of the arrow. The inlet opening 40 extends in the axial direction over that area of the housing 31 under which the disks 35 are arranged. As a result, all the disks 35 are caught by the inflowing water vapor at the same time. The particles of the drive medium now release part of their energy to the disks 35, which drives them, and thereby migrate towards the disk center to the drive shaft 34. In the area of the drive shaft 34, for example, 33 round recesses 42 are punched out of the disks 35 here. The water vapor now flows through these recesses in the axial direction to the outlet opening 38 and finally escapes from the drive unit via the channel 39. The inlet opening 41 is closed for the movement sequence described. If the rotation of the drive shaft is now to be slowed down, the supply of water vapor can be diverted from the inlet opening 40 to the inlet opening 41, as a result of which the steam flows tangentially to the disks 35 against the direction of rotation, and this slows down or respectively. slows down. The direction of rotation of the drive shaft can of course also be selected.

Der gezeigte Aufbau des Antriebsaggregates ist sehr einfach und kostengünstig realisierbar, insbesondere sind nur wenig bewegliche Teile vorhanden und die Scheiben 35 beispielsweise durch Stanzen sehr einfach und rationell herzustellen. Ebenfalls lässt sich die Grösse des Aggregates annähernd beliebig den Anforderungen anpassen; denkbar sind Grössenordnungen der Wellenlänge von einigen Zentimetern bis zu mehreren Metern. The construction of the drive unit shown is very simple and inexpensive to implement, in particular there are only a few moving parts and the disks 35 can be produced very simply and efficiently, for example by punching. The size of the unit can also be adapted to almost any requirements; orders of magnitude of the wavelength from a few centimeters to several meters are conceivable.

Selbstverständlich ist es auch möglich, irgend eine andere mit Dampf betreibbare Turbine zu verwenden, wobei ggf. mit einem erhöhten Dampfdruck zu arbeiten ist. In diesem Falle ist es unabdingbar, dass mit einer relativ hochkonzentrierten Peroxydlösung die Zersetzungsreaktion im Reaktor 5 durchgeführt wird, wobei allerdings in diesem Fall nachteilig ist, dass den Sicherheitsaspekten mit dem Handling der Peroxydlösung erhöhte Beachtung geschenkt werden müssen. Of course, it is also possible to use any other turbine that can be operated with steam, with an increased steam pressure possibly being used. In this case, it is essential that the decomposition reaction be carried out in the reactor 5 with a relatively highly concentrated peroxide solution, although in this case it is disadvantageous that increased attention must be paid to the safety aspects with the handling of the peroxide solution.

Die gemäss Fig. 3 dargestellte Energieerzeugungsanordnung, resp. die Koppelung des Reaktors gemäss den Fig. 1 und 2 mit dem Antriebsaggregat gemäss den Fig. 4 und 5 weist den gewichtigen Vorteil auf, dass keine die Umwelt schädigende Abgase erzeugt werden. Zudem ist die Anlage einfach im Aufbau und der für das Betreiben der Anlage notwendige Rohstoff lässt sich auf einfachste Art und Weise herstellen. Derzeit sind verschiedene Herstellverfahren bekannt für die Herstellung von Wasserstoffperoxyd, wobei die jährliche Produktion mehrere Tausend Jahrestonnen beträgt. Grundsätzlich ist zu bemerken, dass Wasserstoffperoxyd unter Verwendung von Wasser, Luft und Sonnenenergie hergestellt werden könnte. Es ist anzunehmen, dass man beispielsweise mit einer fussballfeldgros-sen Solarfarm jährlich 200 Millionen Tonnen von diesem Stoff herstellen könnte. Die Herstellungskosten des derzeitigen Wasserstoffperoxyds belaufen The power generation arrangement shown in FIG. 3, respectively. The coupling of the reactor according to FIGS. 1 and 2 with the drive unit according to FIGS. 4 and 5 has the important advantage that no exhaust gases which are harmful to the environment are generated. In addition, the system is simple to set up and the raw material required to operate the system can be produced in the simplest way. Various manufacturing processes are currently known for the production of hydrogen peroxide, the annual production being several thousand tons per year. Basically, it should be noted that hydrogen peroxide could be produced using water, air and solar energy. It can be assumed that, for example, a soccer field-sized solar farm could produce 200 million tons of this material annually. The cost of manufacturing the current hydrogen peroxide is

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sich auf ca. CHF 0.30 pro Liter 85 Gew.-% Peroxydlösung. CHF 0.30 per liter of 85% by weight peroxide solution.

Claims

1. A method for generating water vapor for driving a steam-operated unit, characterized in that a mixture consisting essentially of hydrogen peroxide and water is fed to a reactor in which the peroxide by means of a suitable catalyst, which is not caused by the dissociation process is changed, worn or polluted, is converted to water and oxygen, the energy released in this process being used to convert the water into steam, which steam is fed via an outlet opening to the unit to be driven for its operation.

2. The method according to claim 1, characterized in that the mixture comprises at least 21 wt .-%, preferably at least 35 wt .-% hydrogen peroxide.

3. The method according to any one of claims 1 or 2, characterized in that the mixture consists largely of hydrogen peroxide.

4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that as a catalyst compounds and combinations of aluminum, silicon, copper, magnesium, titanium, manganese, iron, lanthanum, cerium, praseodymium, neodymium, phosphorus, potassium, calcium, cobalt , Zinc, tin, lead, sulfur, chlorine, nickel, strontium, zirconium, molybdenum, rhodium, silver, potassium permanganate and rare earth elements.

5. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that between the reactor and the unit, a further reactor. a compression chamber is interposed, in which resp. which the oxygen released in the first reactor is essentially converted to water with correspondingly supplied hydrogen, the energy released thereby further increasing the pressure of the water vapor generated for driving the unit.

6. Application of the method according to one of claims 1 to 5 for driving a steam turbine.

7. Application of the method according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the water vapor is supplied to a drive unit, which has a cylindrical housing with an axially attached to it, rotatably mounted therein. Output shaft comprises, wherein at least one circular disk is non-positively arranged on the shaft, which has at least one recess in the circular area outside the shaft area, and wherein at least one inlet opening on the housing over at least most of the area of the underlying disk or. of the disks is arranged in an essentially axial direction in such a way that the water vapor supplied through this opening drives the disk surfaces tangentially, and an outlet opening is arranged on at least one end face through which the water vapor can leave the drive unit.

8. Arrangement for generating energy, according to the method of claim 1, characterized by

- A reactor for the generation of water vapor by decomposing hydrogen peroxide using a suitable catalyst, and

- A steam-powered unit for the generation of energy that can be operated by means of the steam generated in the reactor.

9. Arrangement according to claim 8, characterized in that the reactor is cylindrical.

10. Arrangement according to one of claims 8 or 9, characterized in that the reactor comprises a reaction vessel, consisting essentially of chrome steel, of fiber-reinforced plastic PVC, a fluorine-containing plastic such as polytrifluoroethylene; Polyethylene, polypropylene, or polyethylene terephthalate, optionally coated on the inside with a coating consisting of aluminum.

11. Arrangement according to one of claims 8 to 10, characterized in that the steam-powered unit has a cylindrical housing with an axially mounted on or rotatable therein. Output shaft comprises, wherein at least one circular disk is non-positively arranged on the shaft, which has at least one recess in the circular area outside the shaft area and wherein at least one inlet opening on the housing over at least most of the area of the underlying disk or disks in substantially in is arranged in an axial direction such that the water vapor can be fed tangentially to the disk surfaces through this opening, and an outlet opening for the water vapor is arranged on at least one end face of the housing in the bearing region of the drive shaft.

12. The arrangement according to claim 11, characterized in that a plurality of disks are arranged at a distance from one another after the drive shaft, the distance between the disks among one another and the disk thickness being many times smaller than the diameter of the disks, and wherein at least five disks on the Shaft are arranged.

13. Arrangement according to one of claims 8 to 12, characterized in that the steam-powered unit is connected to a device for generating electrical energy.

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