JP2019528365A - 安全な高熱量燃料ガスの製造方法及びシステム - Google Patents

Abstract

本発明は燃料ガスの製造方法及びシステムに関し、新エネルギー分野に属し、具体的に安全な高熱量燃料ガスの製造方法及びシステムに関する。本発明は水分子内の水素結合・共鳴によって、電解して生成した水素、酸素を水と分子結合して分子クラスターを形成し、改質液を利用して前記分子クラスターを改質して、高熱量燃料ガスを得る。本発明における製造された高熱量燃料ガスは安全性が高く、貯蔵しやすく、熱量が高く、環境を汚染しない。【選択図】なし

Description

本発明は、燃料ガスの製造方法及びシステムに関し、新エネルギー分野に属し、具体的に安全な高熱量燃料ガスの製造方法及びシステムに関する。

現在、世界は石油、天然ガス及び石炭を主要エネルギーとする化石エネルギー経済時代にある。この化石エネルギー経済時代が終了したが、前代未聞の新エネルギー革命が既に到来した。化石エネルギー経済を代替する新エネルギー経済、又はポスト石油時代の新エネルギー経済は、「水素経済」、「低炭素経済」及びその原子力エネルギー、太陽エネルギー、風力エネルギー、水力、バイオマスエネルギー、地熱等の多様化したエネルギーを利用することに互いに補完する新エネルギー経済となる。

水素の単体形態は常に二原子分子からなる水素であり、水素は最も軽いガスであり、ゼロ及び１個大気圧下で、１リットル当たりの水素の重さが０．０９グラムのみである。同体積の空気の重量の１／１４．５に相当し、水素は燃焼しやすく、すべての物質の中で引火点が最も低く（引火点＜−２５３℃、引火点がないと見なされてもよい）、水素は着火エネルギーが最も低く、０．０２１ｍＪ（ミリジュール）＝０．００５ｍｃａｌ（ミリカロリー）のみであり、ガソリンの０．３０ｍＪ着火エネルギーの１／１４であり、水素の空気中での可燃範囲が最も広く、体積含有量が４％〜７５％であり（ガソリンの場合、１．３％〜７．６％である）、水素の空気中での燃焼速度が最も速く、２５０ｃｍ／ｓであり（ガソリンの場合、４５ｃｍ／ｓである）、水素は沸点が−２５２．９℃であり、融点が−２５９．１℃であり、−２７３℃の熱力学的温度に近い。水素と酸素とが水蒸気に化合した単位質量あたりの熱量（低熱量）はすべての可燃性物質の中で最も高く、１２０ＭＪ／ｋｇに達し、４３．５ＭＪ／ｋｇガソリン低熱量の２．７６倍である。水素及び酸素は多くの特別な特性を有するため、エネルギー燃料として最も理想的なクリーンエネルギーである。

しかしながら、多くの解決しにくい問題があり、特に貯蔵・輸送及び安全の面で、更に多くの技術的障壁がある。

まず、水を電解して水素を製造するコストがより高い。標準状態において１ｋｇの水素及び０．５ｋｇの酸素を製造する理論電気量が２３９０（Ａｈ）であり、理論消費電力Ｗ＝Ｉ＊Ｅ＝２３９０／１０００＊１．２３＝２．９５ＫＷｈ（１．２３Ｖが水分解電圧である）、電解槽の実際の消費電力量及び実際の分解電圧がいずれも理論値より大きい。実際の動作電圧は、電解槽の構造及び動作状況に基づいて、一般的に理論分解電圧の１．５−２倍である。従来の水電解式水素製造装置で１標準立方メートル水素及び０．５標準立方メートルの酸素を製造するとき、実際の電力消費量が５ＫＷｈであり、理論値より大きい。従って、水を電解して水素を製造するコストがより高く、経済の角度から他の燃料に比べてコストでは優位性がない。

次に、水素の安全性がより低い。水素が揮発、燃焼、爆発しやすい物質であるため、不安全要素がその応用を制限する主な問題であり、実験によれば、空気中で水素の燃焼限界が高く、体積比で水素含有量が４％〜７０％に達すると燃焼可能になり、ガソリンの燃焼限界１．３％〜７．６％より大幅に高く、水素を点火するために必要な最小エネルギーが０．００５ｍｃａｌであり、且つ水素燃焼時の火炎は色がなくて発見しにくく、高圧水素及び低温液体水素が漏れやすく、貯蔵要件がより高い。

以上から分かるように、現在、水素エネルギーは、低コストの製造、安全な貯蔵・輸送等の技術面で多くの問題があるが、クリーンで環境に優しく、原料が多く、化石エネルギーに依存しないという顕著な利点を有するため、どのように水素エネルギーを安全且つ効果的に製造、貯蔵・輸送及び応用するかは、既に現在緊急に解決すべき問題となった。

本発明の解決しようとする技術的問題は、従来の水電解式水素酸素混合ガス発生器の高コスト、低安全性の問題に対して、均一に気液交換を行うことができ、ガスを容易に排出でき、エネルギー消費量が減少し、安全で信頼できる安全な高熱量燃料ガスの製造方法及びシステムを提供することである。該方法及びシステムで製造された高熱量燃料ガスは安全性が高く、貯蔵しやすく、熱量が高く、環境を汚染しない。

上記問題を解決するために、本発明の一態様は安全な高熱量燃料ガスの製造方法を提供し、
水分子内の水素結合・共鳴によって、電解して生成した水素及び酸素を水と分子結合して分子クラスターを形成し、前記分子クラスターの一般式が（Ｈ_３Ｏ^＋−Ｏ_２−ＯＨ⁻−Ｈ_２）_ｎ（１≦ｎ≦３６）であり、
改質液を利用して前記分子クラスターを改質して、Ｈ_２、Ｏ_２を含有する混合高熱量燃料ガスを得る。

好ましくは、上記安全な高熱量燃料ガスの製造方法において、前記改質は気相液相界面に対して接触物質移動と化合反応との混合改質を行う。

好ましくは、上記安全な高熱量燃料ガスの製造方法において、前記改質液は炭化水素化合物Ｃ_ｘＨ_２ｘ＋２及び／又は炭化水素酸素化合物Ｃ_ｘＨ_２ｘ＋２Ｏを含有する改質液である。

好ましくは、上記安全な高熱量燃料ガスの製造方法において、前記改質液に更に量子レベル炭素添加剤を含有し、量子レベル炭素が０．３ｎｍ−１．０ｎｍのグラフェン溶液であり、前記量子レベル炭素溶液の基本パラメータは、ｐＨが１．８−２．２であり、起電力ＯＲＰが２８０ｍｖ−３８０ｍｖであり、導電率が１．２ｍｓ／ｃｍ−５．０ｍｓ／ｃｍであり、固形分含有量が０．１％−０．８％である。

好ましくは、上記安全な高熱量燃料ガスの製造方法において、励振用の励振装置の固有周波数は、公式

によって決定され、
式中、ｆが励振装置の固有周波数であり、ｈが励振装置の厚さであり、Ｌが励振装置の長さであり、Ｅが励振装置の弾性係数であり、Ｐが励振装置の密度である。

好ましくは、上記安全な高熱量燃料ガスの製造方法において、前記混合高熱量燃料ガスはＣ_ｎＨ_２ｎ＋２（１５＞ｎ＞０）ガスを含む。

好ましくは、上記安全な高熱量燃料ガスの製造方法において、前記高熱量燃料ガスは、Ｈ_２ ２０％〜６０％、Ｏ_２ １０％〜３０％、Ｃ_ｎＨ_２ｎ＋２（５＞ｎ≧１） １５％〜３０％、Ｃ_ｎＨ_２ｎ＋２（ｎ≧６） ５％〜２５％を含有する。

上記問題を解決するために、本発明の他の態様は安全な高熱量燃料ガスの製造システムを提供し、回転電極板が設置される水イオン電解装置と、水イオン電解装置に接続される炭化水素化合物改質液を含む燃料ガス改質装置と、を備え、前記回転電極板に励振装置が設置される。

好ましくは、上記安全な高熱量燃料ガスの製造システムにおいて、前記励振装置の固有周波数は、公式

によって決定され、
式中、ｆが励振装置の（固有）周波数であり、ｈが励振装置の厚さｍｍであり、Ｌが励振装置の長さｍｍであり、Ｅが励振装置の弾性係数であり、Ｐが励振装置の密度である。

好ましくは、上記安全な高熱量燃料ガスの製造システムにおいて、前記燃料ガス改質装置に気液交換層が設置され、前記気液交換層が改質液内に位置し、燃料ガス改質装置の内部に流れ込んだガスが気液交換層を通して導出される。

このため、従来技術に比べて、本発明は、
安全性が高く、励振原理に基づいて単分子水素酸素ガス及び水分子を水素結合して新しい分子クラスターに改めて結合し、燃焼温度が摂氏３５００度以上であり、且つ爆縮燃焼に属し、密閉された空間で相対的に爆発燃焼して安全で安定し、
貯蔵しやすく、新しい分子が−９０℃〜−１９０℃の１つの温度点で同時に液化して液体燃料を形成し、２００ｋｇ／ｃｍ^３以上の圧力に耐えられ、且つ長期間貯蔵しても特性が変化せず、
環境に優しく、硫黄Ｓ及び窒素Ｎ成分を含有せず、熱量が１１０００〜５１０００キロカロリー（Ｋｃａｌ／ｍ^３）に達し、通常の燃料に比べて、省エネ性及び経済性ではいずれも５０％以上節約でき、クリーンで環境に優しく、熱量が高く、用途が多いという特徴を有するという利点を有する。

図１は高熱量燃料ガスの合成原理図である。 図２は高熱量燃料ガスの製造制御システムを示す図である。 図３は燃料ガス圧縮装置付きの高熱量燃料ガスの製造システムの模式図である。 図４は水イオン電解装置と燃料ガス圧縮装置との接続模式図である。 図５は燃料ガス改質装置付きの高熱量燃料ガスの製造システムの模式図である。 図６は水イオン電解装置と燃料ガス改質装置と燃焼装置との接続模式図である。 図７は２つの直流発電装置及び水イオン電解装置の片側の組み合わせの模式図である。 図８は１つの直流発電装置及び水イオン電解装置の片側の組み合わせの模式図である。 図９は水イオン電解装置の模式図である。 図１０は水イオン電解装置の部分模式図である。 図１１−１は水イオン電解装置の回転電極板の正面模式図である。 図１１−２は水イオン電解装置の回転電極板の側面模式図である。 図１１−３は水イオン電解装置の回転電極板の励振装置の接続模式図である。 図１２−１は水イオン電解装置の正負電極板の正面模式図である。 図１２−２は水イオン電解装置の正負電極板の側面模式図である。 図１３は直流発電装置の模式図である。 図１４−１は直流発電装置の回転子磁石の正面模式図である。 図１４−２は直流発電装置の回転子磁石の側面模式図である。 図１５−１は直流発電装置の固定子金属板の正面模式図である。 図１５−２は直流発電装置の固定子金属板の側面模式図である。 図１６は実施例１のクロマトグラフ分析結果の模式図である。 図１７は実施例１のクロマトグラフ分析記録を示す図である。

以下、図面を参照しながら実施例によって本発明の技術案を更に具体的に説明する。

一、製造方法

図１は本発明の製造方法の原理図である。従来の水電解式水素酸素混合ガス発生器に生成した水素酸素ガスがいずれも単体ガスの混合ガスであり、水素酸素単体ガスの混合には潜在的な安全上の問題がある。

本発明の方法は電解による水イオン化から水素酸素ガスの生成までの過程において、水、水素、酸素の単分子を分子結合して新しい分子クラスターを形成し、活性のより高い水素分子を分子クラスターに束縛する。従って、新しい分子クラスター中の水素酸素分子の比率が非常に安定し、燃焼時に水に還元し、爆縮燃焼に属し、密閉された空間では、爆縮燃焼が爆発燃焼より安全である。

新しい分子クラスターの燃焼温度が摂氏３５００度以上であり、且つ液化して液体燃料を形成することができ、２００ｋｇ／ｃｍ^３以上の圧力に耐えられ、長期間貯蔵しても特性が変化しない。

本方法を実施するとき、電解液はＫＯＨを選択してもよく、濃度を５％−３０％とし、結合して生成した分子クラスターの一般式が（Ｈ_３Ｏ^＋−Ｏ_２−ＯＨ⁻−Ｈ_２）_ｎ（１≦ｎ≦３６）である。

改質液は炭化水素化合物Ｃ_ｘＨ_２ｘ＋２及び／又は炭化水素酸素化合物Ｃ_ｘＨ_２ｘ＋２Ｏを含有する改質液である。更に量子レベル炭素添加剤を加えてもよい。量子レベル炭素が０．３ｎｍ−１．０ｎｍのグラフェン溶液であり、量子レベル炭素溶液の基本パラメータは、ｐＨが１．８−２．２であり、起電力ＯＲＰが２８０ｍｖ−３８０ｍｖであり、導電率が１．２ｍｓ／ｃｍ−５．０ｍｓ／ｃｍであり、固形分含有量が０．１％−０．８％である。

本方法において、励振用の励振装置の固有周波数は、公式

によって決定され、
式中、ｆが励振装置の（固有）周波数であり、ｈが励振装置の厚さｍｍであり、Ｌが励振装置の長さｍｍであり、Ｅが励振装置の弾性係数であり、Ｐが励振装置の密度であり、励振周波数を１０−３０００Ｈｚとする。

二、製造システム

本発明は安全な高熱量燃料ガスの製造システムを提供する。以下、具体的に説明する。

１、全体構造

図２−６に示すように、システムの全体構造は直流発電装置１、水イオン電解装置２、燃料ガス圧縮装置３、燃料ガス改質装置５を備える。

図２は本システムの制御システムを示す図である。該制御システムは時点、圧力、温度、材料供給、圧縮燃料ガスパラメータ、燃焼パラメータ等のデータを収集して自動的に管理することに用いられる。

２、圧縮装置

図３−４に示すように、本システムにおいて、電解時に励振して生成した分子クラスターが圧縮装置により圧縮貯蔵されてもよい。圧力計システム３−１、貯蔵タンク３−２及び水イオン電解装置２のガス出口２−１１に接続されるガス圧縮室を含む。燃料ガス圧縮システムは通常の装置であり、圧力範囲が２０．７−２４．８Ｍｐａであり、貯蔵タンク３−２が標準ガスタンクである。

３、改質装置

図５−６に示すように、燃焼時、分子クラスターを改質する必要がある。ガスを改質装置のタンク体５−１を通して燃焼装置６に送って燃焼させ、該燃焼装置６が通常の装置である。

複数の改質装置５を用いて改質してもよい。改質装置のタンク体５−１内に改質液５−２及び気液交換層５−３が設置される。改質液５−２が炭化水素化合物である。気液交換層５−３が繊維体、例えばフェルト、ガラス繊維、異形プラスチック顆粒であり、更にワイヤボールを気液交換層５−３として用いてもよい。改質装置の内部に流れ込んだガスが気液交換層を通して導出される。燃料ガス改質装置のタンク体５−１の吸気口がガス管を介して気液交換層５−３の下方に連通し、その排気口が改質液５−２の液面の上方に位置する。

改質液５−２は炭化水素化合物Ｃ_ｘＨ_２ｘ＋２及び／又は炭化水素酸素化合物Ｃ_ｘＨ_２ｘ＋２Ｏを含有する改質液である。更に０．１％−１．０％の量子レベル炭素添加剤を加えてもよい。量子レベル炭素が０．３ｎｍ−１．０ｎｍのグラフェン溶液であり、量子レベル炭素溶液の基本パラメータは、ｐＨが１．８−２．２であり、起電力ＯＲＰが２８０ｍｖ−３８０ｍｖであり、導電率が１．２ｍｓ／ｃｍ−５．０ｍｓ／ｃｍであり、固形分含有量が０．１％−０．８％である。

本発明の技術案を用いて製造された高熱量燃料ガスに硫黄Ｓ及び窒素Ｎ成分を含有せず、熱量が１１０００〜５１０００キロカロリーＫｃａｌ／ｍ^３に達する。

４、電解装置

図７−８に示すように、電解時、図７に示すように、本実施例は２つの直流発電装置１を用いて電解してもよいし、図８に示すように、１つの直流発電装置１を用いて電解してもよい。具体的に、動作状況に応じて選択する。

図９−１２に水イオン電解装置を示す。水イオン電解装置２は可動軸２−１、絶縁板２−２、ハウジング２−３、回転電極板２−４、励振装置２−４−１、少なくとも１組又は複数組の放熱管２−５、気液分離制御タンク２−６、低圧圧力調整計２−７、高圧圧力調整計２−８、安全弁２−９、材料供給口２−１０、ガス出口２−１１、電解液２−１２、システム配管２−１３、空冷式ブレードファン２−１４、システム循環ポンプ２−１５、正負電極板２−１７を備える。

電解装置ハウジング２−３の内壁の対向する両側にそれぞれ２つの絶縁板２−２が設置され、正負電極板２−１７がそれぞれ２つの絶縁板２−２に設置される。回転電極板２−４が可動軸２−１によって２枚の正負電極板２−１７の間に設置される。

電解装置ハウジング２−３の先端が放熱管２−５を介して気液分離制御タンク２−６に接続され、気液分離制御タンク２−６の液体回収出口がシステム配管２−１３を介して電解装置ハウジング２−３の内部に接続され、気液分離制御タンク２−６のガス出口２−１１が燃料ガス圧縮装置３、燃料ガス改質装置５に接続される。

気液分離制御タンク２−６に低圧圧力調整計２−７、高圧圧力調整計２−８、安全弁２−９、材料供給口２−１０が設置される。放熱管２−５は好ましくは波形管であり、且つその近傍に放熱のための空冷式ブレードファン２−１４が配置される。

回転電極板２−４は少なくとも１枚であり、複数枚で電極群を構成してもよく、各枚の間隔を１−１０ｍｍとする。各枚の回転電極板２−４に複数の励振装置２−４−１が配置され、該励振装置２−４−１が固定ボルト２−４−２で回転電極板２−４に固定されてもよい。

回転電極板２−４は電解液２−１２中において一定の角速度で回転し、且つ正負電極板２−１７の電極電源ＤＣ＋及びＤＣ−の作用下で、水電解水素酸素ガスを生成する。

回転電極板２−４が回転しながら励振装置２−４−１を駆動して励振させ、励振装置の固有周波数は、公式

によって決定され、
式中、ｆが励振装置の固有周波数であり、ｈが励振装置の厚さｍｍであり、Ｌが励振装置の長さｍｍであり、Ｅが励振装置の弾性係数ＧＰａであり、Ｐが励振装置の密度ｇ／ｃｍ^３であり、励振周波数を１０−３０００Ｈｚとする。本発明における励振装置２−４−１が励振シートである。励振シートの正負極に生成した電解水素酸素ガスは励振周波数の作用下で、単分子水素酸素ガス及び水分子を生成し、水素結合して新しい分子クラスターに改めて結合する。

新しい分子クラスター及び電解液が放熱管２−５を通して気液分離制御タンク２−６に入って気液分離を行い、分離後のガスが出口２−１１から排出され、低圧圧力調整計２−７及び高圧圧力調整計２−８が圧力を０．０１−１．０Ｍｐａに保持して動作し、材料供給口２−１０から補充液及び添加剤を加え、安全弁２−９を１．５−２．０Ｍｐａに制御し、配管２−１３がシステム自動循環配管であり、温度制御等の動作状況に応じて循環ポンプ２−１５を起動してもよい。

５、発電装置

図１３−１５に示すように、直流発電装置はハウジング１−１、回転子磁石１−２、固定子金属板１−３、固定部材１−４、絶縁体ブラケット１−５、モータ４を備える。金属板先端の導線がＤＣ−に接続され、金属板の中心軸の導線がＤＣ＋に接続される。回転子磁石円板１−２は導電性金属円板であり、金属が銅、銅合金又は導電性金属であってもよく、少なくとも１枚又は複数枚の円板で構成され、回転子磁石１−２が高磁束磁石であり、磁束を０．５−１．２Ｔテスラとし、２枚の回転子磁石の間に少なくとも１枚又は複数枚の固定子金属板１−３が挟まれている。

周波数変調モータ４は一定の回転速度の運動エネルギーを提供し、直流発電装置１によって定格の直流電解電源に変換して水イオン電解装置２に供給する。

６、実施効果

本発明の技術案を用いて製造された高熱量燃料ガスは爆縮燃焼に属し、密閉された空間では、爆縮燃焼は爆発燃焼より安全であり、安全で安定する特性が他の燃料ガスの特性より優れ、新しい分子クラスターが１つの温度点で同時に液化して液体燃料を形成し、燃焼温度を摂氏３５００度以上とし、２００ｋｇ／ｃｍ^３以上の圧力に耐えられ、且つ長期間貯蔵しても特性が変化しない。

本発明の技術案を用いて製造された高熱量燃料ガスと他の通常の燃料との比較は以下のとおりである。

以下、いくつかの実施例によって本発明の有益な効果を検証する。

実施例１

水の電離イオン

によって電離したＨ_３Ｏ^＋＋ＨＯ⁻プロトン水和物と水酸化物イオンとの混合物質を炭化水素・アルキルと結合して改質する。

電解液２−１２はＫＯＨ濃度を５％−３０％、好ましくは１５％として選択する。改質液２−２１はＣ１−Ｃ５アルコール・アルキルを含有する混合物を選択する。

本実施例１における方法で製造された炭化水素構造体分子ガスの成分を検出及び分析し、そのクロマトグラフ分析結果を図１６に示し、クロマトグラフ分析記録を図１７に示す。検出及び分析結果によれば、ガスは複数の炭化水素構造からなり、熱量＞１２０００Ｋｃａｌ／ｍ^３。

実施例２

水の電離イオン

によって電離したＨ_３Ｏ^＋＋ＨＯ⁻プロトン水和物と水酸化物イオンとの混合物質を炭化水素・アルキルと結合して改質する。

電解液２−１２はＫＯＨ濃度を５％−３０％、好ましくは２０％として選択する。改質液２−２１は炭化水素化合物であり、Ｃ３−Ｃ８アルキル・炭化水素混合物を選択する。

改質前後の炭化水素構造体分子ガスの成分は下記表に示される。表によれば、同様に、多成分の炭化水素構造体の熱量＞３００００Ｋｃａｌ／ｍ３。

実施例３

水の電離イオン

によって電離したＨ_３Ｏ^＋＋ＨＯ⁻プロトン水和物と水酸化物イオンとの混合物質を炭化水素・アルキルと結合して改質する。

電解液２−１２はＫＯＨ濃度を５％−３０％、好ましくは３０％として選択する。改質液２−２１は炭化水素化合物であり、Ｃ５−Ｃ１２アルコール・アルキル混合物を選択する。改質して得た多成分の炭化水素構造体の熱量＞５００００Ｋｃａｌ／ｍ^３。

実施例によれば、本発明の安全な高熱量燃料ガスはクリーンエネルギーであり、従来のいかなる通常の燃料に比べて省エネ・排出削減効果に優れる。燃焼実績によれば、通常の燃料に比べて、省エネ性及び経済性ではいずれも５０％以上節約でき、ＮＯＸ、ＳＯＸ、ＣＯ_２等の有害ガスの排出を効果的に制御でき、燃焼・排出ではいずれも６０％以上排出削減できる。本発明は上記例に限らず、燃焼分野におけるすべての応用、例えば、通常の商用燃焼、高圧燃料貯蔵タンク、液化貯蔵・輸送等に適する。

以上の実施例は本発明の好適な実施形態を説明するためのものに過ぎず、本発明の範囲を制限するためのものではなく、本発明の設計趣旨を逸脱せずに、当業者が本発明の技術案に対して行った種々の変形及び改良は、いずれも本発明の特許請求の範囲内に含まれるべきである。

本明細書に説明される具体的な実施例は本発明の趣旨を例示して説明するためのものに過ぎない。当業者であれば、本発明の趣旨及び添付の特許請求の範囲を逸脱せずに、説明される具体的な実施例に対して種々の修正、追加又は同様の方法で置換を行うことができる。

１ 直流発電装置
１−１ ハウジング
１−２ 回転子磁石
１−３ 固定子金属板
１−４ 固定部材
１−５ 絶縁体ブラケット
２ 水イオン電解装置
２−１ 可動軸
２−２ 絶縁板
２−３ 電解装置ハウジング
２−４ 回転電極板
２−４−１ 励振装置
２−４−２ 固定ボルト
２−５ 放熱管
２−６ 気液分離制御タンク
２−７ 低圧圧力調整計
２−８ 高圧圧力調整計
２−９ 安全弁
２−１０ 材料供給口
２−１１ ガス出口
２−１２ 電解液
２−１３ システム配管
２−１４ 空冷式ブレードファン
２−１５ システム循環ポンプ
２−１６ 電気絶縁板
２−１７ 正負電極板
３ 燃料ガス圧縮装置
３−１ 圧力計システム
３−２ 貯蔵タンク
４ モータ
５ 燃料ガス改質装置
５−１ 燃料ガス改質装置のタンク体
５−２ 改質液
５−３ 気液交換層
６ 燃焼装置

Claims (10)

1. 安全な高熱量燃料ガスの製造方法であって、
   水分子内の水素結合・共鳴によって、電解して生成した水素及び酸素を水と分子結合して分子クラスターを形成し、前記分子クラスターの一般式が（Ｈ_３Ｏ^＋−Ｏ_２−ＯＨ⁻−Ｈ_２）_ｎ（１≦ｎ≦３６）であり、
   改質液を利用して前記分子クラスターを改質して、Ｈ_２、Ｏ_２を含有する混合高熱量燃料ガスを得ることを特徴とする安全な高熱量燃料ガスの製造方法。
2. 前記改質は気相液相界面に対して接触物質移動と化合反応との混合改質を行うことを特徴とする請求項１に記載の安全な高熱量燃料ガスの製造方法。
3. 前記改質液は炭化水素化合物Ｃ_ｘＨ_２ｘ＋２及び／又は炭化水素酸素化合物Ｃ_ｘＨ_２ｘ＋２Ｏを含有する改質液であることを特徴とする請求項１に記載の安全な高熱量燃料ガスの製造方法。
4. 前記改質液に更に量子レベル炭素添加剤を含有し、量子レベル炭素が０．３ｎｍ−１．０ｎｍのグラフェン溶液であり、前記量子レベル炭素溶液のパラメータは、ｐＨが１．８−２．２であり、起電力ＯＲＰが２８０ｍｖ−３８０ｍｖであり、導電率が１．２ｍｓ／ｃｍ−５．０ｍｓ／ｃｍであり、固形分含有量が０．１％−０．８％であることを特徴とする請求項３に記載の安全な高熱量燃料ガスの製造方法。
5. 励振用の励振装置の固有周波数は、公式
   

   

   によって決定され、
   式中、ｆが励振装置の固有周波数であり、ｈが励振装置の厚さであり、Ｌが励振装置の長さであり、Ｅが励振装置の弾性係数であり、Ｐが励振装置の密度であることを特徴とする請求項１に記載の安全な高熱量燃料ガスの製造方法。
6. 前記混合高熱量燃料ガスはＣ_ｎＨ_２ｎ＋２（１５＞ｎ＞０）ガスを含むことを特徴とする請求項１に記載の安全な高熱量燃料ガスの製造方法。
7. 前記高熱量燃料ガスは、Ｈ_２ ２０％〜６０％、Ｏ_２ １０％〜３０％、Ｃ_ｎＨ_２ｎ＋２（５＞ｎ≧１） １５％〜３０％、Ｃ_ｎＨ_２ｎ＋２（ｎ≧６） ５％〜２５％を含有することを特徴とする請求項６に記載の安全な高熱量燃料ガスの製造方法。
8. 安全な高熱量燃料ガスの製造システムであって、
   回転電極板が設置される水イオン電解装置と、水イオン電解装置に接続される炭化水素化合物改質液を含む燃料ガス改質装置と、を備え、前記回転電極板に励振装置が設置されることを特徴とする安全な高熱量燃料ガスの製造システム。
9. 前記励振装置の固有周波数は、公式
   

   

   によって決定され、
   式中、ｆが励振装置の固有周波数であり、ｈが励振装置の厚さｍｍであり、Ｌが励振装置の長さｍｍであり、Ｅが励振装置の弾性係数であり、Ｐが励振装置の密度であることを特徴とする請求項８に記載の安全な高熱量燃料ガスの製造システム。
10. 前記燃料ガス改質装置に気液交換層が設置され、前記気液交換層が改質液内に位置し、燃料ガス改質装置の内部に流れ込んだガスが気液交換層を通して導出されることを特徴とする請求項８に記載の安全な高熱量燃料ガスの製造システム。

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