MD885Z - Reactor and process for producing hydrogen - Google Patents
Reactor and process for producing hydrogen Download PDFInfo
- Publication number
- MD885Z MD885Z MDS20140107A MDS20140107A MD885Z MD 885 Z MD885 Z MD 885Z MD S20140107 A MDS20140107 A MD S20140107A MD S20140107 A MDS20140107 A MD S20140107A MD 885 Z MD885 Z MD 885Z
- Authority
- MD
- Moldova
- Prior art keywords
- hydrogen
- reactor
- nozzle
- electrodes
- particles
- Prior art date
Links
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 44
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 title claims abstract description 44
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 42
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 22
- 230000008569 process Effects 0.000 title claims abstract description 21
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims abstract description 42
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 30
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 26
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 22
- 239000000696 magnetic material Substances 0.000 claims abstract description 13
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims abstract description 11
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 claims abstract description 6
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 claims abstract description 5
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 3
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims abstract description 3
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims abstract description 3
- 238000007599 discharging Methods 0.000 claims description 6
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 claims description 4
- -1 for example Substances 0.000 claims description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 11
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract 1
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 5
- UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N iron oxide Inorganic materials [Fe]=O UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 235000013980 iron oxide Nutrition 0.000 description 5
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 4
- 238000004880 explosion Methods 0.000 description 4
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 4
- VBMVTYDPPZVILR-UHFFFAOYSA-N iron(2+);oxygen(2-) Chemical class [O-2].[Fe+2] VBMVTYDPPZVILR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 description 4
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 description 4
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 description 4
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 4
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N Alumina Chemical class [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 3
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052593 corundum Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 2
- 239000000741 silica gel Substances 0.000 description 2
- 229910002027 silica gel Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910001845 yogo sapphire Inorganic materials 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 1
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 238000003795 desorption Methods 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 description 1
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 239000002360 explosive Substances 0.000 description 1
- 239000006249 magnetic particle Substances 0.000 description 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 1
- 239000011343 solid material Substances 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/36—Hydrogen production from non-carbon containing sources, e.g. by water electrolysis
Landscapes
- Manufacture Of Metal Powder And Suspensions Thereof (AREA)
Abstract
Description
Invenţia se referă la domeniul industriei chimice, şi anume la obţinerea hidrogenului, şi poate fi utilizată în energetica hidrogenului. The invention relates to the field of chemical industry, namely to the production of hydrogen, and can be used in hydrogen energy.
Este cunoscut procedeul de obţinere a hidrogenului prin conversiunea vaporilor de apă în mediul fierului încălzit până la oxizii de fier şi hidrogenul gazos, în care se utilizează un reactor, care constă dintr-o cămaşă de răcire şi un descărcător de tensiune înaltă cu doi electrozi, unul dintre ei fiind confecţionat din fier tehnic. În rezervor se fierbe apă distilată, formând vapori saturaţi, care fiind admişi în cămaşa de răcire a reactorului formează vapori supraîncălziţi. La descărcătorul de tensiune înaltă se aplică curent electric cu tensiunea de 3,6 kV. Concomitent printr-o duză în interstiţiul de descărcare se direcţionează vapori supraîncălziţi. Oxizii de fier formaţi cu ajutorul vibraţiei sunt îndepărtaţi într-un colector. Hidrogenul umed este evacuat din reactor în condensator, răcit cu apă din sistemul de alimentare cu apă, iar condensatul este îndepărtat printr-o supapă. Hidrogenul preventiv uscat este supus uscării definitive în cartuşe regenerabile cu silicagel, după care hidrogenul uscat printr-un filtru microporos este distribuit consumatorilor în comprimatoare intermetalice, care la desorbţia hidrogenului asigură puritatea lui înaltă [1]. The process of obtaining hydrogen by converting water vapor in the heated iron medium to iron oxides and hydrogen gas is known, in which a reactor is used, which consists of a cooling jacket and a high-voltage arrester with two electrodes, one of which is made of technical iron. Distilled water is boiled in the tank, forming saturated vapors, which, being admitted into the reactor cooling jacket, form superheated vapors. An electric current with a voltage of 3.6 kV is applied to the high-voltage arrester. At the same time, superheated vapors are directed through a nozzle into the discharge gap. The iron oxides formed by vibration are removed in a collector. Wet hydrogen is discharged from the reactor into a condenser, cooled with water from the water supply system, and the condensate is removed through a valve. The preventively dried hydrogen is subjected to final drying in regenerable silica gel cartridges, after which the dried hydrogen is distributed to consumers through a microporous filter in intermetallic compressors, which, upon desorption of the hydrogen, ensure its high purity [1].
Dezavantajul reactorului constă în dimensiunea limitată a unei părţi componente, constituite din electrodul de fier. Însăşi metoda în esenţă este discretă, fapt ce necesită stoparea procesului şi schimbarea unuia dintre electrozi. Nu este optimală nici selectarea fierului în calitate de materie primă. The disadvantage of the reactor is the limited size of a component, the iron electrode. The method itself is essentially discrete, requiring the process to be stopped and one of the electrodes to be replaced. The selection of iron as a raw material is also not optimal.
Mai este cunoscut procedeul de obţinere a hidrogenului, care include interacţiunea vaporilor de apă cu fierul elementar în strat de fierbere la temperatura de 500…650°C şi presiunea de 0,1…0,4 MPa, regenerarea oxizilor de fier prin contactarea lor cu un material solid cu conţinut de carbon la temperatura de 800…1100°C cu obţinerea gazelor de regenerare şi a oxizilor de fier reduşi şi întoarcerea lor la faza interacţiunii. Gazele de regenerare sunt întoarse la faza regenerării, şi sunt utilizaţi oxizii de fier cu dimensiunea particulelor de 50·10-6 …140·10-6 m [2]. The hydrogen production process is also known, which includes the interaction of water vapor with elemental iron in a boiling layer at a temperature of 500…650°C and a pressure of 0.1…0.4 MPa, the regeneration of iron oxides by contacting them with a solid material containing carbon at a temperature of 800…1100°C with the production of regeneration gases and reduced iron oxides and their return to the interaction phase. The regeneration gases are returned to the regeneration phase, and iron oxides with a particle size of 50·10-6 …140·10-6 m are used [2].
Dezavantajele acestui procedeu constau în renunţarea la tehnologia de descărcări şi utilizarea proceselor lente, care fac procesul obţinerii hidrogenului neeficient, consumul mare de energie şi necesitatea menţinerii temperaturilor înalte în tot volumul. The disadvantages of this process consist in abandoning discharge technology and using slow processes, which make the hydrogen production process inefficient, high energy consumption and the need to maintain high temperatures throughout the volume.
De asemenea se cunoaşte procedeul de obţinere a hidrogenului în reactorul cu electrozi, între care se trece o sârmă de aluminiu, la electrozi se aplică impulsuri electrice cu energia de 10…20 J/g şi se produce explozia iniţială a sârmei de aluminiu cu obţinerea unui amestec de nanoparticule de aluminiu şi apă şi formarea oxizilor de aluminiu şi a hidrogenului. Ulterior explozia sârmei de aluminiu se produce în mediu de hidrogen. Reactorul conţine un corp cu cămaşă de răcire, electrozii imobili, conectaţi la sursa de curent, un ştuţ de admisie a vaporilor de apă în interiorul corpului, un ştuţ pentru evacuarea hidrogenului şi un ştuţ pentru evacuarea produselor de reacţie [3]. Also known is the process of obtaining hydrogen in the electrode reactor, between which an aluminum wire is passed, electrical pulses with an energy of 10…20 J/g are applied to the electrodes and the initial explosion of the aluminum wire occurs with the production of a mixture of aluminum nanoparticles and water and the formation of aluminum oxides and hydrogen. Subsequently, the explosion of the aluminum wire occurs in a hydrogen environment. The reactor contains a body with a cooling jacket, stationary electrodes, connected to the power source, a nozzle for the intake of water vapor inside the body, a nozzle for the evacuation of hydrogen and a nozzle for the evacuation of reaction products [3].
Dezavantajele acestui reactor şi procedeu constau în caracterul intermitent al procesului, o cantitate mică de materie primă, utilizată în formă de sârmă, necesitatea utilizării unei surse de curent cu impulsuri. Procedeul se realizează cu întrerupere pentru înlocuirea sârmei de aluminiu. Intermitenţa procesului de obţinere a hidrogenului este cauzată de necesitatea instalării electrodului din sârmă subţire. Un diametru minim al electrodului este necesar pentru realizarea procesului exploziv al evaporării lui cu obţinerea nanoparticulelor, deci la fiecare reîncărcare a sârmei în reactor se stabileşte o cantitate minimă de aluminiu. Pentru funcţionarea unui astfel de reactor este necesară o sursă de curent în impulsuri şi un condensator de tensiune înaltă de descărcări, ce prezintă pericol pentru personalul de deservire. Acest procedeu nu poate fi aplicat cu o sursă de curent continuu. Chiar obţinând nanoparticule, nu poate fi garantată lipsa peliculei de oxid pe ele, care duce la întreruperea procesului de obţinere a hidrogenului, ceea ce cauzează transformarea parţială a particulelor de aluminiu. După realizarea exploziei sârmei lipseşte procesul de îndepărtare permanentă a peliculei de oxid, exploziile în mediul hidrogenului nu sunt efective pentru îndepărtarea peliculei de oxid de pe nanoparticule. The disadvantages of this reactor and process are the intermittent nature of the process, a small amount of raw material used in the form of wire, the need to use a pulsed current source. The process is carried out intermittently to replace the aluminum wire. The intermittency of the hydrogen production process is caused by the need to install a thin wire electrode. A minimum diameter of the electrode is required to achieve the explosive process of its evaporation with the production of nanoparticles, so each time the wire is recharged in the reactor, a minimum amount of aluminum is established. For the operation of such a reactor, a pulsed current source and a high-voltage discharge capacitor are required, which is dangerous for the operating personnel. This process cannot be applied with a direct current source. Even when obtaining nanoparticles, the absence of an oxide film on them cannot be guaranteed, which leads to the interruption of the hydrogen production process, which causes partial transformation of aluminum particles. After the wire explosion is performed, the process of permanent removal of the oxide film is missing; explosions in a hydrogen environment are not effective for removing the oxide film from nanoparticles.
Problema pe care o rezolvă invenţia constă în realizarea procesului continuu de degajare a hidrogenului. The problem that the invention solves consists in achieving the continuous hydrogen release process.
Reactorul, conform invenţiei, înlătură dezavantajele menţionate mai sus prin aceea că conţine un corp din material nemagnetic, de exemplu, inox sau cupru, cu o cămaşă de răcire, care este amplasat în alezajul unui stator al unui motor electric. Corpul este dotat din partea inferioară cu un ştuţ de admisie a vaporilor de apă de la un încălzitor de apă şi un ştuţ pentru evacuarea produselor de reacţie şi a condensatului, şi din partea superioară cu un ştuţ de debitare a particulelor de aluminiu şi un ştuţ de evacuare a hidrogenului. În interiorul corpului sunt fixaţi electrozi imobili, conectaţi la o sursă de alimentare de curent continuu, şi sunt amplasate particule mobile din material magnetic moale, executate în formă de fir cu lungimea de 1,5…3 ori mai mică decât distanţa dintre electrozii imobili şi cu raportul dintre lungime şi diametru egal cu 12…14, iar volumul particulelor mobile constituie 1…3% din volumul corpului reactorului. The reactor, according to the invention, eliminates the above-mentioned disadvantages by containing a body made of non-magnetic material, for example, stainless steel or copper, with a cooling jacket, which is placed in the bore of a stator of an electric motor. The body is equipped at the bottom with a water vapor inlet from a water heater and a nozzle for discharging reaction products and condensate, and at the top with a nozzle for discharging aluminum particles and a nozzle for discharging hydrogen. Inside the body, fixed electrodes are fixed, connected to a direct current power supply, and mobile particles made of soft magnetic material are placed, made in the form of a wire with a length of 1.5…3 times smaller than the distance between the fixed electrodes and with a length-to-diameter ratio equal to 12…14, and the volume of the mobile particles constitutes 1…3% of the volume of the reactor body.
Procedeul, conform invenţiei, înlătură dezavantajele menţionate mai sus prin aceea că se formează un câmp magnetic rotativ de 25…32 mT în corpul reactorului cu răcirea lui, se debitează continuu în spaţiul dintre electrozii imobili, conectaţi la sursa de alimentare cu tensiunea de 40…90 V, particulele de aluminiu cu dimensiuni de 102…106 nm şi vapori de apă, se produc descărcările electrice între particulele mobile şi electrozi, şi se evacuează hidrogenul din corpul reactorului. The process, according to the invention, eliminates the disadvantages mentioned above by forming a rotating magnetic field of 25…32 mT in the reactor body with its cooling, continuously flowing into the space between the stationary electrodes, connected to the power supply with a voltage of 40…90 V, aluminum particles with dimensions of 102…106 nm and water vapor, producing electrical discharges between the mobile particles and electrodes, and evacuating hydrogen from the reactor body.
Rezultatul tehnic al invenţiei constă în realizarea procedeului de obţinere a hidrogenului continuu şi eficient. The technical result of the invention consists in achieving the process of obtaining continuous and efficient hydrogen.
Invenţia se explică prin desenele din fig. 1 şi 2, care reprezintă: The invention is explained by the drawings in Fig. 1 and 2, which represent:
- fig. 1, vederea de ansamblu a reactorului; - Fig. 1, overall view of the reactor;
- fig. 2, secţiunea transversală a reactorului. - Fig. 2, cross-section of the reactor.
Reactorul conţine corpul 1 din material nemagnetic, de exemplu, din inox, cu cămaşa de răcire 2, electrozii imobili 3, conectaţi la sursa de alimentare 4 de curent continuu, încălzitorul de apă 5 unit cu ştuţul 6 de admisie a vaporilor de apă în interiorul corpului 1 şi ştuţul 7 de evacuare a hidrogenului. The reactor contains the body 1 made of non-magnetic material, for example, stainless steel, with the cooling jacket 2, the stationary electrodes 3, connected to the direct current power supply 4, the water heater 5 connected to the water vapor inlet 6 inside the body 1 and the hydrogen outlet 7.
Particularitatea reactorului constă în faptul că în corpul 1 reactorului suplimentar sunt amplasate particule mobile 8 din material magnetic moale şi particule 9 de aluminiu, iar însuşi corpul 1 reactorului este amplasat în alezajul statorului 10 motorului electric, care creează un câmp magnetic rotativ. La ştuţul 7 este unit un sistem de uscare şi curăţare a hidrogenului în două etape. La prima etapă hidrogenul se încălzeşte într-un uscător 11, iar la etapa a doua se curăţă într-un corp 12, care conţine cartuşe cu silicagel. Hidrogenul curăţat nimereşte într-un container 13 cu intermetalide, care absorb şi elimină hidrogenul în funcţie de temperatură. De aceea pe axa containerului 13 este amplasat un dispozitiv termoregulator 15. The peculiarity of the reactor is that in the body 1 of the additional reactor there are placed mobile particles 8 of soft magnetic material and particles 9 of aluminum, and the body 1 of the reactor itself is placed in the stator bore 10 of the electric motor, which creates a rotating magnetic field. A two-stage hydrogen drying and cleaning system is connected to the nozzle 7. At the first stage, the hydrogen is heated in a dryer 11, and at the second stage it is cleaned in a body 12, which contains silica gel cartridges. The cleaned hydrogen enters a container 13 with intermetalides, which absorb and eliminate hydrogen depending on the temperature. Therefore, a thermoregulator device 15 is placed on the axis of the container 13.
Din partea inferioară corpul 1 este dotat cu ştuţul 16 pentru evacuarea produselor de reacţie şi a condensatului, şi din partea superioară cu ştuţul 17 de debitare continuă a particulelor 9 de aluminiu. Ştuţul 17 este unit cu o capacitate ermetică (nu este prezentată în figură) cu particule 9 de aluminiu. În caz contrar, hidrogenul o să se degaje în atmosferă. Înfăşurările statorului 10 motorului electric se conectează la reţeaua trifazată 18 de curent alternativ. Un astfel de dispozitiv se formează dintr-un motor electric la îndepărtarea rotorului şi conectarea înfăşurărilor statorului la reţea printr-un variator trifazat (în figură nu este prezentat). În partea inferioară a reactorului este instalată o plasă dielectrică 19, care în lipsa câmpului magnetic nu permite particulelor mobile 8 să nimerească în deşeuri prin ştuţul 16. Produsele de reacţie conţin Al2O3 - un produs preţios pentru chimie. From the lower part the body 1 is equipped with the nozzle 16 for the evacuation of reaction products and condensate, and from the upper part with the nozzle 17 for continuous discharge of aluminum particles 9. The nozzle 17 is connected with a hermetic capacity (not shown in the figure) with aluminum particles 9. Otherwise, hydrogen will be released into the atmosphere. The stator windings 10 of the electric motor are connected to the three-phase alternating current network 18. Such a device is formed from an electric motor by removing the rotor and connecting the stator windings to the network through a three-phase variator (not shown in the figure). A dielectric mesh 19 is installed in the lower part of the reactor, which in the absence of a magnetic field does not allow mobile particles 8 to fall into the waste through the nozzle 16. The reaction products contain Al2O3 - a valuable product for chemistry.
Electrodul central 3′ (vezi fig. 2) este conectat la un pol, iar electrozii 3′′ la polul opus al sursei de alimentare 4. Descărcările provocate între particulele mobile 8 sunt descărcări în impulsuri. Cu toate că se utilizează o sursă de curent continuu, însuşi procesul, datorită particulelor mobile 8, se realizează în regim cu impulsuri. La realizarea descărcărilor prin impulsuri, în regiunea descărcărilor nimeresc particule 9 de aluminiu, se distruge pelicula de oxid din Al2O3 şi aluminiul pur, interacţionând cu apa, duce la formarea hidrogenului gazos, care se curăţă de vaporii de apă, se usucă şi ajunge în containerul 13 pentru depozitarea hidrogenului. În unele cazuri, descărcarea poate provoca lănţişoare din particule 9 de aluminiu. Datorită pseudofluidizării, în reactor se realizează un număr mare de descărcări, ceea ce duce la eliminarea peliculei de oxid de pe o parte de particule 9 de aluminiu şi degajarea efectivă a hidrogenului. La particularităţile suplimentare poate fi atribuit faptul că pentru a păstra regimul stabil de pseudofluidizare se utilizează particule mobile 8 din material magnetic moale, al căror volum în reactor constituie 1… 3% din volumul corpului 1. Tensiunea dintre electrozii imobili 3 se menţine în intervalul de 40…90 V, câmpul magnetic de 25…32 mT. Durata tratării a constituit 2…5 min. Particulele mobile 8 sunt executate în formă de fir cu raportul dintre lungime şi diametru l/d, egal cu 12…14, pentru diametrul de 1,5…2 mm. The central electrode 3′ (see Fig. 2) is connected to one pole, and the electrodes 3′′ to the opposite pole of the power source 4. The discharges caused between the mobile particles 8 are pulse discharges. Although a direct current source is used, the process itself, due to the mobile particles 8, is carried out in a pulsed mode. When performing pulse discharges, aluminum particles 9 hit the discharge region, the Al2O3 oxide film is destroyed, and pure aluminum, interacting with water, leads to the formation of hydrogen gas, which is cleaned of water vapor, dries and reaches the container 13 for hydrogen storage. In some cases, the discharge can cause chains of aluminum particles 9. Due to pseudofluidization, a large number of discharges are carried out in the reactor, which leads to the removal of the oxide film from a part of the aluminum particles 9 and the effective release of hydrogen. Additional features include the fact that to maintain a stable pseudofluidization regime, mobile particles 8 made of soft magnetic material are used, the volume of which in the reactor is 1… 3% of the volume of the body 1. The voltage between the stationary electrodes 3 is maintained in the range of 40… 90 V, the magnetic field is 25… 32 mT. The treatment duration is 2… 5 min. The mobile particles 8 are made in the form of a wire with a length to diameter ratio l/d equal to 12… 14, for a diameter of 1.5… 2 mm.
Procedeul de obţinere a hidrogenului se realizează în reactorul cu corpul 1, răcit cu apă din cămaşa de răcire 2, cu realizarea descărcărilor electrice între electrozii imobili 3, conectaţi la sursa de alimentare 4, şi particulele mobile 8 din material magnetic moale şi cu debitarea în regim continuu a particulelor 9 de aluminiu. Distanţa dintre electrozii imobili 3 şi peretele corpului 1 este mai mare decât distanţa dintre electrozii imobili 3, de aceea descărcările se realizează preponderent între electrozii imobili 3. Corpul 1 reactorului este amplasat în sursa de câmp magnetic rotativ, care creează condiţii pentru pseudofluidizarea particulelor mobile 8 şi a particulelor 9 de aluminiu. The hydrogen production process is carried out in the reactor with the body 1, cooled with water from the cooling jacket 2, with the creation of electrical discharges between the immobile electrodes 3, connected to the power supply 4, and the mobile particles 8 of soft magnetic material and with the continuous discharge of the aluminum particles 9. The distance between the immobile electrodes 3 and the wall of the body 1 is greater than the distance between the immobile electrodes 3, therefore the discharges are carried out predominantly between the immobile electrodes 3. The body 1 of the reactor is placed in the rotating magnetic field source, which creates conditions for the pseudofluidization of the mobile particles 8 and the aluminum particles 9.
Procedeul permite utilizarea particulelor mai mari din praf de aluminiu, precum şi a rămăşiţelor şi aşchiilor de la prelucrarea mecanică a aluminiului. Totodată în procesul de tratare se asigură regimul pseudofluidizării şi o acţiune permanentă asupra amestecului pseudofluidizat cu mulţimea descărcărilor electrice, care se realizează între particulele mobile 8. Particulele de aluminiu 9 se află în stratul pseudofluidizat şi descărcările electrice se realizează atât între particule separate, cât şi între formaţiile cluster, parţial acoperite cu condensat. Fără utilizarea particulelor mobile 8 din material magnetic moale este imposibil de a obţine fenomenul pseudofluidizării şi de a realiza efectiv procedeul de obţinere a hidrogenului. The process allows the use of larger particles of aluminum powder, as well as residues and chips from mechanical processing of aluminum. At the same time, the treatment process ensures the pseudofluidization regime and a permanent action on the pseudofluidized mixture with a multitude of electrical discharges, which are carried out between the mobile particles 8. Aluminum particles 9 are located in the pseudofluidized layer and electrical discharges are carried out both between separate particles and between cluster formations, partially covered with condensate. Without the use of mobile particles 8 made of soft magnetic material, it is impossible to obtain the pseudofluidization phenomenon and to effectively carry out the hydrogen production process.
Exemplul 1 Example 1
În corpul reactorului din inox se montează electrozii imobili, iar volumul reactorului se umple cu particule mobile din material magnetic moale, volumul acestora constituind 1…3% din volumul corpului reactorului, şi cu 0,5…1% de praf de aluminiu. La conectarea înfăşurărilor statorului la reţeaua trifazată se înregistrează regimul pseudofluidizării stratului din particule mobile şi praf de aluminiu. Câmpul magnetic se menţine în intervalul de 25…32 mT. La aplicarea tensiunii de 40…90 V la electrozii imobili se înregistrează o mulţime de descărcări, care asigură eliminarea peliculei de oxid şi o degajare intensivă a hidrogenului de la interacţiunea aluminiului cu vaporii de apă. La majorarea tensiunii la electrozii imobili peste 90 V, se observă formarea periodică a clusterelor din particule mobile, care duce la scurtcircuitul electrozilor imobili şi, respectiv, la creşterea bruscă a curentului şi reducerea degajării hidrogenului. The stationary electrodes are mounted in the stainless steel reactor body, and the reactor volume is filled with mobile particles of soft magnetic material, their volume constituting 1…3% of the reactor body volume, and 0.5…1% of aluminum powder. When connecting the stator windings to the three-phase network, the pseudofluidization regime of the layer of mobile particles and aluminum powder is recorded. The magnetic field is maintained in the range of 25…32 mT. When applying a voltage of 40…90 V to the stationary electrodes, a multitude of discharges are recorded, which ensure the removal of the oxide film and an intensive release of hydrogen from the interaction of aluminum with water vapor. When increasing the voltage at the stationary electrodes above 90 V, the periodic formation of clusters of mobile particles is observed, which leads to a short circuit of the stationary electrodes and, respectively, to a sudden increase in current and a reduction in hydrogen release.
Exemplul 2 Example 2
Toţi parametrii coincid cu exemplul 1, însă în calitate de particule mobile se utilizează material magnetic dur. În tot intervalul de tensiuni aplicate la înfăşurările statorului şi pentru concentraţiile de 0,1…0,5% din volumul corpului reactorului, regimul pseudofluidizării nu se observă şi nu se realizează deplasarea efectivă a prafului de aluminiu, iar procesul degajării hidrogenului se reduce la minimum. All parameters coincide with example 1, but hard magnetic material is used as mobile particles. In the entire range of voltages applied to the stator windings and for concentrations of 0.1…0.5% of the reactor body volume, the pseudofluidization regime is not observed and the effective displacement of aluminum dust is not achieved, and the process of hydrogen release is reduced to a minimum.
Fără particule mobile din material magnetic moale praful de aluminiu nu capătă mişcare şi nu formează stratul pseudofluidizat. Without mobile particles of soft magnetic material, the aluminum powder does not move and does not form the pseudofluidized layer.
1. RU 2191742 C2 2002.10.27 1. RU 2191742 C2 2002.10.27
2. SU 1125186 A 1984.11.23 2. SU 1125186 A 1984.11.23
3. RU 2429191 C1 2011.09.20 3. RU 2429191 C1 2011.09.20
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| MDS20140107A MD885Z (en) | 2014-08-11 | 2014-08-11 | Reactor and process for producing hydrogen |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| MDS20140107A MD885Z (en) | 2014-08-11 | 2014-08-11 | Reactor and process for producing hydrogen |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| MD885Y MD885Y (en) | 2015-02-28 |
| MD885Z true MD885Z (en) | 2015-09-30 |
Family
ID=52580537
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| MDS20140107A MD885Z (en) | 2014-08-11 | 2014-08-11 | Reactor and process for producing hydrogen |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| MD (1) | MD885Z (en) |
Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1125186A1 (en) * | 1982-11-29 | 1984-11-23 | Институт горючих ископаемых | Method of producing hydrogen |
| RU2191742C2 (en) * | 2000-08-31 | 2002-10-27 | Адамович Борис Андреевич | Hydrogen production process |
| MD3062G2 (en) * | 2004-11-29 | 2006-12-31 | Государственный Университет Молд0 | Anaerobic methane tank for sewage treatment |
| MD3233G2 (en) * | 2005-10-31 | 2007-08-31 | Государственный Университет Молд0 | Process for underground water purification from sulphureted hydrogen and device for realization thereof |
| MD3994G2 (en) * | 2008-09-18 | 2010-07-31 | Государственный Университет Молд0 | Plant for anaerobic processing of wine distillery waste |
| RU2429191C1 (en) * | 2010-02-02 | 2011-09-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Самарский государственный университет путей сообщения" (СамГУПС) | Method of producing hydrogen |
| MD4155B1 (en) * | 2005-04-27 | 2012-03-31 | Institut National De La Recherche Agronomique | Process for purifying effluent in anaerobic reactor |
| MD4244C1 (en) * | 2012-06-11 | 2014-02-28 | Государственный Университет Молд0 | Combined anaerobic reactor for the production of biomethane |
-
2014
- 2014-08-11 MD MDS20140107A patent/MD885Z/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1125186A1 (en) * | 1982-11-29 | 1984-11-23 | Институт горючих ископаемых | Method of producing hydrogen |
| RU2191742C2 (en) * | 2000-08-31 | 2002-10-27 | Адамович Борис Андреевич | Hydrogen production process |
| MD3062G2 (en) * | 2004-11-29 | 2006-12-31 | Государственный Университет Молд0 | Anaerobic methane tank for sewage treatment |
| MD4155B1 (en) * | 2005-04-27 | 2012-03-31 | Institut National De La Recherche Agronomique | Process for purifying effluent in anaerobic reactor |
| MD3233G2 (en) * | 2005-10-31 | 2007-08-31 | Государственный Университет Молд0 | Process for underground water purification from sulphureted hydrogen and device for realization thereof |
| MD3994G2 (en) * | 2008-09-18 | 2010-07-31 | Государственный Университет Молд0 | Plant for anaerobic processing of wine distillery waste |
| RU2429191C1 (en) * | 2010-02-02 | 2011-09-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Самарский государственный университет путей сообщения" (СамГУПС) | Method of producing hydrogen |
| MD4244C1 (en) * | 2012-06-11 | 2014-02-28 | Государственный Университет Молд0 | Combined anaerobic reactor for the production of biomethane |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| MD885Y (en) | 2015-02-28 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN113412158B (en) | Exhaust gas treatment systems and methods | |
| RU2015116512A (en) | DEVICE CONTAINING A DIELECTRIC INSULATING GAS, INCLUDING A FLUORORGANIC COMPOUND | |
| JP2011500309A (en) | Apparatus and method for plasma decomposition of carbon dioxide | |
| EP1991822A2 (en) | Plasma-aided method and apparatus for hydrogen storage and adsorption of gases | |
| JP6025393B2 (en) | Method and apparatus for compressing gaseous media | |
| RU2011106679A (en) | METHOD FOR PRODUCING CARBON NANOMATERIALS BY USING LOW-MOLECULAR PLASMA ENERGY AND INSTALLATION FOR ITS IMPLEMENTATION | |
| CN109997267A (en) | The systems, devices and methods of electric power are generated by converting the water to hydrogen and oxygen | |
| Malik et al. | New approach for sustaining energetic, efficient and scalable non-equilibrium plasma in water vapours at atmospheric pressure | |
| US20210308620A1 (en) | Carbon, nitrogen and oxygen separator and method of use thereof | |
| Liang et al. | Improvement in discharge characteristics and energy yield of ozone generation via configuration optimization of a coaxial dielectric barrier discharge reactor | |
| CN103663439A (en) | Method and device for preparing graphene through processing dry ice by shock waves | |
| JP4836295B1 (en) | Equipment for producing methane from carbon dioxide | |
| MD885Z (en) | Reactor and process for producing hydrogen | |
| CN204167682U (en) | A kind of low-voltage negative oxygen ion generator | |
| JP5952094B2 (en) | Method for producing carbon monoxide from carbon dioxide | |
| JP2009207987A (en) | System for removing volatile organic compound by low temperature plasma and oil | |
| CN101549283B (en) | A method for in-situ regeneration of activated carbon fibers | |
| JP2014129205A (en) | Ozone generating system | |
| CN101504233B (en) | Freon regeneration device | |
| CN115780817B (en) | Device and method for removing elemental mercury by using electric explosion metal wire | |
| CN1424140A (en) | Stripping regenerating method for adsorbent by utilizing high voltage discharge | |
| CN103991873A (en) | Systems and methods for collecting carbon dioxide using dielectric heating | |
| CN202924729U (en) | Ozone generation device | |
| An et al. | Performance of dielectric barrier discharge reactors on elemental mercury oxidation in the coal-fired flue gas | |
| JP2018065074A (en) | Adsorption / desorption device and control method thereof |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FG9Y | Short term patent issued | ||
| KA4Y | Short-term patent lapsed due to non-payment of fees (with right of restoration) |