RU128127U1 - REDUCED DEUTERIUM WATER LINE - Google Patents
REDUCED DEUTERIUM WATER LINE Download PDFInfo
- Publication number
- RU128127U1 RU128127U1 RU2013101183/05U RU2013101183U RU128127U1 RU 128127 U1 RU128127 U1 RU 128127U1 RU 2013101183/05 U RU2013101183/05 U RU 2013101183/05U RU 2013101183 U RU2013101183 U RU 2013101183U RU 128127 U1 RU128127 U1 RU 128127U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- water
- line
- electrolyzer
- deuterium
- hydrogen
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (AREA)
Abstract
Линия по получению воды с пониженным содержанием дейтерия, содержащая электролизер, осушитель электролизных газов, преобразователь электролизных газов в воду, конденсатор паров воды и сборник обедненной дейтерием воды, отличающаяся тем, что электролизер выполнен в виде двух газодиффузионных водородных электродов, а линия дополнительно снабжена питателем дистиллированной воды, связанным с парогенератором, который связан по паропроводу с колонной противоточного каталитического изотопного обмена, включенной в водородопровод между катодом и анодом электролизера, при этом колонна соединена паропроводом с конденсатором паров воды и далее со сборником.A line for producing water with a reduced deuterium content, containing an electrolyzer, an electrolysis gas dryer, an electrolysis gas to water converter, a water vapor condenser and a deuterium-depleted water collector, characterized in that the electrolyzer is made in the form of two gas diffusion hydrogen electrodes, and the line is additionally equipped with a distilled feeder water associated with a steam generator, which is connected via a steam line to a countercurrent catalytic isotope exchange column included in the hydrogen pipe between Odom and anode electrolytic cell, wherein the column is connected with a steam pipe and condenser water vapor from the further collection.
Description
Заявленное техническое решение относится к области получения биологически активной питьевой воды с пониженным содержанием в ней дейтерия путем ее изотопного разделения на обедненную и обогащенную дейтерием фракции.The claimed technical solution relates to the field of obtaining biologically active drinking water with a reduced content of deuterium in it by its isotopic separation into depleted and enriched in deuterium fractions.
Вода с точки зрения химии является веществом, состоящим из молекул Н2O. В природе совершенно чистой воды не бывает, она всегда содержит механические, химические и биологические примеси.Water from the point of view of chemistry is a substance consisting of H 2 O molecules. There is no completely pure water in nature, it always contains mechanical, chemical and biological impurities.
Молекула Н2O состоит из двух элементов, каждый из которых представляет собой смесь изотопов. Водород в природе представлен двумя стабильными изотопами:The H 2 O molecule consists of two elements, each of which is a mixture of isotopes. Hydrogen in nature is represented by two stable isotopes:
- протием (обозначение 1Н или Н);- protium (designation 1 N or H);
- дейтерием (обозначение 2Н или D).- deuterium (designation 2 N or D).
Естественное содержание изотопов 1Н и 2Н в природных объектах составляет 99,985 и 0,015%. Легкая (обогащенная Н или обедненная D) вода обладает высокой биологической активностью. Употребление легкой воды приводит к нормализации углеводного и липидного обмена, коррекции веса, выведению шлаков и токсинов из организма и т.д. Результатами клинических испытаний доказано [Лобышев В.Н., Калиниченко Л.П. Изотопные эффекты D2O в биологических системах. М: Наука, 1978.], что при употреблении такой воды повышается работоспособность, физическая активность, выносливость и сопротивляемость организма.The natural content of isotopes 1 N and 2 N in natural objects is 99.985 and 0.015%. Light (rich in H or depleted in D) water has a high biological activity. The use of light water leads to the normalization of carbohydrate and lipid metabolism, weight correction, elimination of toxins from the body, etc. The results of clinical trials proved [Lobyshev V.N., Kalinichenko L.P. Isotopic effects of D 2 O in biological systems. M: Nauka, 1978.] that the use of such water increases performance, physical activity, endurance and resistance of the body.
Известно, что в легкой воде изменяется скорость протекания химических реакций, сольватация ионов, их подвижность и т.д. Легкая вода оказывает стимулирующее действие на живые системы, существенно повышает их активность, жизнестойкость к различным негативным факторам, репродуктивную деятельность, улучшает и ускоряет обмен веществ. Для сельскохозяйственных культур действие легкой воды проявляется в повышении всхожести и урожайности, для человека - в оздоровительном эффекте. Реакция биосистем при воздействии на них воды, может изменяться в зависимости от количественных и качественных изменений изотопного состава воды. Применение воды с повышенной концентрацией тяжелых изотопов, в частности дейтерия, вызывает выраженные токсические эффекты на уровне организма, ограничивая возможность ее использования в лечебно-профилактических целях [Kushner D.J., Baker F., Dunstall T.G. Can. J. Physiol. Pharmacol. 1999, Feb.77(2): 79-88].It is known that in light water changes the rate of chemical reactions, solvation of ions, their mobility, etc. Light water has a stimulating effect on living systems, significantly increases their activity, resistance to various negative factors, reproductive activity, improves and speeds up metabolism. For crops, the effect of light water is manifested in increased germination and productivity, for humans - in the healing effect. The reaction of biosystems when exposed to water may vary depending on quantitative and qualitative changes in the isotopic composition of water. The use of water with an increased concentration of heavy isotopes, in particular deuterium, causes pronounced toxic effects at the body level, limiting the possibility of its use for therapeutic and prophylactic purposes [Kushner D.J., Baker F., Dunstall T.G. Can. J. Physiol. Pharmacol 1999, Feb. 77 (2): 79-88].
В то же время на разных объектах зарегистрирована положительная биологическая активность вод, полученных с помощью различных технологических процессов, относящихся к категории изотопно-легких, со сниженной в той или иной мере по сравнению с исходной концентрацией дейтерия [М.Г.Барышев, А.А.Басов, С.Н.Болотин, С.С.Джимак, Д.В.Кашаев С.Р.Федосов, В.Ю.Фролов, Д.И.Шашков, Д.А.Лысак, А.А.Тимаков // Оценка антирадикальной активности воды с модифицированным изотопным составом с помощью ямр-, эпр- и масс- спектроскопии /Известия РАН. серия физическая, 2012, том 76, №12, с.1507-1510]. Т.е. количественные и качественные показатели изотопного состава воды существенным образом отражаются на ее эффективности при использовании воды в качестве растворителя или ингредиента. Поэтому очевидна необходимость в зависимости от целей применения регулирования изотопного состава воды, употребляемой человеком для технологических процессов, питья, в составе лекарственных, косметических, гигиенических, парфюмерных средств и т.д.At the same time, positive biological activity of waters obtained using various technological processes belonging to the category of isotope-lungs with a decrease to one degree or another compared with the initial concentration of deuterium was recorded at different objects [M. G. Baryshev, A. A. .Basov, S.N. Bolotin, S.S. Jimak, D.V. Kashaev S.R. Fedosov, V.Yu. Frolov, D.I. Shashkov, D.A. Lysak, A.A. Timakov / / Evaluation of the antiradical activity of water with a modified isotopic composition using NMR, EPR and mass spectroscopy / Izvestia RAN. physical series, 2012, volume 76, No. 12, p. 1507-1510]. Those. quantitative and qualitative indicators of the isotopic composition of water significantly affect its effectiveness when using water as a solvent or ingredient. Therefore, the need is obvious depending on the purpose of the regulation of the isotopic composition of the water used by humans for technological processes, drinking, as part of medicinal, cosmetic, hygienic, perfumery, etc.
Уровень техники получения изотопно-легкой воды представлен рядом патентов на изобретения №№2031085, 2091335, 2091336, 2438765, 2438766 и полезные модели №№113977, 97994, 106559, 101648 и др. Известен также ряд физико-химических методов изменения изотопного состава водорода, входящего в состав воды [Андреев Б.М. и др., Разделение стабильных изотопов физико-химическими методами. Москва: Энерго-атомиздат.1982. сс.44-49, 68-69, 75-79.]The prior art for producing isotope-light water is represented by a number of patents for inventions No. 2031085, 2091335, 2091336, 2438765, 2438766 and utility models No. 113977, 97994, 106559, 101648 and others. There are also a number of physicochemical methods for changing the isotopic composition of hydrogen, part of the water [Andreev B.M. et al., Separation of stable isotopes by physicochemical methods. Moscow: Energo-Atomizdat. 1982. pp. 44-49, 68-69, 75-79.]
Наиболее близким техническим решением к заявляемому является патент RU №101648. Согласно прототипу устройство для получения биологически активной питьевой воды с пониженным содержанием дейтерия, включает электролизер, осушитель электролизных газов, преобразователь электролизных газов в воду, конденсатор паров воды и сборник обедненной дейтерием воды, при этом электролизер содержит блок биполярных электродов покрытых с анодной стороны серебряным покрытием, а с катодной - покрытием из никеля Ренея, осушитель заполнен регенерируемым водопоглощающим веществом, при этом линия дополнительно снабжена разделителем газовой смеси содержащим паладиево-серебряную мембрану, установленным между осушителем и топливным элементом, а преобразователь электролизных газов в воду выполнен в виде низкотемпературного водород-кислородного топливного элемента с ионообменными мембранами, причем топливный элемент электрически соединен с электролизером для частичной компенсации энергозатрат в процессе электролиза, кроме того сборник обедненной дейтерием воды одновременно служит минерализатором.The closest technical solution to the claimed is a patent RU No. 101648. According to the prototype, a device for producing biologically active drinking water with a reduced deuterium content includes an electrolyzer, an electrolysis gas dehumidifier, an electrolysis gas to water converter, a water vapor condenser and a deuterium-depleted water collector, the electrolyzer comprising a block of bipolar electrodes coated with a silver coating on the anode side, and with the cathode - a coating of Raney nickel, the dryer is filled with regenerated water-absorbing substance, while the line is additionally equipped with a separator ha the mixture containing a paladium-silver membrane installed between the desiccant and the fuel cell, and the electrolysis gas to water converter is made in the form of a low-temperature hydrogen-oxygen fuel cell with ion-exchange membranes, the fuel cell being electrically connected to the electrolyzer to partially compensate for energy consumption during the electrolysis, in addition to In addition, the collection of deuterium-depleted water also serves as a mineralizer.
Недостатками описанного устройства являются:The disadvantages of the described device are:
- происходящая со временем деградация электродов вызываемая рекристаллизацией электродного покрытия из никеля Ренея, что приводит к уменьшению коэффициента разделения изотопов водорода, увеличению поляризации электродов и как следствие к увеличению затрат электроэнергии в течение срока службы в несколько раз, а затраты электроэнергии составляют 80-90% от себестоимости производимого продукта и качества воды [Федотьев Н.П. и др. Прикладная электрохимия. Л.: Химия 1967. с.346.]., что приводит к повышенной себестоимости получаемого продукта.- degradation of the electrodes occurring over time caused by recrystallization of the electrode coating from Raney nickel, which leads to a decrease in the separation coefficient of hydrogen isotopes, an increase in the polarization of the electrodes and, as a result, to an increase in the cost of electricity during the service life by several times, and the cost of electricity is 80-90% of the cost of the product and the quality of the water [Fedotiev NP and others. Applied electrochemistry. L .: Chemistry 1967. p.346.]., Which leads to increased cost of the resulting product.
- значительные потери электроэнергии в виде тепла связанные с использованием кислородных электродов с высоким перенапряжением, на которых теряется существенно больше электроэнергии чем на водородных;- significant losses of electricity in the form of heat associated with the use of oxygen electrodes with high overvoltage, on which much more electricity is lost than on hydrogen;
- кислородо-водородный топливный элемент, используемый в прототипе насколько известно до настоящего времени серийно не производится, а несерийные изделия высокостоящие.- oxygen-hydrogen fuel cell used in the prototype to the best of our knowledge is not yet mass-produced, and non-serial products are high-quality.
Задачей заявляемого технического решения является:The objective of the proposed technical solution is:
1. Увеличение коэффициента разделения изотопов водорода за счет замены дисперсных электродов из никеля и серебра Ренея на платиноидные дисперсные каталитические электроды, имеющие большой срок службы и низкую деградацию, связанную с низкой скоростью рекристаллизации дисперсных платиновых металлов, что приводит также к уменьшению поляризации электродов, и как следствие, к уменьшению затрат электроэнергии в течение срока службы в несколько раз;1. An increase in the hydrogen isotope separation coefficient by replacing dispersed electrodes of nickel and Raney silver with platinum dispersed catalytic electrodes having a long service life and low degradation associated with a low recrystallization rate of dispersed platinum metals, which also leads to a decrease in the polarization of the electrodes, and how the consequence, to reduce electricity costs over the life of several times;
2. Снижение потерь электроэнергии в виде тепла при замене кислородных электродов с высоким перенапряжением, на водородные диффузионные электроды, то есть уменьшение себестоимости по сравнению с аналогами и прототипом;2. Reducing energy losses in the form of heat when replacing oxygen electrodes with high overvoltage with hydrogen diffusion electrodes, that is, a reduction in cost compared to analogues and prototype;
3. Использование менее дорогих по сравнению с кислородными водородных электродов вместо кислородо-водородного топливного элемента и как следствие снижение стоимости способа;3. The use of less expensive compared to oxygen hydrogen electrodes instead of an oxygen-hydrogen fuel cell and, as a consequence, a decrease in the cost of the method;
Для решения технической задачи предлагается линия по получению воды с пониженным содержанием дейтерия, содержащая электролизер, осушитель электролизных газов, преобразователь электролизных газов в воду, конденсатор паров воды и сборник обедненной дейтерием воды. При этом электролизер выполнен в виде двух газодиффузионных водородных электродов, а линия дополнительно снабжена питателем дистиллированной воды связанным с парогенератором, который связан паропроводом с колонной противоточного каталитического изотопного обмена, включенной в водородопровод между катодом и анодом электролизера, а колонна соединена паропроводом с конденсатором паров воды и далее со сборником.To solve the technical problem, a line for producing water with a reduced deuterium content is proposed, containing an electrolyzer, an electrolysis gas dehumidifier, an electrolysis gas to water converter, a water vapor condenser and a deuterium-depleted water collector. In this case, the electrolyzer is made in the form of two gas diffusion hydrogen electrodes, and the line is additionally equipped with a distilled water feeder connected to a steam generator, which is connected by a steam line to a countercurrent catalytic isotope exchange column included in the hydrogen pipe between the cathode and the anode of the electrolyzer, and the column is connected by a steam line with a water vapor condenser and further with the collection.
На предложенном рисунке схематически изображена линия по получению воды с пониженным содержанием дейтерия.The proposed figure schematically shows a line for producing water with a reduced deuterium content.
Линия содержит: блок питания 1 электрически связанный с электролизером 2, выход катода 3 которого соединен газовым трубопроводом со входом осушителя 4. Осушитель 4 соединен газовым трубопроводом с газовым входом колонны каталитического изотопного обмена 5, газовый выход которой соединен с входом анода 6 электролизера 2. Питатель дистиллированной воды 7 жидкостным трубопроводом связан с парогенератором 8, который связан по паровой фазе с паровым входом колонны каталитического изотопного обмена 5. Паровой выход колонны 5 связан с входом конденсатора 9, соединенного жидкостным трубопроводом со сборником обедненной дейтерием воды 10.The line contains: a
Работа линии осуществляется следующим образом.The line is as follows.
Переменный трехфазный ток внешней электрической сети преобразуется в постоянный, блоком питания 1 и поступает на электролизер 2. Образовавшийся в электролизере на катоде 3 водород с пониженным содержанием дейтерия для предотвращения обратного изотопного обмена водорода с парами воды поступает по газовому трубопроводу в осушитель 4, где осушается регенерируемым водопоглощающим веществом. Далее осушенный водород поступает в колонну каталитического изотопного обмена 5, где обменивается дейтерием с парами воды на поверхности твердого катализатора. После этого, водород обогащенный дейтерием до природной концентрации поступает на анод 6 электролизера 2, где вновь ионизируется. Дистиллированная вода природного изотопного состава поступает из питателя 7 в парогенератор 8, где образует пар, который поступает в колонну каталитического изотопного обмена 5, где на поверхности твердого катализатора обменивается дейтерием с водородом, после чего по паропроводу поступает в конденсатор 9, из которого вода обедненная дейтерием поступает в сборник 10.The alternating three-phase current of the external electrical network is converted to direct current by the
Исключение из электрохимической стадии кислородных электродов электролизера и топливного элемента, обладающих по сравнению с водородными диффузионными электродами, плохой обратимостью и высокими потерями энергии в виде омического тепла приводит к уменьшению затрат энергии процесса электролиза в несколько раз по сравнению с прототипом. При этом процесс в электролизере сводится фактически к переносу водорода с катода 3 на анод 6, а по пути между электродами за счет каталитического обмена с парами воды образуются пары воды с пониженным содержанием дейтерия, которые конденсируются и выводятся в виде конечного продукта [В. Фильштих / Топливные элементы, М. Мир, 1968 с 389]. Кроме того использованные в процессе электролиза электродные материалы технологически более отработаны и устойчивы в процессе электролиза чем в прототипе и позволяют получать в одностадийном процессе электролиза воду в несколько раз более обедненную дейтерием, чем в прототипе [Э. Юсти, А. Винзель / Топливные элементы //Изд.-во Мир М. 1964, с.283-286], что делает ее существенно биологически активнее.The exclusion from the electrochemical stage of the oxygen electrodes of the electrolyzer and fuel cell, which, in comparison with hydrogen diffusion electrodes, has poor reversibility and high energy losses in the form of ohmic heat, leads to a reduction in the energy costs of the electrolysis process by several times compared to the prototype. In this case, the process in the electrolyzer is actually reduced to the transfer of hydrogen from the
Таким образом, предлагаемая линия более эффективна, чем прототип, и позволяет получить более качественный продукт. При этом существенно менее энерго- и материалоемка, т.к. менее затратна.Thus, the proposed line is more effective than the prototype, and allows you to get a better product. Moreover, significantly less energy and material consumption, because less expensive.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013101183/05U RU128127U1 (en) | 2013-01-10 | 2013-01-10 | REDUCED DEUTERIUM WATER LINE |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013101183/05U RU128127U1 (en) | 2013-01-10 | 2013-01-10 | REDUCED DEUTERIUM WATER LINE |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU128127U1 true RU128127U1 (en) | 2013-05-20 |
Family
ID=48804176
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2013101183/05U RU128127U1 (en) | 2013-01-10 | 2013-01-10 | REDUCED DEUTERIUM WATER LINE |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU128127U1 (en) |
-
2013
- 2013-01-10 RU RU2013101183/05U patent/RU128127U1/en active
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US9062382B2 (en) | Electrolytic cells and methods for the production of ammonia and hydrogen | |
RU2602234C2 (en) | Electrolysis bath for acidic water and method of using acid water | |
CN103668311B (en) | For electro-catalysis reduction CO2to the catalysis electrode of formic acid, application and electro-catalysis reduction carbon dioxide to the method for formic acid | |
RU2718872C2 (en) | Water treatment system using device for electrolysis of aqueous solution of alkali and alkaline fuel cell | |
WO2014201851A1 (en) | Simple and efficient electrolysis device capable of changing pure water into electrolyzed water | |
Ignatov | Structuring of water clusters depending on the energy of hydrogen bonds in electrochemically activated waters Anolyte and Catholyte | |
EP3011077B1 (en) | A hydrogen gas generation system, and process for the electrocatalytic production of hydrogen gas. | |
KR20140073007A (en) | Method for reducing carbon dioxide and reductor of carbon dioxide using the same | |
RU2585015C1 (en) | Device and method of producing gas | |
RU128127U1 (en) | REDUCED DEUTERIUM WATER LINE | |
Lamy et al. | A kinetics analysis of methanol oxidation under electrolysis/fuel cell working conditions | |
RU2438766C1 (en) | Method of producing biologically active drinking water with reduced content of deuterium | |
RU2548442C1 (en) | Method of obtaining deuterium-depleted water | |
JPH01287289A (en) | Plural electrodes-type electrolytic cell | |
RU134442U1 (en) | LOW ELECTROLYTIC WATER PRODUCTION LINE WITH DEUTERIUM | |
RU2521627C1 (en) | Method of producing water with low content of deuterium | |
US3256163A (en) | Process for the continuous production of deuterium-rich water by stepwise enrichment with deuterium and electrolysis of water | |
RU153593U1 (en) | BIOELECTROCHEMICAL REACTOR | |
Wang et al. | Evaluation on the electro-electrodialysis stacks for hydrogen iodide concentrating in iodine–sulphur cycle | |
CN108474123A (en) | Hydrogen peroxide generating means | |
RU101648U1 (en) | LINE FOR PRODUCING BIOLOGICALLY ACTIVE DRINKING WATER WITH REDUCED DEUTERIUM | |
RU97994U1 (en) | LINE FOR PRODUCING BIOLOGICALLY ACTIVE DRINKING WATER WITH REDUCED DEUTERIUM | |
CN111232921A (en) | Method and device for preparing hydrogen and sulfur by decomposing hydrogen sulfide assisted by flow battery | |
RU2438765C1 (en) | Method of producing biologically active drinking water with reduced content of deuterium | |
RU138803U1 (en) | LINE FOR PRODUCING DECLETED WATER DATTERIUM |