RU2199492C2 - Device for continuous treatment of sea water at separation of desalinized water, hydrogen, oxygen, metals and other compounds; ion separator for separation of sea water into desalinized water, anolyte and catholyte by magnetic flux, separator-neutralizer for separation of hydrate envelope from ions and neutralization of electric charges and hydrogen generator - Google Patents

Device for continuous treatment of sea water at separation of desalinized water, hydrogen, oxygen, metals and other compounds; ion separator for separation of sea water into desalinized water, anolyte and catholyte by magnetic flux, separator-neutralizer for separation of hydrate envelope from ions and neutralization of electric charges and hydrogen generator Download PDF

Info

Publication number
RU2199492C2
RU2199492C2 RU2000100211A RU2000100211A RU2199492C2 RU 2199492 C2 RU2199492 C2 RU 2199492C2 RU 2000100211 A RU2000100211 A RU 2000100211A RU 2000100211 A RU2000100211 A RU 2000100211A RU 2199492 C2 RU2199492 C2 RU 2199492C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
water
separator
hydrogen
anolyte
catholyte
Prior art date
Application number
RU2000100211A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2000100211A (en
Inventor
М.И. Альянов
М.М. Васюта
Original Assignee
Альянов Михаил Иванович
Васюта Мария Михайловна
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Альянов Михаил Иванович, Васюта Мария Михайловна filed Critical Альянов Михаил Иванович
Priority to RU2000100211A priority Critical patent/RU2199492C2/en
Publication of RU2000100211A publication Critical patent/RU2000100211A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2199492C2 publication Critical patent/RU2199492C2/en

Links

Images

Abstract

FIELD: continuous treatment of sea water at separation of fresh water and raw resources. SUBSTANCE: device has ion separator, separator-neutralizer and hydrogen generator which are connected in series forming first production line. Second production line is formed by second separator- neutralizer, reactor-mixer and hydrogen generator working on desalinized water and alkali melt. Ion separator used for separation of sea water into desalinized water, catholyte and anolyte includes preliminary magnetizing section for performing magnetizing by annular magnetic field; this section is made in form of central pipe line connected with two pipe lines of lesser diameter through slits over diameter for separation of anolyte and catholyte. Separator-neutralizer used for separation of hydrate envelope from anions and cations and neutralization of electric charges on them includes branch pipes for introducing vaporous catholyte and anolyte, conical grates carrying positive and negative charges and neutralizer having metal spherical contact and molten lithium or sodium contact. Hydrogen generator has heat-insulated housing with reaction zone for interaction of molted lithium and water and reaction mass cooling system at separation of aqueous solution of lithium hydroxide and hydrogen. EFFECT: enhanced efficiency. 5 cl, 9 dwg, 1 tbl

Description

Данное изобретение - это группа изобретений, которые объединены в единое целое и направлены на получение сырьевых ресурсов из морской воды за счет физико-химических процессов, которым подвергается морская вода, двигающаяся непрерывно по двум технологическим линиям. This invention is a group of inventions that are combined into a single whole and aimed at obtaining raw materials from sea water due to the physicochemical processes to which sea water is subjected, moving continuously along two production lines.

Основная цель данного изобретения - замена на всей планете Земля углеводородного топлива (газ, продукты нефтепереработки, уголь, торф) на экологически чистое водородное топливо (чистый водород), а также для обеспечения пресной водой промышленности и сельского хозяйства, а также сырьем для химической и металлургической промышленности. The main objective of this invention is the replacement of hydrocarbon fuel (gas, oil products, coal, peat) on environmentally friendly hydrogen fuel (pure hydrogen) on the entire planet Earth, as well as to provide fresh water for industry and agriculture, as well as raw materials for chemical and metallurgical industry.

У рассматриваемого ниже технологического процесса полного аналога нет, т. к. в литературе нет описания технологического процесса, по которому в едином и непрерывном технологическом цикле из морской воды выделяется сразу целый ряд продуктов, указанных выше. The technological process considered below does not have a complete analogue, since the literature does not contain a description of the technological process according to which a whole series of products mentioned above are immediately isolated from sea water in a single and continuous technological cycle.

Однако в технологический процесс входят многие технические решения, на основе которых, при их объединении в единый технологический процесс и создано данное изобретение. However, the technological process includes many technical solutions, based on which, when combined into a single technological process, this invention is created.

1. Из уровня техники известно устройство для разделения морской воды на католит, анолит и обессоленную воду посредством магнитного поля с магнитным потоком, направленным перпендикулярно движению потока воды (SU 361981, 13.12.1972, С 02 F 1/48). Однако наше изобретение конструктивно отличается от предлагаемого изобретения. 1. The prior art device for the separation of sea water into catholyte, anolyte and desalted water by means of a magnetic field with a magnetic flux directed perpendicular to the movement of the water stream (SU 361981, 12/13/1972, C 02 F 1/48). However, our invention is structurally different from the invention.

2. Из уровня техники известно также устройство для омагничивания воды круговым магнитным полем, описанное Классеном В.И. "Омагничивание водных систем", М. : Химия, 1985, с.157-158. Это изобретение решает поставленную задачу только на половину, т.к. не разделяет воду на анолит - обессоленную воду - католит. 2. The prior art also knows a device for magnetizing water by a circular magnetic field, described by V. Klassen. "Magnetization of water systems", M.: Chemistry, 1985, p.157-158. This invention solves the problem only half, because does not divide water into anolyte - desalted water - catholyte.

3. Как известно, взаимодействие расплавленного лития и воды сопровождается взрывом, кроме того расплавленный литий является пожароопасным веществом ("Химия и технология редких и рассеянных элементов" К.А. Большаков, часть I, Учебное пособие для вузов, М.: Высшая школа, 1976, с.8, 75). 3. As you know, the interaction of molten lithium and water is accompanied by an explosion, in addition, molten lithium is a fire hazardous substance (Chemistry and Technology of Rare and Scattered Elements, K. A. Bolshakov, Part I, Textbook for High Schools, Moscow: Higher School, 1976, p. 8, 75).

В рассматриваемом изобретении технологический процесс и конструкция генератора водорода исключают проведение химической реакции получения водорода во взрывоопасном варианте. In the present invention, the technological process and the design of the hydrogen generator exclude the chemical reaction of hydrogen production in an explosive version.

4. Однако известно, что проводимость диэлектриков, каким является водяной пар, при высоких напряжениях резко возрастает и начинается ударная ионизация (Краткая химическая энциклопедия, М.: Советская энциклопедия, 1961, с. 1184). На сетки отделителя-нейтрализатора подается напряжение, которое исключает появление ударной ионизации. 4. However, it is known that the conductivity of dielectrics, such as water vapor, sharply increases at high voltages and shock ionization begins (Brief Chemical Encyclopedia, M .: Soviet Encyclopedia, 1961, p. 1184). A voltage is applied to the grids of the separator-converter, which eliminates the appearance of impact ionization.

5. Наиболее близким аналогом по п. 4 генератора водорода может быть рассмотрена установка для получения водорода термохимическим разложением воды, содержащая реакционную зону и теплообменник (RU 204032, В 01 J 37/00, 27.07.95, 110). Это совсем другой процесс, и он не может конкурировать с рассматриваемым изобретением. 5. The closest analogue to paragraph 4 of the hydrogen generator can be considered installation for the production of hydrogen by thermochemical decomposition of water containing a reaction zone and a heat exchanger (RU 204032, 01 J 37/00, 07.27.95, 110). This is a completely different process, and it cannot compete with the invention in question.

Решение поставленной задачи требует новых высоких технологий, обеспечивающих огромные скорости реакции между компонентами реакции. Данное изобретение базируется на четырех специально разработанных способах, обеспечивающих высокие скорости реакций между реагентами, вплоть до мгновенной скорости реакции - нейтрализация электрических зарядов на ионах, не имеющих гидратных оболочек, с образованием целевого продукта. The solution of this problem requires new high technologies that provide tremendous reaction rates between reaction components. This invention is based on four specially designed methods that provide high reaction rates between reactants, up to an instantaneous reaction rate — neutralization of electric charges on ions that do not have hydrated shells, with the formation of the target product.

Для каждого способа разработан специальный аппарат, в котором проходит соответствующий физико-химический процесс. A special apparatus has been developed for each method, in which the corresponding physicochemical process takes place.

Поставленная задача решается тем, что устройство для непрерывной переработки морской воды с выделением из нее обессоленной воды, водорода, кислорода, металлов и других соединений содержит последовательно соединенные разделитель ионов для разделения морской воды магнитным полем на обессоленную воду, анолит и католит, отделитель-нейтрализатор для отделения гидратной оболочки от анионов и катионов и нейтрализации на них электрических зарядов и генератор водорода для получения водорода взаимодействием расплавленного лития и воды, которые образуют первую технологическую линию. Последовательно соединенные второй отделитель-нейтрализатор, реактор-смеситель и генератор водорода, работающий на обессоленной воде и щелочном расплаве, образуют вторую технологическую линию. The problem is solved in that the device for the continuous processing of sea water with the release of demineralized water, hydrogen, oxygen, metals and other compounds contains a series-connected ion separator for separating sea water by a magnetic field into demineralized water, anolyte and catholyte, a separator-neutralizer for separation of the hydration shell from anions and cations and neutralization of electric charges on them and a hydrogen generator to produce hydrogen by the interaction of molten lithium and water, which They form the first production line. The second separator-neutralizer, the reactor-mixer and the hydrogen generator operating on demineralized water and alkaline melt, connected in series, form the second production line.

Разделитель ионов для разделения морской воды на обессоленную воду, католит и анолит содержит трубопровод, размещенный в магнитном поле, секцию предварительного омагничивания воды круговым магнитным полем, создаваемым катушкой электромагнита, снабженную приспособлением для тангенциального ввода воды. Секция разделения предварительно омагниченной воды посредством магнитного поля с магнитным потоком, перпендикулярным направлению движения воды, выполнена в виде центрального трубопровода, к которому через щели по диаметру присоединены два трубопровода меньшего диаметра для вывода анолита и католита. The ion separator for separating sea water into demineralized water, catholyte and anolyte contains a pipeline placed in a magnetic field, a section of preliminary magnetization of water by a circular magnetic field created by an electromagnet coil, equipped with a device for tangential water input. The separation section of pre-magnetized water by means of a magnetic field with a magnetic flux perpendicular to the direction of water movement is made in the form of a central pipeline, to which two pipes of a smaller diameter are connected through slots in diameter to output anolyte and catholyte.

Отделитель-нейтрализатор, предназначенный для отделения гидратной оболочки от анионов и катионов и нейтрализации на них электрических зарядов, содержит последовательно соединенные друг с другом устройство для подачи на конические сетки постоянного тока высокого напряжения, отделитель, снабженный патрубками для ввода парообразного католита и анолита, двумя коническими сетками, несущими, соответственно, положительный и отрицательный заряды, двумя гасителями скорости паров анолита и католита и двумя направляющими цилиндрами для ввода не содержащих гидратной оболочки анионов и катионов в нейтрализатор, и нейтрализатор, включающий генератор постоянного тока низкого напряжения и внешнюю цепь генератора, в которую входят металлический шаровой контакт и контакт из расплавленного лития или натрия. The separator-neutralizer, designed to separate the hydration shell from anions and cations and neutralize electric charges on them, contains a device for supplying high voltage direct current to conical grids, a separator equipped with two conical tubes for introducing vaporous catholyte and anolyte grids carrying, respectively, positive and negative charges, two dampers of the vapor velocity of anolyte and catholyte and two guide cylinders for input not containing a hydration shell of anions and cations in the converter, and a converter comprising a low voltage direct current generator and an external generator circuit, which includes a metal ball contact and a contact from molten lithium or sodium.

Генератор водорода содержит теплоизоляционный корпус, в котором предусмотрена реакционная зона для взаимодействия расплавленного лития и воды. Корпус также снабжен системой охлаждения реакционной массы холодным теплоносителем с выделением из нее водного раствора гидроокиси лития и водорода, патрубками для отвода водорода и водного раствора гидроокиси лития. Кроме того, генератор имеет патрубки ввода анолита и католита в межтрубное пространство реакционной зоны и патрубки вывода парообразного католита и анолита, снабженные электрическими подогревателями. The hydrogen generator contains a heat-insulating casing in which a reaction zone is provided for the interaction of molten lithium and water. The housing is also equipped with a cooling system for cooling the reaction mass with a coolant with the release of an aqueous solution of lithium hydroxide and hydrogen from it, pipes for the removal of hydrogen and an aqueous solution of lithium hydroxide. In addition, the generator has nozzles for introducing anolyte and catholyte into the annular space of the reaction zone and nozzles for withdrawing vaporous catholyte and anolyte, equipped with electric heaters.

Сущность изобретения
Устройство для непрерывной переработки морской воды с выделением из нее обессоленной воды, водорода, кислорода, металлов и других соединений базируется на двух технологических процессах, включающих в себя следующие стадии процесса.
SUMMARY OF THE INVENTION
A device for the continuous processing of sea water with the release of desalted water, hydrogen, oxygen, metals and other compounds from it is based on two technological processes, which include the following process steps.

Первый технологический процесс. The first technological process.

Стадия I. Разделение морской воды под действием магнитного поля на три фракции: анолит - обессоленная вода - католит,
проходящий процесс рассмотрим на примере LiCl
а) диссоциация LiCl в Н2О
LiCl --> Li+ + Cl- (1)
б) разделение морской воды в разделителе ионов под действием магнитного поля проходит по следующей схеме:

Figure 00000002

Стадия 2. Пути использования анолита и католита, полученных после отделения из морской воды обессоленной воды.Stage I. Separation of sea water under the action of a magnetic field into three fractions: anolyte - demineralized water - catholyte,
consider the ongoing process on the example of LiCl
a) dissociation of LiCl in H 2 O
LiCl -> Li + + Cl - (1)
b) the separation of sea water in the ion separator under the influence of a magnetic field takes place according to the following scheme:
Figure 00000002

Stage 2. Ways to use anolyte and catholyte obtained after separation of demineralized water from seawater.

Пути использования анолита и католита являются следующими:
а) анолит и католит после выхода из разделителя ионов смешиваются, и смешанный раствор отправляется обратно в океан, где происходит его разбавление до начальной концентрации солей в океане;
б) смешанный раствор по пункту (а) направляется на полигон для естественного испарения воды (для стран с жарким климатом) с целью получения естественной морской соли и дальнейшую отправку ее на переработку;
в) католит и анолит по отдельным трубопроводам направляются для глубокой переработки на предприятия химического и металлургического профиля с целью получения целевых продуктов (индивидуальных металлов, солей металлов).
Ways to use anolyte and catholyte are as follows:
a) the anolyte and catholyte are mixed after leaving the ion separator, and the mixed solution is sent back to the ocean, where it is diluted to the initial concentration of salts in the ocean;
b) the mixed solution according to paragraph (a) is sent to a landfill for the natural evaporation of water (for countries with a hot climate) in order to obtain natural sea salt and its further processing;
c) catholyte and anolyte are sent through separate pipelines for deep processing to chemical and metallurgical enterprises in order to obtain target products (individual metals, metal salts).

В первый технологический процесс вводится только обессоленная вода, а выводятся - водород и кислород. Only desalted water is introduced into the first technological process, and hydrogen and oxygen are removed.

Стадия 3. Разделение водного раствора LiОН на две фракции: анолит и католит. Stage 3. Separation of an aqueous solution of LiOH into two fractions: anolyte and catholyte.

Уравнение реакции
LiОН --> Li+ + ОН- (4),
Li+ + nН2О --> Li+2О + (n-6)Н2О (5),
ОН- + nН2О --> ОН-2О + (n-6)Н2О (6).
Reaction equation
LiOH -> Li + + OH - (4),
Li + + nН 2 О -> Li +2 О + (n-6) Н 2 О (5),
OH - + nH 2 O -> OH - 6H 2 O + (n-6) H 2 O (6).

Стадия 4. Отделение с ионов гидратной оболочки. Stage 4. Separation from the ions of the hydration shell.

Уравнение реакции

Figure 00000003

Figure 00000004

Стадия 5. Нейтрализация электрических зарядов на ионах Li+ и ОН- с образованием металлического лития, воды и кислорода.Reaction equation
Figure 00000003

Figure 00000004

Stage 5. Neutralization of electric charges on Li + and OH - ions with the formation of lithium metal, water and oxygen.

Уравнение реакции

Figure 00000005

Figure 00000006

Стадия 6. Получение водорода и: водного раствора LiОН
Уравнение реакции
2Li + 2Н2О --> Н2 + 2LiОН (3).Reaction equation
Figure 00000005

Figure 00000006

Stage 6. Obtaining hydrogen and: an aqueous solution of LiOH
Reaction equation
2Li + 2H 2 O -> H 2 + 2LiOH (3).

Стадия 7. Охлаждение продуктов реакции с помощью абсорбционной холодильной машины. Stage 7. Cooling the reaction products using an absorption refrigeration machine.

Абсорбционная холодильная машина предназначена для утилизации тепла, выделяющегося за счет проведения химической реакции между щелочными металлами Li, Na и водой. An absorption refrigeration machine is designed to recover heat generated by a chemical reaction between alkali metals Li, Na and water.

Тепловой эффект этой реакции составляет
2Li + 2Н2О --> Н2 + 2LiОН + 484 кДж/моль (9, с.248)
Стадия 8. Очистная фильтрация щелочного раствора.
The thermal effect of this reaction is
2Li + 2Н 2 О -> Н 2 + 2LiОН + 484 kJ / mol (9, p. 248)
Stage 8. Purification filtration of alkaline solution.

Для непрерывной переработки морской воды в описанном выше технологическом процессе разработаны специальные аппараты:
- разделитель ионов и промышленный блок разделителей ионов;
- отделитель катионов и анионов от гидратной оболочки и нейтрализатор электрических зарядов на ионах (отделитель-нейтрализатор);
- генератор водорода;
- модернизированная абсорбционная холодильная машина;
- фракционный разделитель.
For the continuous processing of sea water in the process described above, special devices have been developed:
- ion separator and industrial block of ion separators;
- a separator of cations and anions from the hydration shell and a neutralizer of electric charges on ions (separator-neutralizer);
- hydrogen generator;
- modernized absorption refrigeration machine;
- fractional separator.

1. Разделитель ионов и промышленный блок разделителей ионов. 1. The ion separator and the industrial block of ion separators.

На фиг.1 дана схема разделителя ионов и схема промышленного блока разделителей ионов. Figure 1 is a diagram of an ion separator and a diagram of an industrial block of ion separators.

Примечание: на листах с чертежами фигур текст названия изобретения сокращен до "Устройство для непрерывной переработки морской воды..."
Фиг. 1. Схема разделителя ионов и схема промышленного блока разделителей ионов.
Note: on the sheets with the drawings of the figures, the text of the title of the invention is reduced to "Device for the continuous processing of sea water ..."
FIG. 1. The scheme of the ion separator and the circuit of the industrial block of ion separators.

1 - разделитель ионов; 2 - первая секция или секция предварительного омагничивания морской воды; 3 - катушка электромагнита; 4 - вторая секция или секция разделения ионов; 5 - труба для вывода анолита; 6 - ярмо электромагнита; 7 - входная щель для прохода анионов; 8 - труба для вывода обессоленной воды; 9 - катушка электромагнита; 10 - железный сердечник электромагнита; 11 - входная щель для прохода катионов; 12 - труба для вывода католита; 13 - промышленный блок разделителей ионов; 14 - защита от магнитного излучения; 15 - корпус; 16 - трубопровод, собирающий анолит; 17 - трубопровод, подводящий обессоленную воду; 18 - трубопровод, собирающий обессоленную воду; 19 - патрубок для отвода обессоленной воды; 20 - парубок для отвода анолита; 21 - трубопровод, распределяющий морскую воду по разделителям ионов; 22 - трубопровод, собирающий католит; 23 - тангенциальный ввод морской воды в разделитель ионов. 1 - ion separator; 2 - the first section or section of the preliminary magnetization of sea water; 3 - coil of an electromagnet; 4 - a second section or ion separation section; 5 - pipe for withdrawal of anolyte; 6 - yoke of an electromagnet; 7 - entrance slit for the passage of anions; 8 - pipe for the withdrawal of demineralized water; 9 - coil of an electromagnet; 10 - iron core of an electromagnet; 11 - entrance slit for the passage of cations; 12 - pipe for the withdrawal of catholyte; 13 is an industrial block of ion separators; 14 - protection against magnetic radiation; 15 - case; 16 - pipeline collecting anolyte; 17 - pipeline supplying demineralized water; 18 - pipeline collecting desalted water; 19 - pipe for removal of demineralized water; 20 - pipe for drainage of the anolyte; 21 - pipeline distributing seawater by ion separators; 22 - pipeline collecting catholyte; 23 - tangential input of sea water into the ion separator.

Разделитель ионов предназначен для разделения морской воды под действием магнитного поля на три фракции: анолит - обессоленная вода - католит. The ion separator is designed to separate sea water under the influence of a magnetic field into three fractions: anolyte - demineralized water - catholyte.

Разделитель ионов представляет собой трубопровод, размещенный в магнитном поле, и дополнительно содержит секцию предварительного омагничивания воды круговым магнитным полем, создаваемым катушкой электромагнита, снабженную приспособлением для тангенциального ввода воды, а секция разделения предварительно омагниченной воды посредством магнитного поля с магнитным потоком, перпендикулярным направлению движения воды, выполнена в виде центрального трубопровода, к которому через щели по диаметру присоединены два трубопровода меньшего диаметра для вывода анолита и католита. The ion separator is a pipe placed in a magnetic field, and additionally contains a section of water pre-magnetization with a circular magnetic field created by an electromagnet coil, equipped with a device for tangential input of water, and a section for separation of pre-magnetized water through a magnetic field with a magnetic flux perpendicular to the direction of water movement is made in the form of a central pipeline, to which two smaller pipes are connected through slots in diameter Diameter for the withdrawal of anolyte and catholyte.

Принцип работы первой секции. The principle of operation of the first section.

Во входной патрубок 23 (фиг.1) тангенциально подается морская вода с концентрацией солей 3,5 вес.%. Тогда при диссоциации 3,5% соли будет образовано 3,5% катионов и 3,5% анионов /применительно к одновалентным металлам). In the inlet pipe 23 (Fig. 1), seawater with a salt concentration of 3.5 wt.% Is tangentially supplied. Then, upon dissociation of 3.5% salt, 3.5% of cations and 3.5% of anions will be formed (as applied to monovalent metals).

При движении водяного потока, текущего в турбулентном режиме, он пересекает магнитно-силовые линии, создаваемые соленоидом. При этом, как показано в (I, с. 47-50, 58), электродинамическое движение ионов в магнитном поле приводит к возникновению микровихрей в зоне действия магнитного поля, что приводит к микротурбулизации системы и как следствие этого явления увеличивается концентрация ионов вблизи стенок трубопровода, что приводит к неоднородности плотности в потоке (в середине потока плотность меньше, чем у стенки трубопровода). When a water stream flows in turbulent mode, it crosses the magnetic lines of force created by the solenoid. Moreover, as shown in (I, pp. 47-50, 58), the electrodynamic motion of ions in a magnetic field leads to the appearance of microvortices in the magnetic field, which leads to microturbulation of the system and, as a consequence of this phenomenon, the ion concentration near the walls of the pipeline increases , which leads to density heterogeneity in the stream (in the middle of the stream, the density is less than that of the pipe wall).

Увеличение времени пребывания потока в магнитном поле приводит к тому, что в центральной части потока ионов становится меньше и происходит их концентрация в переходном слое, существующем между ламинарным и турбулентным движениями в потоке трубопровода. An increase in the residence time of the flux in a magnetic field leads to a decrease in the central part of the ion flux and their concentration in the transition layer existing between the laminar and turbulent motions in the pipeline flow.

Таким образом, поток омагниченной морской воды, выходящий из секции предварительного омагничивания морской воды и затем входящий в секцию разделения морской воды на анолит - обессоленную воду - католит, имеет, по площади круга (сечение Г-Г фиг.1), неоднородную структуру:
- основная часть ионов (катионы и анионы) сгруппирована в гидродинамическом пограничном слое турбулентного потока, т.е. у внутренней поверхности трубопровода, в результате этого концентрация ионов в поверхностном слое возрастает до 17,5% (по расчету), при этом ионы движутся вместе с потоком в одном направлении (1, c.4);
- в центральной части потока содержание ионов минимальное, т.к. большая часть ионов перемещена к внутренней стенке трубопровода за счет совместного действия турбулентного потока, магнитного поля и микровихрей.
Thus, the flow of magnetized sea water leaving the section of preliminary magnetization of sea water and then entering the section for separating sea water into anolyte - desalted water - catholyte has, in terms of circle area (section G-D of FIG. 1), a non-uniform structure:
- the bulk of the ions (cations and anions) are grouped in the hydrodynamic boundary layer of the turbulent flow, i.e. near the inner surface of the pipeline, as a result of this, the concentration of ions in the surface layer increases to 17.5% (according to calculation), while ions move together with the flow in one direction (1, p. 4);
- in the central part of the stream, the ion content is minimal, because most of the ions are moved to the inner wall of the pipeline due to the combined action of the turbulent flow, magnetic field and microvortices.

Общая концентрация ионов при выходе из первой секции в общем объеме остается без изменения, но увеличивается у внутренней стенки трубопровода. The total concentration of ions upon leaving the first section in the total volume remains unchanged, but increases near the inner wall of the pipeline.

Принцип работы второй секции. The principle of operation of the second section.

В основу работы второй секции разделителя ионов положен принцип разделения разноименных зарядов в проводнике, движущемся перпендикулярно магнитному потоку (это как раз то, что происходит в электрических генераторах). Теория этого процесса дана в (2, с.140-142). The second section of the ion separator is based on the principle of separation of opposite charges in a conductor moving perpendicular to the magnetic flux (this is exactly what happens in electric generators). The theory of this process is given in (2, pp. 140-142).

В разделителе ионов роль металлического проводника выполняет предварительно омагниченный электролит (морская вода), который движется между двумя полюсами второго магнита (см. фиг.1) перпендикулярно его магнитному потоку и пересекая его, что и приводит к разделению ионов в разные стороны, т.е. отрицательные ионы будут двигаться влево, положительные - вправо. In the ion separator, the role of the metal conductor is played by a pre-magnetized electrolyte (sea water), which moves between the two poles of the second magnet (see Fig. 1) perpendicular to its magnetic flux and intersects it, which leads to the separation of ions in different directions, i.e. . negative ions will move to the left, positive ions to the right.

Так как ионы, выходящие с потоком из первой секции, находятся у внутренней поверхности трубопровода, то в разрезе поток будет представлять круговое кольцо (см. разрезы Г-Г и В-В фиг.1), на периферии которого находятся ионы, а в центральной части кольца - обессоленная вода. В этих условиях за счет совместного воздействия турбулентного потока магнитного поля и микровихрей во второй секции разделителя ионов легче будет разделить ионы, находящиеся в узкой зоне у внутренней стенки трубопровода, и направить согласно их электрическому заряду в соответствующие щели 7 и 11. Since the ions leaving the stream from the first section are located near the inner surface of the pipeline, in the section the stream will represent a circular ring (see sections G-D and B-B of Fig. 1), on the periphery of which there are ions, and in the central parts of the ring are demineralized water. Under these conditions, due to the combined action of the turbulent magnetic field flux and microvortices in the second section of the ion separator, it will be easier to separate the ions in a narrow zone near the inner wall of the pipeline and direct them according to their electric charge into the corresponding slots 7 and 11.

В боковых трубах 5 и 12 разделителя ионов магнитное поле отсутствует, поэтому ионы, вошедшие в боковые трубы, обратно выйти не имеют возможности и потоком выносятся из разделителя ионов в соответствующие аппараты технологического процесса. Концентрация катионов и анионов при выходе из разделителя ионов составляет 17,5% соответственно. There is no magnetic field in the side tubes 5 and 12 of the ion separator, therefore, the ions that entered the side tubes are not able to exit and can be carried out from the ion separator to the corresponding process devices. The concentration of cations and anions at the exit from the ion separator is 17.5%, respectively.

Для промышленных целей 10 разделителей ионов, рассмотренных выше, объединяются в блок разделителей ионов, как это показано на фиг.1. Тогда производительность одного блока разделителей ионов составит
80•10=800 т/ч обессоленной воды,
где 80 - производительность одного разделителя ионов в час.
For industrial purposes, the 10 ion separators discussed above are combined into an ion separator block, as shown in FIG. Then the performance of one block of ion separators will be
80 • 10 = 800 t / h of demineralized water,
where 80 is the performance of one ion separator per hour.

2. Отделитель катионов и анионов от гидратной оболочки и нейтрализатор электрических зарядов на ионах (отделитель-нейтрализатор). 2. Separator of cations and anions from the hydration shell and a neutralizer of electric charges on ions (separator-converter).

Процесс отделения с ионов гидратной оболочки проводится в аппарате - отделителе катионов и анионов от гидратной оболочки, совмещенном с нейтрализатором электрических зарядов на ионах. The process of separation from the ions of the hydration shell is carried out in the apparatus - separator of cations and anions from the hydration shell, combined with a neutralizer of electric charges on the ions.

На фиг.2 показан отделитель-нейтрализатор. Figure 2 shows the separator-neutralizer.

Фиг. 2. Отделитель-нейтрализатор: 24 - отделитель-нейтрализатор; 25 - принципиальная схема установки для подачи на конические сетки 40 и 48 постоянного тока высокого напряжения; 26 - регулятор напряжения; 27 - повысительный трансформатор; 28 - высоковольтный выпрямитель; 29 - колонизующий электрод; 30 - осадительный электрод; 31 - ионизатор; 32 - ввод и вывод высокого напряжения на сетку с положительным зарядом; 33 - патрубок для ввода парообразного католита; 34 - патрубок для ввода парообразного анолита; 35 - ввод и вывод высокого напряжения на сетку с отрицательным зарядом; 36 - теплоизоляционный корпус отделителя-нейтрализатора; 37 - гаситель скорости пара (католита), входящего в аппарат; 38 - форсунка; 39 - контактное кольцо для снятия и подачи положительного заряда с сетки на осадительный электрод ионизатора; 40 - сетка, несущая положительный электрический заряд; 41 - направляющий цилиндр (в виде цилиндрической сетки, несущей положительный электрический заряд); 42 - защитный корпус; 43 - контактное кольцо для подачи положительного электрического заряда на сетку отделителя катионов с высоковольтного выпрямителя; 44 - монтажная площадка; 45 - воронка для направления пара в абсорбционную холодильную машину; 46 - защитный корпус; 47 - направляющий цилиндр (в виде цилиндрической сетки, несущей электрический заряд); 48 - сетка, несущая отрицательный электрический заряд; 49 - контактное кольцо для снятия с сетки и подачи отрицательного электрического заряда на коронирующий электрод ионизатора; 50 - приемник пара, прошедшего через сетки; 51 - форсунка; 52 - гаситель скорости пара (анолита), входящего в аппарат; 53 - контактное кольцо для подачи отрицательного электрического заряда на сетку отделителя анионов от высоковольтного выпрямителя; 54 и 55 - патрубки для ввода и вывода из теплообменника охлажденной и нагретой воды; 56 - патрубок для отвода кислорода; 57 - патрубок для отвода конденсата; 58 - теплообменник; 59 - патрубок для ввода парогазовой (кислород + водяной пар) смеси в теплообменник; 60 - шаровой электрод; 61 - генератор постоянного тока низкого напряжения; 62 - патрубок для отвода пара в абсорбционную холодильную машину; 63 - электролитическая ванна: 64 - патрубок для отвода расплавленного лития; 65 - насос для подачи расплавленного лития в генератор водорода; 66 - патрубок для отвода расплавленного лития. FIG. 2. Separator-converter: 24 - separator-converter; 25 is a schematic diagram of an apparatus for supplying a high voltage direct current to conical grids 40 and 48; 26 - voltage regulator; 27 - step-up transformer; 28 - high voltage rectifier; 29 - colonizing electrode; 30 - precipitation electrode; 31 - ionizer; 32 - input and output of high voltage to the grid with a positive charge; 33 - pipe for introducing vaporous catholyte; 34 - pipe for input vaporous anolyte; 35 - input and output of high voltage to the grid with a negative charge; 36 - heat-insulating housing of the separator-converter; 37 - a quencher of the speed of steam (catholyte) entering the apparatus; 38 - nozzle; 39 - contact ring for removing and supplying a positive charge from the grid to the ionization precipitation electrode; 40 - grid, carrying a positive electric charge; 41 - a directing cylinder (in the form of a cylindrical grid carrying a positive electric charge); 42 - a protective housing; 43 - a contact ring for supplying a positive electric charge to the grid of the cation separator from a high-voltage rectifier; 44 - installation site; 45 - funnel for directing steam into an absorption refrigeration machine; 46 - a protective housing; 47 - a directing cylinder (in the form of a cylindrical grid carrying an electric charge); 48 - grid carrying a negative electric charge; 49 - a contact ring for removing from the grid and supplying a negative electric charge to the corona electrode of the ionizer; 50 - receiver of steam passing through the grid; 51 - nozzle; 52 - a damper for the speed of steam (anolyte) entering the apparatus; 53 - a contact ring for supplying a negative electric charge to the grid of the separator of anions from the high-voltage rectifier; 54 and 55 - nozzles for the input and output from the heat exchanger of chilled and heated water; 56 - pipe for oxygen removal; 57 - pipe for condensate discharge; 58 - heat exchanger; 59 - a pipe for introducing a vapor-gas (oxygen + water vapor) mixture into a heat exchanger; 60 - ball electrode; 61 - low voltage direct current generator; 62 - pipe for the removal of steam into an absorption refrigeration machine; 63 - electrolytic bath: 64 - pipe for the removal of molten lithium; 65 is a pump for supplying molten lithium to a hydrogen generator; 66 - pipe for removal of molten lithium.

Отделитель-нейтрализатор предназначен для отделения гидратной оболочки от анионов и катионов и нейтрализации на них электрических зарядов с получением металлического лития, кислорода и реакционной воды. The separator-neutralizer is designed to separate the hydration shell from anions and cations and neutralize electric charges on them to produce lithium metal, oxygen and reaction water.

Отделитель-нейтрализатор представляет собой систему, в которую входят
1. Установка для подачи постоянного тока высокого напряжения на конические сетки отделителя катионов и анионов от гидратной оболочки.
Separator-neutralizer is a system that includes
1. Installation for supplying direct current of high voltage to the conical mesh separator of cations and anions from the hydration shell.

2. Отделитель катионов и анионов от гидратной оболочки, т.е. аппарат для получения катионов и анионов. 2. The separator of cations and anions from the hydration shell, ie apparatus for producing cations and anions.

3. Нейтрализатор электрических зарядов на катионах и анионах, т.е. получение целевых продуктов Li, О2 и Н2О, включая генератор постоянного тока низкого напряжения.3. The converter of electric charges on cations and anions, ie obtaining the target products Li, O 2 and H 2 O, including a low voltage direct current generator.

1. Установка для подачи постоянного тока высокого напряжения на конические сетки отделителя катионов и анионов от гидратной оболочки. 1. Installation for supplying direct current of high voltage to the conical mesh separator of cations and anions from the hydration shell.

Эта установка предназначена для создания на конических сетках высокой напряженности электрического поля, способного оттолкнуть от заряженной сетки одноименный заряд, находящийся на катионе или анионе, т.е. этим полем от сеток отталкиваются катионы или анионы соответственно, но через сетку проходит водяной пар. This setup is designed to create a high electric field strength on conical grids that can repel a charge of the same name located on a cation or anion, i.e. This field repels cations or anions from the nets, respectively, but water vapor passes through the nets.

Базой для создания установки является агрегат АФ-90-200, предназначенный для очистки газов от примесей в промышленном масштабе. The basis for the installation is the AF-90-200 unit, designed for cleaning gases from impurities on an industrial scale.

Этот агрегат имеет максимальное напряжение 90000 В и номинальный ток вторичной обмотки трансформатора 200 мА (8, с.742). Схема показана на фиг.2. This unit has a maximum voltage of 90,000 V and a rated current of the secondary winding of the transformer 200 mA (8, p. 742). The circuit is shown in figure 2.

В основу работы установки положен принцип электрической очистки газов (4, с.251-255), но в него внесено следующее изменение:
- непрерывный поток очищаемого газа, движущийся в поле положительного и отрицательного зарядов на коронирующем и осадительном электродах, подвергается ионизации, как это описано в (4, с.251-255), здесь мы применяем инертный газ аргон Ar с потенциалом ионизации 15,755 эВ согласно реакции Ar0 --> Ar+ (14, c.250).
The installation is based on the principle of electric gas purification (4, p. 251-255), but the following change was made to it:
- a continuous stream of purified gas moving in the field of positive and negative charges on the corona and precipitation electrodes undergoes ionization, as described in (4, p. 251-255), here we use an inert gas Ar argon with an ionization potential of 15.755 eV according to the reaction Ar 0 -> Ar + (14, p. 250).

- инертный газ находится в замкнутом объеме, т.е. в герметически закрытом баллоне. - inert gas is in a closed volume, i.e. in a hermetically sealed container.

Принцип работы установки (см. фиг.2). The principle of operation of the installation (see figure 2).

С помощью регулятора напряжения 26, повысительного трансформатора 27, высоковольтного трансформатора 28 на коронирующий электрод 29 и осадительный электрод 30, находящиеся в ионизаторе 31, подается постоянный ток высокого напряжения 90000 В и силой тока 200 мА. В результате этого между коронирующем и осадительным электродами возникает "корона". При возникновении "короны" в герметическом баллоне ионизатора 31 происходит ионизация разреженного газа Ar и при этом образуются электроны и положительно заряженные катионы Ar+, под действием электрического поля положительно заряженные катионы Ar+ будут двигаться к коронирующему электроду и нейтрализоваться на нем, а отрицательно заряженные электроны будут перемещаться к осадительному электроду и также нейтрализоваться на нем. В результате ионизации газа Ar замыкается внешняя электрическая цепь и происходит движение электрического тока по всей цепи. При этом на конической сетке 40 возникает положительный "+" электрический заряд, а на конической сетке 48 - отрицательный "-" электрический заряд.Using a voltage regulator 26, a step-up transformer 27, a high-voltage transformer 28, a high-voltage direct current of 90,000 V and a current of 200 mA are supplied to the corona electrode 29 and the precipitation electrode 30 located in the ionizer 31. As a result of this, a “corona” arises between the corona and precipitation electrodes. When an "corona" in an airtight cylinder of the ionizer 31 is ionized rarefied gas Ar and wherein the formed electrons and positively charged cations of Ar +, the electric field positively charged cations of Ar + will move toward the discharge electrode and to neutralize it, and the negatively charged electrons will move to the precipitating electrode and also neutralize on it. As a result of gas ionization Ar, an external electric circuit is closed and an electric current flows along the entire circuit. In this case, a positive "+" electric charge arises on the conical grid 40, and a negative "-" electric charge on the conical grid 48.

2. Отделитель катионов и анионов от гидратной оболочки, т.е. аппарат для получения катионов и анионов. 2. The separator of cations and anions from the hydration shell, ie apparatus for producing cations and anions.

Отделитель катионов и анионов от гидратной оболочки (сокращенно - отделитель) предназначен для получения катионов и анионов, несущих на себе электрический заряд (Li+ и ОН-), и последующей их подачи в нейтрализатор электрических зарядов на ионах.The separator of cations and anions from the hydration shell (abbreviated as the separator) is designed to receive cations and anions bearing an electric charge (Li + and OH - ), and their subsequent supply to the neutralizer of electric charges on ions.

Принцип работы отделителя следующий. The principle of operation of the separator is as follows.

Для нормальной работы отделителя ионов от гидратной оболочки в первую очередь должно быть соблюдено следующее:
- если пар католита или анолита подавать вовнутрь конических сеток 40 и 48 прямо из генератора водорода, то часть пара католита или анолита, имея большую скорость входящего потока (Р=106 Па, Т=472 К), проскочит конус сетки и находящиеся в паре ионы не освободятся от гидратной оболочки и войдут в направляющие цилиндры 41 и 47 и далее в нейтрализатор, где водяной пар вступит в химическую реакцию с образовавшимся Li, а это преждевременная реакция и ее допустить никак нельзя. При проскоке парообразного анолита из какой-то части анолита не будет образован ион ОН-, что приведет к побочным реакциям на шаровом электроде, а это не желательно. Выход один - погасить скорость входящего в отделитель пара католита и анолита до минимума, т.е. до скорости прохода пара через сетку и вхождения пара в приемник пара 50. Скорость пара можно отрегулировать скоростью его конденсации в теплообменнике абсорбционной холодильной машины, куда пар из приемника 50 поступает на дальнейший технологический цикл - в системе должно поддерживаться постоянное разрешение, которое образуется за счет конденсации пара на холодной стенке теплообменника в абсорбционной холодильной машины.
For normal operation of the ion separator from the hydration shell, the following must first be observed:
- if the catholyte or anolyte vapor is fed inside the conical grids 40 and 48 directly from the hydrogen generator, then part of the catholyte or anolyte vapor, having a high incoming flow rate (P = 10 6 Pa, T = 472 K), the cone of the grid and the paired ions will not be released from the hydration shell and enter the guide cylinders 41 and 47 and then into the neutralizer, where water vapor enters into a chemical reaction with the formed Li, and this is a premature reaction and cannot be allowed. When a vaporous anolyte passes through, OH - ion will not be formed from some part of the anolyte, which will lead to adverse reactions on the spherical electrode, but this is not desirable. There is only one way out - to quench the speed of the catholyte and anolyte entering the separator to a minimum, i.e. to the speed of steam passage through the grid and the steam entering the steam receiver 50. The steam speed can be adjusted by its condensation rate in the heat exchanger of the absorption refrigeration machine, where the steam from the receiver 50 goes to a further technological cycle - a constant resolution must be maintained in the system, which is formed due to condensation steam on the cold wall of the heat exchanger in an absorption refrigeration machine.

Сам процесс протекает следующим образом. The process itself proceeds as follows.

Из генератора водорода (см. фиг.3) в отделитель по разным трубопроводам подаются парообразные католит и анолит с температурой 473 К соответственно к патрубкам 33 и 34. Далее пар разделяется на две равные части и поступает, в распылительные форсунки 38 и, 51 и из них в гаситель скорости пара 37 и 52. Струя пара дополнительно распыляется форсунками на множество мельчайших струй, тем самым увеличивая площадь столкновения двух струй пара, имеющих одинаковую энергию. При столкновении скорость обоих потоков гасится до оптимального значения, т.е. до скорости прохода пара через конические сетки 40 и 48 к холодной сетке теплообменника в абсорбционной холодильной машине. From a hydrogen generator (see Fig. 3), vaporous catholyte and anolyte with a temperature of 473 K are supplied to the separator through different pipelines to the nozzles 33 and 34, respectively. Next, the steam is divided into two equal parts and enters the spray nozzles 38 and 51 and from of them into the vapor velocity damper 37 and 52. The steam jet is additionally sprayed by nozzles onto a multitude of tiny jets, thereby increasing the collision area of two steam jets having the same energy. In a collision, the velocity of both flows is extinguished to the optimum value, i.e. up to the steam passage through conical grids 40 and 48 to the cold grid of the heat exchanger in an absorption refrigeration machine.

За счет разрежения, получаемого при конденсации водяного пара, парообразный католит или анолит соответственно из внутренней части конусной сетки устремляется через ячейки сеток 40 или 48 в приемник пара 50, а из него через патрубок 62 в теплообменник абсорбционной холодильной машины (см. фиг. 4), где пар конденсируется и конденсат направляется снова как вода в технологический цикл. Due to the rarefaction obtained by condensation of water vapor, vaporous catholyte or anolyte, respectively, from the inside of the cone mesh rushes through the mesh cells 40 or 48 to the steam receiver 50, and from it through the pipe 62 to the heat exchanger of the absorption refrigeration machine (see Fig. 4) where the steam condenses and the condensate flows again like water into the production cycle.

Положительный электрический заряд на всей поверхности сетки 40 и отрицательный электрический заряд на сетке 48 не взаимодействуют с водяным паром, являющимся изолятором, и поэтому пар свободно проходит через сетку, а катионы, например Li+, за счет высокой температуры 473 К и давления 106 Па, находясь уже без гидратной оболочки, подойдя к сетке, имеющей положительно заряженное электрическое поле, отталкивают катион Li+ к центру конусообразной сетки, т.к. одноименные заряды отталкиваются друг от друга, но одновременно, с движением катионов к центру конической сетки они двигаются вниз к отрицательно заряженному электроду (расплавленный литий, по которому течет электрический ток), т.к. разноименные заряды притягиваются друг к другу. Катионы или анионы существуют только в электрическом поле высокого напряжения под вакуумом.The positive electric charge on the entire surface of the grid 40 and the negative electric charge on the grid 48 do not interact with water vapor, which is an insulator, and therefore steam passes freely through the grid, and cations, for example Li + , due to the high temperature of 473 K and a pressure of 10 6 Pa Being already without a hydration shell, having approached a grid having a positively charged electric field, they repel the Li + cation to the center of the cone-shaped grid, because charges of the same name repel each other, but at the same time, with the cations moving toward the center of the conical network, they move down to the negatively charged electrode (molten lithium, through which electric current flows), because opposite charges are attracted to each other. Cations or anions exist only in a high voltage electric field under vacuum.

На выходе из конической сетки катионы Li+ концентрируются в катионный пучок за счет кругового воздействия электрического поля высокого напряжения, входят в направляющий цилиндр и затем в виде катионного пучка непрерывно падают на расплавленный литий, по которому течет электрический ток, т.е. электроны, за счет которых и происходит реакция

Figure 00000007

Аналогично проходит процесс на ионе
Figure 00000008

Нейтрализация электрических зарядов на ионах и является продолжением стадии 4, проводимой в аппарате-отделителе катионов и анионов от гидратной оболочки, совмещенном с нейтрализатором электрических зарядов на ионах (см. фиг.2).At the exit from the conical grid, Li + cations are concentrated in a cationic beam due to the circular action of a high-voltage electric field, enter the guiding cylinder, and then continuously fall on the molten lithium through which electric current flows, in the form of a cationic beam, i.e. electrons, due to which the reaction occurs
Figure 00000007

The process on the ion proceeds similarly.
Figure 00000008

The neutralization of electric charges on ions and is a continuation of stage 4, carried out in the apparatus separating cations and anions from the hydration shell, combined with a neutralizer of electric charges on ions (see figure 2).

Процесс нейтрализации электрических зарядов проходит в нейтрализаторе, который является третьей составляющей аппарата - отделитель катионов и анионов от гидратной оболочки. The process of neutralizing electric charges takes place in a neutralizer, which is the third component of the apparatus - the separator of cations and anions from the hydration shell.

Нейтрализатор предназначен для проведения мгновенных электрохимических реакций с ионами, например с Li+ и ОН-.The converter is designed for instantaneous electrochemical reactions with ions, for example with Li + and OH - .

Нейтрализатор представляет собой систему, состоящую из генератора 61 постоянного тока низкого напряжения и внешней части цепи генератора, которая включает в себя
- металлический шаровой контакт 60;
- контакт 63 из расплавленного лития;
- направляющий цилиндр 47 для подачи на контакт иона Li+;
- направляющий цилиндр 60 для подачи на контакт иона ОН-;
- теплообменник 58 для охлаждения О2 и паров Н2О;
- насос 65 для перекачки расплавленного лития в генератор водорода.
The converter is a system consisting of a low voltage direct current generator 61 and an external part of the generator circuit, which includes
- metal ball contact 60;
- contact 63 of molten lithium;
- a guide cylinder 47 for supplying a Li + ion to the contact;
- a guide cylinder 60 for supplying OH - ion to the contact;
- heat exchanger 58 for cooling O 2 and vapor H 2 O;
a pump 65 for transferring molten lithium to a hydrogen generator.

Из описанной выше схемы видно, что протекающий в нейтрализаторе процесс - это не процесс электролиза, т.к. отсутствует электролит, а следовательно, нет перемещения ионов по внешней цепи генератора через электролит. Это процесс нейтрализации электрически заряженной частицы, который происходит за счет отдачи анионом и присоединения катионом электронов, т.е. происходит межионная передача электронов от анионов к катионам, при этом анион окисляется, а катион восстанавливается. It can be seen from the scheme described above that the process taking place in the converter is not an electrolysis process, because there is no electrolyte, and therefore, there is no movement of ions along the external circuit of the generator through the electrolyte. This is the process of neutralizing an electrically charged particle, which occurs due to the recoil by the anion and the addition of electrons by the cation, i.e. there is an interionic transfer of electrons from anions to cations, while the anion is oxidized, and the cation is reduced.

Принцип работы нейтрализатора (по схеме фиг.2). The principle of operation of the converter (according to the scheme of figure 2).

При нейтрализации электрических зарядов на катионах и анионах осуществляется принцип межионной передачи электронов от аниона к катиону по внешней цепи генератора 61 постоянного тока (сокращенно - генератор). When neutralizing electric charges on cations and anions, the principle of inter-ion transfer of electrons from the anion to the cation is carried out through the external circuit of the direct current generator 61 (in short - the generator).

Суть этого принципа рассмотрим на реакциях (9) и (10). We consider the essence of this principle in reactions (9) and (10).

Согласно реакции (10) при окислении четырех гидроксидов ОН- образуется О2 и Н2О и освобождаются

Figure 00000009

Figure 00000010

Согласно реакции (9) на восстановление четырех катионов лития Li+ требуется
Figure 00000011

Figure 00000012

Таким образом, при совместном проведении реакций (9) и (10) имеется полный баланс по электронам, т.е. четыре электрона освобождаются по реакции (10) и четыре электрона расходуется на проведение реакция (9).According to reaction (10), during the oxidation of four OH hydroxides - О 2 and Н 2 О are formed and are released
Figure 00000009

Figure 00000010

According to reaction (9), the reduction of four lithium cations Li + requires
Figure 00000011

Figure 00000012

Thus, when carrying out reactions (9) and (10) together, there is a complete electron balance, i.e. four electrons are released by reaction (10) and four electrons are spent on carrying out reaction (9).

Технически этот вопрос решается следующим образом. Technically, this issue is solved as follows.

Во внешнюю цепь генератора 61 подсоединяется шаровой контакт 60, на котором проходит реакция (10). A ball contact 60 is connected to the external circuit of the generator 61, at which reaction (10) takes place.

Для того чтобы на шаровом контакте 60 прошла реакция (10) нужно непрерывно отводить электроны, которые на изолированном шаровом контакте 60 могут хаотично стекать с шарового контакта 60 по всем направлениям. Этого допустить нельзя. Поэтому через шаровой контакт 60 течет электрический ток, вырабатываемый генератором постоянного тока со строгим направлением движения электронов от зажима "+" к зажиму "-" внешней цепи генератора постоянного тока. Электроны, выработанные генератором, "увлекают" за собой и электроны, полученные при прохождении на контакте 60 реакции (10). In order for reaction (10) to take place on the ball contact 60, it is necessary to continuously remove electrons, which can randomly flow off the ball contact 60 from the ball contact 60 in all directions. This cannot be allowed. Therefore, an electric current generated by a direct current generator with a strict direction of movement of electrons from the “+” terminal to the terminal “-” of the external circuit of the direct current generator flows through the ball contact 60. The electrons generated by the generator “carry away” the electrons obtained when the reaction (10) passes through terminal 60.

Таким образом, к электронам, образованным генератором 61 в количестве Q1 и текущих по внутренней и внешней цепям генератора, дополнительно на контакте 60 во внешнюю цепь "вливаются" электроны, образованные по реакции (10) в количестве Q2.Thus, to the electrons formed by the generator 61 in the amount of Q 1 and flowing along the internal and external circuits of the generator, in addition to the contact 60, the electrons formed by the reaction (10) in the amount of Q 2 are “poured” into the external circuit.

Общее количество электронов, текущих во внешней цепи, после контакта 60 будет равно Q1+Q2. Это количество электронов, за счет созданного генератором направления движения электронов во внешней и внутренней цепях (от "+" к "-") также потекут по этому направлению, по другому не может быть.The total number of electrons flowing in the external circuit after contact 60 will be equal to Q 1 + Q 2 . This number of electrons, due to the direction of electron movement created by the generator in the external and internal circuits (from "+" to "-"), will also flow in this direction, it cannot be otherwise.

Электроны, достигнув контакта 63 в количестве Q1+Q2, вступают в реакцию (9), на проведение которой будет израсходовано электронов в количестве Q2, и при этом будет соблюден закон сохранения энергии и массы.Electrons, having reached contact 63 in the amount of Q 1 + Q 2 , enter into reaction (9), for the conduct of which electrons in the amount of Q 2 will be consumed, and the law of conservation of energy and mass will be observed.

Оставшиеся после прохождения контакта 63 электроны в количестве Q1 поступают через зажим "-" генератора обратно во внутреннюю цепь и начинается повторение цикла.The electrons remaining after the passage of contact 63 in the amount of Q 1 pass through the clamp “-” of the generator back into the internal circuit and the cycle begins.

Контакт 63 представляет собой ванну с расплавленным литием, по которому течет электрический ток, т.е. электроны. Восстановившийся катион Li+ переходит в атом лития и тут же плавится. По мере накопления расплавленного лития он выводится из ванны.Contact 63 is a molten lithium bath through which electric current flows, i.e. electrons. The recovered Li + cation transforms into a lithium atom and immediately melts. As molten lithium accumulates, it is removed from the bath.

Из выше сказанного следует, что генератор 61 постоянного тока является переносчиком электронов от реакции (10) к реакции (9). Продукты реакции О2 и Н2О через трубопровод 59 и теплообменник 56 выводятся из нейтрализатора:
- кислород на компрессорную станцию;
- вода на повторный цикл.
From the above it follows that the DC generator 61 is a carrier of electrons from reaction (10) to reaction (9). The reaction products O 2 and H 2 O through the pipe 59 and the heat exchanger 56 are removed from the Converter:
- oxygen to the compressor station;
- water for a repeated cycle.

В этом процессе от внешнего источника энергии работает только генератор 61 постоянного тока, обеспечивающий направление движения электронов, полученных по реакции (10). In this process, only a direct current generator 61 operates from an external energy source, providing the direction of motion of the electrons obtained by reaction (10).

3. Генератор водорода. 3. Hydrogen generator.

На фиг.3 представлена схема генератора водорода. Figure 3 presents a diagram of a hydrogen generator.

Фиг.3. Схема генератора водорода: 67 - генератор водорода для первой технологической линии, работающий на металлическом литии; 68 - патрубок для вывода парообразного католита с заданной температурой; 69 - патрубок для вывода анолита с заданной температурой; 70 - теплоизоляционный корпус генератора водорода; 71 - перегородка (две штуки) отделяет католит от анолита в межтрубном пространстве реакционной зоны; 72 - кольцевой питатель генератора водорода (конденсат + обессоленная вода); 73 - форсунка; 74 - трубопровод для подачи реагента (вода или расплавленный литий) в форсунку; 75 - распределитель расплавленного лития по форсункам; 76 - траектория теоретического распыления форсунками воды или расплавленного лития; 77 - зона реакции; 78 - кольцевой питатель генератора водорода расплавленным литием; 79 - патрубок для ввода анолита в межтрубное пространство реакционной зоны; 80 - зона охлаждения продуктов реакции; 81 - теплообменник; 82 - трубопровод для отвода водорода; 83 - патрубок для отвода водного раствора LiОН; 84 - два патрубка для ввода холодного теплоносителя; 85 - патрубок для вывода нагретого теплоносителя; 86 - патрубок для ввода католита в межтрубное пространство реакционной зоны; 87 - патрубок для ввода расплавленного лития в кольцевой питатель; 88 - распределитель воды по форсункам; 89 - патрубок для ввода воды в кольцевой питатель; 90 - электрический подогреватель паров католита до заданной температуры; 91 - электрический подогреватель паров анолита до заданной температуры. Figure 3. Hydrogen generator diagram: 67 - hydrogen generator for the first production line, operating on lithium metal; 68 - pipe for the output of vaporous catholyte with a given temperature; 69 - pipe for outputting anolyte with a given temperature; 70 - heat-insulating casing of a hydrogen generator; 71 - a septum (two pieces) separates the catholyte from the anolyte in the annulus of the reaction zone; 72 - ring feeder of a hydrogen generator (condensate + demineralized water); 73 - nozzle; 74 - pipeline for supplying a reagent (water or molten lithium) to the nozzle; 75 - molten lithium distributor for nozzles; 76 — trajectory of the theoretical atomization by nozzles of water or molten lithium; 77 - reaction zone; 78 - ring feeder of a hydrogen generator with molten lithium; 79 - pipe for introducing anolyte into the annulus of the reaction zone; 80 - a zone of cooling of reaction products; 81 - heat exchanger; 82 - pipeline for the removal of hydrogen; 83 - pipe for draining an aqueous solution of LiOH; 84 - two nozzles for introducing cold coolant; 85 - pipe for the output of the heated coolant; 86 - pipe for introducing catholyte into the annulus of the reaction zone; 87 - pipe for introducing molten lithium into an annular feeder; 88 - nozzle water distributor; 89 - pipe for introducing water into the annular feeder; 90 - electric heater of catholyte vapor to a predetermined temperature; 91 - electric heater of anolyte vapor to a predetermined temperature.

Генератор водорода предназначен для получения водорода согласно реакции (3):
2Li + 2Н2О --> Н2 + 2LiОН (3).
A hydrogen generator is designed to produce hydrogen according to reaction (3):
2Li + 2H 2 O -> H 2 + 2LiOH (3).

Реакция взаимодействия щелочного или щелочноземельного металлов с водой осуществляется в гетерогенной фазе. Alkaline or alkaline earth metals react with water in a heterogeneous phase.

Если процесс осуществляется в гетерогенной системе между реагентами, находящимися в разных фазах, то реакция осуществляется на поверхности раздела фаз. Тогда число актов реакции относится не к единице объема, а к единице поверхности и размерность w (скорость реакции) измеряется как моль/с•см2. Примером таких реакций могут быть процессы горения многих твердых веществ в среде газообразного окислителя (О2, Cl2 и т.п.) или действием воды на активные металлы (6, с.205-206).If the process is carried out in a heterogeneous system between reagents located in different phases, then the reaction is carried out at the interface. Then the number of reaction acts does not refer to a unit volume, but to a unit surface and the dimension w (reaction rate) is measured as mol / s • cm 2 . An example of such reactions can be the combustion processes of many solids in a gaseous oxidizing medium (O 2 , Cl 2 , etc.) or the action of water on active metals (6, p.205-206).

Из этого следует, что для создания высокой скорости реакции (3) нужно создать большую поверхность у расплавленного лития и воды, вводимых в зону реакции. From this it follows that in order to create a high reaction rate (3), it is necessary to create a large surface near molten lithium and water introduced into the reaction zone.

Как этот вопрос решен показано ниже. How this issue is resolved is shown below.

Генератор водорода представляет собой
1. Реакционную камеру 77, охлаждаемую католитом и анолитом. Здесь проходит взаимодействие лития с водой по реакиии (3). За счет тепла реакции и электрических подогревателей 90 и 91 католит и анолит испаряются и с температурой 473 К и давлением 106 Па направляются в отделитель ионов от гидратной оболочки для получения ионов (стадия 4).
The hydrogen generator is
1. The reaction chamber 77, cooled by catholyte and anolyte. Here, lithium interacts with water by reaction (3). Due to the heat of reaction and the electric heaters 90 and 91, the catholyte and anolyte are evaporated and are directed to a ion separator from the hydration shell with a temperature of 473 K and a pressure of 10 6 Pa to produce ions (stage 4).

2. Зону охлаждения продуктов реакции, где на теплообменниках 81, охлаждаемых холодной водой, продукты реакции охлаждаются до температуры 373 К. 2. The cooling zone of the reaction products, where on the heat exchangers 81 cooled by cold water, the reaction products are cooled to a temperature of 373 K.

3. Плотность насыщенного водяного пара равна 0,5977 г/л (при 100oС и 1 атм) (см. 8, с.607); плотность водорода 0,0899 г/л (при 0oС и 1 атм) (см.8, с. 620); водород в 7 раз легче водяного пара (0,5977:0,0899=7), поэтому он легко будет отделяться от водяного пара и конденсата и уходить в трубопровод 82.3. The density of saturated water vapor is 0.5977 g / l (at 100 ° C and 1 atm) (see 8, p. 607); hydrogen density 0.0899 g / l (at 0 ° С and 1 atm) (see 8, p. 620); hydrogen is 7 times lighter than water vapor (0.5977: 0.0899 = 7), so it will easily be separated from water vapor and condensate and go into line 82.

4. Водород также легко отделится от водного раствора LiОН и по трубопроводу 82 будет отводиться из генератора водорода. 4. Hydrogen will also easily separate from the LiON aqueous solution and will be discharged from the hydrogen generator via line 82.

5. Щелочной раствор через патрубок 83 направляется на центрифугу для отделения твердой примеси, т.е. проводится очистная фильтрация. 5. The alkaline solution through the nozzle 83 is sent to a centrifuge to separate the solid impurities, i.e. purification filtration is carried out.

Принцип работы генератора водорода следующий. The principle of operation of the hydrogen generator is as follows.

В восемнадцать форсунок 73 подается одновременно
- в 9 форсунок расплавленный литий со стадии 5;
- в 9 форсунок вода (конденсат и обессоленная вода) со стадии 7 и 1.
The eighteen nozzles 73 are supplied simultaneously
- in 9 nozzles molten lithium from stage 5;
- in 9 nozzles water (condensate and demineralized water) from stages 7 and 1.

За счет повышенного давления при подаче жидкостей в форсунки происходит закручивание жидкостей в форсунках и на выходе из сопла происходит распыление лития и воды на мельчайшие капли, которые, двигаясь навстречу друг другу и сталкиваясь, мгновенно вступают в реакцию между собой (Li и Н2О), образуя при этом согласно реакции (3) водород и гидроксид лития.Due to the increased pressure during the supply of liquids to the nozzles, the liquids twist in the nozzles and at the exit from the nozzle lithium and water are sprayed into tiny drops, which, moving towards each other and colliding, instantly react with each other (Li and Н 2 О) , thus forming, according to reaction (3), hydrogen and lithium hydroxide.

За счет теплового эффекта реакции не вступившая в реакцию вода превращается в пар. Due to the thermal effect of the reaction, unreacted water is converted to steam.

Избыточное тепло, оставшееся после нагрева католита и анолита, отбирается из зоны реакции 77 в теплообменниках 81. В трубах теплообменника течет вода, охлажденная до +1oС. Нагретый теплоноситель в виде пара через патрубок 85 наплавляется в абсорбционную холодильную машину для получения холода, необходимого для ведения технологического процесса.The excess heat remaining after heating the catholyte and anolyte is taken from the reaction zone 77 in the heat exchangers 81. Water cooled to +1 ° C flows in the pipes of the heat exchanger . The heated coolant in the form of steam is melted through the pipe 85 into an absorption refrigeration machine to obtain the cold necessary for conducting the process.

Определим, во сколько раз разбавляется водород парами воды в генераторе водорода. (Условно делаем расчет без приведения к нормальным условиям). Let us determine how many times hydrogen is diluted with water vapor in a hydrogen generator. (Conventionally, we do the calculation without being brought to normal conditions).

1. Количество водорода, которое получается из 14 кг Li согласно реакции (3)-22400 м3 водорода (см. материальный расчет).1. The amount of hydrogen that is obtained from 14 kg of Li according to reaction (3) -22400 m 3 of hydrogen (see material calculation).

2. При испарении 18 г Н2О образуется 22,4 л водяного пара, тогда в переводе на т-моль получим
18 т-моль - 22400 м3 пара
295 т-моль - х
х = 367111 м3 водяного пара.
2. During the evaporation of 18 g of H 2 O, 22.4 liters of water vapor are formed, then in terms of t-mol we get
18 t-mol - 22400 m 3 pair
295 t mol - x
x = 367111 m 3 of water vapor.

Разбавление водорода парами воды в генераторе водорода составит
367111:22400=16,4 раза.
Dilution of hydrogen with water vapor in a hydrogen generator will be
367111: 22400 = 16.4 times.

Таким образом, при разбавлении водорода парами воды в 16,4 раза исключается возможность взрыва водорода в генераторе водорода. Thus, when hydrogen is diluted with water vapor 16.4 times, the possibility of a hydrogen explosion in the hydrogen generator is excluded.

Форсунка 73 представляет собой форсунку со сплошным конусом распыла (10, с. 77), используется она в тех случаях, когда необходим полный охват определенной поверхности и предпочтительно иметь более равномерное распределение капель. The nozzle 73 is a nozzle with a continuous spray cone (10, p. 77), it is used in cases where it is necessary to fully cover a certain surface and it is preferable to have a more uniform distribution of drops.

Диаметр выходного отверстия этих форсунок 0,5-50 мм, производительность 0,04-750 л/мин. The diameter of the outlet of these nozzles is 0.5-50 mm, and the productivity is 0.04-750 l / min.

4. Модернизированная абсорбционная холодильная машина. 4. Upgraded absorption refrigeration machine.

Реакционное тепло можно отвести за счет охлаждения реакционной массы водой из водоема. Но расход воды будет огромным и, кроме того, будет изменяться температура окружающей среды. The reaction heat can be removed by cooling the reaction mass with water from the reservoir. But the water consumption will be huge and, in addition, the ambient temperature will change.

Наиболее целесообразным для охлаждения реакционной массы это применение абсорбционной холодильной машины, где практически все выделившееся тепло из генератора водорода поглощается абсорбционной машиной для выработки холода и выделения аммиака из водноаммиачного раствора. The most suitable for cooling the reaction mass is the use of an absorption refrigeration machine, where almost all the heat released from the hydrogen generator is absorbed by the absorption machine to generate cold and ammonia from the aqueous ammonia solution.

На фиг.4 показана схема модернизированной абсорбционной машины. Figure 4 shows a diagram of a modernized absorption machine.

Фиг. 4. Схема модернизированной абсорбционной холодильной машины: 92 - абсорбционная холодильная машина; 93 - генератор для выпаривания крепкого водноаммиачного раствора; 94 - конденсатор; 95 - дросселирующий вентиль; 96 - испаритель; 97 - патрубок для отвода охлажденной воды в теплообменник генератора водорода; 98 - абсорбер; 99 - дросселирующий вентиль; 100 - теплообменник; 101 - насос; 102 - распределитель конденсата; 103 - насос для подачи конденсата в испаритель для охлаждения; 104 - насос для подачи конденсата в генератор водорода; 105 - патрубок для отвода конденсата в генератор водорода; 106 - патрубок для ввода пара, поступающего из теплообменника генератора водорода; 107 - патрубок для ввода пара, поступающего из отделителя ионов от гидратной оболочки. FIG. 4. The scheme of the modernized absorption refrigeration machine: 92 - absorption refrigeration machine; 93 - a generator for evaporating a strong aqueous ammonia solution; 94 - capacitor; 95 - throttle valve; 96 - evaporator; 97 - pipe for the discharge of chilled water into the heat exchanger of a hydrogen generator; 98 - an absorber; 99 - throttle valve; 100 - heat exchanger; 101 - pump; 102 - condensate distributor; 103 - a pump for supplying condensate to the evaporator for cooling; 104 - a pump for supplying condensate to a hydrogen generator; 105 - pipe for condensate discharge to a hydrogen generator; 106 - pipe for introducing steam from the heat exchanger of the hydrogen generator; 107 - pipe for introducing steam coming from the ion separator from the hydration shell.

Модернизированная абсорбционная холодильная машина предназначена для отнятия тепла от реакции получения водорода в генераторе водорода и представляет собой следующее. The modernized absorption refrigeration machine is designed to remove heat from the hydrogen production reaction in a hydrogen generator and is as follows.

Генератор 93 (фиг.4) служит для выпаривания крепкого водноаммиачного раствора - здесь произведена следующая модернизация. Generator 93 (Fig. 4) serves to evaporate a strong aqueous ammonia solution - the following modernization is made here.

В качестве теплоносителя для выпаривания аммиака используется пар, поступающий из теплообменника 106 генератора водорода (фиг.3), и пар из отделителя ионов (фиг. 2). Образующийся после теплообмена в абсорбционой машине конденсат направляется в соответствующих количествах в генератор водорода на проведение реакции получения водорода, далее в испарителе 96 конденсат охлаждается примерно до +1oС и охлажденная вода направляется в теплообменник 106 генератора водорода для отнятия тепла от реакционной массы, т. е. вода по данному контуру проходит замкнутый цикл, не выходя из абсорбционной машины.As the heat carrier for the evaporation of ammonia, steam is used coming from the heat exchanger 106 of the hydrogen generator (Fig. 3) and steam from the ion separator (Fig. 2). Condensate formed after heat exchange in an absorption machine is sent in appropriate amounts to a hydrogen generator to conduct a hydrogen production reaction, then in the evaporator 96 the condensate is cooled to about +1 o C and the cooled water is sent to a hydrogen generator heat exchanger 106 to remove heat from the reaction mass, t. e. water along this circuit goes through a closed cycle without leaving the absorption machine.

Входящие в схему машины конденсатор 94, дросселирующие вентили 95 и 99, испаритель 96, абсорбер 98, насос 101, теплообменник 100 модернизации не подвергались. The condenser 94, the throttling valves 95 and 99, the evaporator 96, the absorber 98, the pump 101, and the heat exchanger 100 have not been upgraded as part of the machine circuit.

Основной принцип работы модернизированной абсорбционной машины является принцип работы, взятый из (5, с.213) и (11, с.441). The basic principle of operation of a modernized absorption machine is the principle of operation taken from (5, p. 213) and (11, p. 411).

Газообразный аммиак (~95% NH3), выделившийся из водноаммиачного раствора в генераторе 93 (12, с.429 и 11, с.441) при высоком давлении ≈106 Па (10 ата) и температуре 383 К поступает в конденсатор 94, где конденсируется, отдавая тепло Q охлаждающей воде. Сжиженный аммиак при Р=106 Па и Т=298 К проходит дросселирующий вентиль 95 и испаряется в испарителе 96, воспринимая тепло на низком температурном уровне Т0 от конденсата, а охлажденный до температуры +1oС конденсат направляется через патрубок 97 в патрубок 84 генератора водорода в теплообменник 106. После испарителя газообразный аммиак с Т = 253 К (-20oС) и давлении Р=1,17•105 Па (1,2 ата) направляется в абсорбер 98 и при охлаждении (отвод теплоты растворения) поглощается водой с образованием высококонцентрированного раствора (~50% NH3). Полученный раствор нагнетается насосом 101 через теплообменник 100 в генератор 98. В генераторе 93 за счет нагревания водяным паром (подвод тепла испарения), поступающего через патрубки 106 и 107 соответственно из теплообменника генератора водорода и из отделителя ионов от гидратной оболочки, большая часть аммиака испаряется и в виде газа поступает в конденсатор 94, обедненный водоаммиачный раствор (~20% NH3) уходит из генератора 93 через теплообменник 100 и дроссельный вентиль 99 в абсорбер 98, где вновь концентрируется до ~50% в результате абсорбции газообразного аммиака и направляется в генератор 93 на повторный цикл.Gaseous ammonia (~ 95% NH 3 ) released from the aqueous ammonia solution in generator 93 (12, p. 429 and 11, p. 411) at a high pressure of ≈10 6 Pa (10 ata) and a temperature of 383 K enters the condenser 94, where it condenses, giving off heat Q to the cooling water. Liquefied ammonia at P = 10 6 Pa and T = 298 K passes the throttling valve 95 and evaporates in the evaporator 96, absorbing heat at a low temperature level T 0 from the condensate, and the condensate cooled to a temperature of +1 o C is sent through the pipe 97 to the pipe 84 a hydrogen generator to the heat exchanger 106. After the evaporator, gaseous ammonia with T = 253 K (-20 o C) and a pressure of P = 1.17 • 10 5 Pa (1.2 ata) is sent to the absorber 98 and upon cooling (removal of heat of dissolution) absorbed by water with the formation of a highly concentrated solution (~ 50% NH 3 ). The resulting solution is pumped by the pump 101 through the heat exchanger 100 to the generator 98. In the generator 93 due to the heating by water vapor (supply of heat of evaporation) coming through the nozzles 106 and 107 respectively from the heat exchanger of the hydrogen generator and from the ion separator from the hydration shell, most of the ammonia evaporates and in the form of gas it enters condenser 94, the depleted aqueous ammonia solution (~ 20% NH 3 ) leaves the generator 93 through the heat exchanger 100 and the throttle valve 99 into the absorber 98, where it is again concentrated to ~ 50% as a result of gas absorption ammonia and is sent to the generator 93 for a second cycle.

5. Фракционный разделитель. 5. Fractional separator.

На фиг.5 представлена схема фракционного разделителя. Figure 5 presents a diagram of the fractional separator.

Фиг.5. Фракционный разделитель: 108 - фракционный разделитель; 109 - патрубок для загрузки шлама; 110 - турбинная мешалка, снабженная редуктором и специальным механизмом для подъема и опускания мешалки: а) мешалка в положении оседания частиц; б) мешалка в положении суспензирования частиц; 111 - уровень суспензии полиметаллического конгломерата; 112 - заслонка; 113 - заслонка; 114 - сливной патрубок; 115 - задвижка; 116 - трубопровод для слива суспензии Са(ОН)2 отстойник; 117 - задвижка; 118 - патрубок для залива обессоленной воды снизу вверх во фракционный разделитель; 119 - патрубок для слива суспензии полиметаллического конгломерата в отстойник; 120 - задвижка; 121 - трубопровод для направления суспензии полиметаллического конгломерата в отстойник; 122 - трубопровод для направления суспензии Mg(OH)2 в отстойник; 123 - задвижка; 124 - сливной патрубок; 125 - заслонка; 126 - трубопровод для слива воды; 127 - задвижка; 128 - сливной патрубок.Figure 5. Fractional separator: 108 - fractional separator; 109 - pipe for loading sludge; 110 - turbine mixer, equipped with a gearbox and a special mechanism for raising and lowering the mixer: a) the mixer in the position of sedimentation of particles; b) a mixer in the position of suspension of particles; 111 - level of suspension of polymetallic conglomerate; 112 - shutter; 113 - shutter; 114 - drain pipe; 115 - valve; 116 - pipeline for draining the suspension of Ca (OH) 2 sump; 117 - valve; 118 - pipe for filling demineralized water from bottom to top into the fractional separator; 119 - pipe for draining a suspension of polymetallic conglomerate into the sump; 120 - valve; 121 is a pipeline for directing a suspension of polymetallic conglomerate into the sump; 122 - pipeline for directing the suspension of Mg (OH) 2 in the sump; 123 - valve; 124 - drain pipe; 125 - shutter; 126 - pipeline for draining water; 127 - valve; 128 - drain pipe.

Теория процесса фракционного разделения твердых частиц дана в стадии 15. The theory of the process of fractional separation of solid particles is given in stage 15.

Фракционный разделитель предназначен
- для разделения суспензии полиметаллического конгломерата в обессоленной воде на три фракции:
фракция суспензии Са(ОН)2;
фракция суспензии Mg(ОН)2 + Al(ОН)3 (как микросмесь);
фракция суспензии остальных соединений, входящих в полиметаллический конгломерат;
- отделение разделенных фракций друг от друга.
Fractional separator designed
- to separate a suspension of polymetallic conglomerate in demineralized water into three fractions:
suspension fraction Ca (OH) 2 ;
a suspension fraction of Mg (OH) 2 + Al (OH) 3 (as a micro mixture);
a suspension fraction of the remaining compounds included in the polymetallic conglomerate;
- separation of the separated fractions from each other.

Фракционный разделитель представляет собой колонну диаметром 2 метра и высотой ~ 65 метров, в которой на основании закона Стокса происходит разделение частиц по их плотности и диаметру. The fractional separator is a column with a diameter of 2 meters and a height of ~ 65 meters, in which, based on the Stokes law, particles are separated according to their density and diameter.

Принцип работы фракционного разделителя. The principle of operation of the fractional separator.

Фракционный разделитель через патрубок 118 заполняется обессоленной водой приблизительно на 2 метра выше оси заслонки 112, после чего заслонки 112, 113 и 125 из вертикального положения (относительно плоскости заслонки) переводятся в горизонтальное. The fractional separator through the nozzle 118 is filled with demineralized water about 2 meters above the axis of the damper 112, after which the damper 112, 113 and 125 from a vertical position (relative to the plane of the damper) are translated into horizontal.

Через патрубок 109 загружается шлам в верхнюю часть разделителя, который поступает из центрифуги со стадии 13 в количестве, равном трехчасовой работе генератора водорода. Through the nozzle 109, the slurry is loaded into the upper part of the separator, which comes from the centrifuge from stage 13 in an amount equal to the three-hour operation of the hydrogen generator.

Включается турбинная мешалка 110, а заслонки 112, 113 и 125 из горизонтального положения переводятся в вертикальное, с помощью которой шлам и обессоленная вода переводятся в суспензию. The turbine agitator 110 is turned on, and the shutters 112, 113 and 125 are moved from horizontal to vertical, by which the slurry and demineralized water are transferred to the slurry.

Отключается турбинная мешалка 110, а заслонки 112, 113 и 125 из горизонтального положения переводятся в вертикальное, после чего частицы полиметаллического конгломерата, находящиеся в воде во взвешенном состоянии, под действием силы тяжести опускаются вниз. The turbine mixer 110 is turned off, and the shutters 112, 113 and 125 are moved from horizontal to vertical, after which particles of a polymetallic conglomerate in suspension in water are lowered by gravity.

Через 2 часа заслонки 112, 113 и 125 переводят из вертикального положения в горизонтальное. After 2 hours, the flaps 112, 113 and 125 are moved from a vertical to a horizontal position.

За 2 часа частицы Са(ОН)2 и Al(ОН)3 опускаются вниз по трубе на 42,24 метра и на 54,72 метра, соответственно, частицы более тяжелых соединений за 2 часа осаждения пройдут путь от 87,84 метра до 709,2 метра. Однако их опускание прекращается после прохода заслонки 125, где частицы накапливаются у патрубка 11.In 2 hours, particles of Ca (OH) 2 and Al (OH) 3 fall down the pipe by 42.24 meters and 54.72 meters, respectively, particles of heavier compounds in 2 hours of deposition will go from 87.84 meters to 709 ,2 meters. However, their lowering stops after the passage of the shutter 125, where particles accumulate at the pipe 11.

Установка заслонок от верхнего разъема крышки корпуса разделителя:
- заслонка 112 - на 2,5 метра;
- заслонка 113 - на 51 метр;
- заслонка 125 - на 55 метров;
- нижний разъем корпуса установлен на отметке 55 м.
Installing dampers from the upper connector of the splitter housing cover:
- damper 112 - by 2.5 meters;
- shutter 113 - by 51 meters;
- shutter 125 - at 55 meters;
- the lower housing connector is installed at 55 m.

После установки заслонок в горизонтальное положение открываются задвижки 115, 120 и 127, и разделенная по фракциям суспензия направляется в промежуточные емкости. After installing the dampers in a horizontal position, the dampers 115, 120 and 127 open, and the suspension divided by fractions is sent to the intermediate containers.

Так как фракция суспензии остальных гидроксидов металлов и металлов в пересчете на металлы все вместе весят всего ~24 кг, то их собирают в единый сбор в виде порошка на дне фракционного разделителя из нескольких процессов разделения, затем открывают задвижку 120 и всю фракцию направляют в промежуточную емкость. Из промежуточных емкостей суспензии отдельных фракций направляют на центрифуги. Since the suspension fraction of the remaining hydroxides of metals and metals in terms of metals together weigh only ~ 24 kg, they are collected in a single collection in the form of powder at the bottom of the fractional separator from several separation processes, then the valve 120 is opened and the entire fraction is sent to an intermediate tank . From intermediate containers, suspensions of individual fractions are sent to centrifuges.

Фугат обессоленной воды направляется в отводной канал для обессоленной воды на дальнейшее использование, а шлам (осадок) для дальнейшей переработки на стадию 16. The demineralized water centrate is sent to the drainage channel for demineralized water for further use, and the sludge (sediment) for further processing to stage 16.

Перечень фигур и чертежей и иных материалов. The list of figures and drawings and other materials.

Фиг.1. Разделитель ионов и промышленный блок разделителей ионов. Figure 1. Ion separator and industrial ion separator unit.

Схема объясняет устройство разделения ионов и процесс разделения морской воды в магнитном поле на три фракции: анолит - соленная вода - католит и показана схема промышленного блока разделителей ионов. The diagram explains the ion separation device and the process of separation of sea water in a magnetic field into three fractions: anolyte - salt water - catholyte, and a diagram of the industrial block of ion separators is shown.

Фиг. 2. Отделитель катионов и анионов от гидратной оболочки и нейтрализатор электрических зарядов на ионах (отделитель-нейтрализатор). FIG. 2. Separator of cations and anions from the hydration shell and a neutralizer of electric charges on ions (separator-converter).

Показана совмещенная схема отделения гидратной оболочки от гидратированных катионов и анионов и нейтрализации электрического заряда на катионах и анионах с целью получения целевых продуктов Li, O2 и Н2O.A combined scheme of separating the hydration shell from hydrated cations and anions and neutralizing the electric charge on cations and anions is shown in order to obtain the target products Li, O 2 and H 2 O.

Фиг.3. Генератор водорода. Figure 3. Hydrogen generator.

Схема показывает, как организован процесс получения водорода в большом объеме при взаимодействии расплавленного лития и воды, подаваемых в зону реакции в виде микрокапель, и способ отвода теплоты реакции взаимодействия между литием и водой. The diagram shows how the process of producing hydrogen in a large volume during the interaction of molten lithium and water supplied to the reaction zone in the form of microdrops is organized, and how the heat of the reaction of interaction between lithium and water is removed.

Фиг.4. Модернизированная абсорбционная холодильная машина. Figure 4. Upgraded absorption refrigeration machine.

Схема показывает, какая модернизация сделана в типовой абсорбционной холодильной машине и как осуществляется отбор тепла от отделителя-нейтрализатора и генератора водорода. The diagram shows what modernization was done in a typical absorption refrigeration machine and how heat is taken from the separator-converter and the hydrogen generator.

Фиг.5. Фракционный разделитель. Figure 5. Fractional separator.

На основе закона Стокса разработан процесс разделения полиметаллического конгломерата на отдельные фракции и на основе этого процесса создан фракционный разделитель. Based on the Stokes law, a process for the separation of polymetallic conglomerate into separate fractions was developed, and a fractional separator was created on the basis of this process.

Фигуры, относящиеся к разделу "Сведения, подтверждающие возможности осуществления изобретения". The figures related to the section "Information confirming the possibility of carrying out the invention."

Фиг. 6. Первая технологическая линия по получению обессоленной воды, водорода и кислорода. FIG. 6. The first production line for the production of demineralized water, hydrogen and oxygen.

Схема показывает последовательность расположения оборудования и движение материальных потоков при получении обессоленной воды, водорода и кислорода по литиевой технологии. The diagram shows the sequence of equipment and the movement of material flows when receiving demineralized water, hydrogen and oxygen using lithium technology.

Фиг. 7. Схема технологической линии по извлечению из морской воды катионов и анионов и их переработка в целевые продукты. FIG. 7. Scheme of a technological line for the extraction of cations and anions from sea water and their processing into target products.

Схема показывает последовательность расположения оборудования и движения материальных потоков с переработкой катионов и анионов, извлеченных из морской воды, в целевые продукты. The diagram shows the sequence of arrangement of equipment and the movement of material flows with the processing of cations and anions extracted from sea water into target products.

Фиг. 8. Завод по получению обессоленной воды, водорода и кислорода по литиевой технологии. FIG. 8. Plant for the production of demineralized water, hydrogen and oxygen using lithium technology.

На схеме показано расположение трех первых технологических линий по получению обессоленной воды, водорода и кислорода по литиевой технологии и показаны пути использования католита и анолита. The diagram shows the location of the first three production lines for producing demineralized water, hydrogen and oxygen using lithium technology and shows the ways of using catholyte and anolyte.

Фиг.9. Завод по переработке католита и анолита. Fig.9. Catholyte and anolyte processing plant.

Схема показывает расположение вторых технологических линий и дополнительного оборудования и производств по полной переработке католита и анолита до целевых продуктов. The diagram shows the location of the second processing lines and additional equipment and production facilities for the complete processing of catholyte and anolyte to target products.

Первая технологическая линия по получению обессоленной воды, водорода и кислорода. The first production line for the production of demineralized water, hydrogen and oxygen.

На фиг.6 представлена схема первой технологической линии. Figure 6 presents a diagram of a first production line.

Фиг. 6. Схема первой технологической линии по получению обессоленной воды, водорода и кислорода: 13 - промышленный блок разделителей ионов; 16 - патрубок для вывода анолита; 19 - патрубок для отвода обессоленной воды; 20 - патрубок для отвода католита; 21 - патрубок для ввода в промышленный блок 13 разделителей ионов морской воды; 24 - отделитель-нейтрализатор; 33 - патрубок для ввода парообразного католита; 34 - патрубок для ввода парообразного анолита; 40 - сетка, несущая положительный электрический заряд; 48 - сетка, несущая отрицательный электрический заряд; 56 - патрубок для отвода кислорода; 57 - патрубок для отвода конденсата (реакционная вода); 62 - патрубок для отвода пара в абсорбционную машину; 66 - патрубок для отвода расплавленного лития; 67 - генератор водорода; 68 - патрубок для вывода парообразного католита с заданной температурой; 69 - патрубок для вывода парообразного анолита с заданной температурой; 79 - патрубок для ввода анолита в межтрубное пространство; 82 - патрубок для отвода водорода; 83 - патрубок для отвода водного раствора LiОН; 84 - два патрубка (с обеих сторон) для ввода холодного теплоносителя; 85 - патрубок для вывода нагретого теплоносителя; 86 - патрубок для ввода католита в межтрубное пространство; 87 - патрубок для ввода расплавленного лития; 89 - патрубок для ввода обессоленной воды в кольцевой питатель; 97 - патрубок для вывода холодной воды из абсорбционной холодильной машины и подачи ее через патрубок 84 на повторный цикл; 105 - патрубок для отвода конденсата в генератор водорода; 106 - патрубок для ввода пара, поступающего из теплообменника генератора водорода; 107 - патрубок для ввода пара, поступающего
из отделителя-нейтрализатора; 129 - второй разделитель ионов, делящий раствор LiОН на анолит и католит; 130 - патрубок для ввода отфильтрованного раствора LiОН; 131 - патрубок для вывода анолита с направлением его в патрубок 79 генератора водорода; 132 - патрубок для вывода католита с направлением его в патрубок 86 генератора водорода; 133 - газгольдер для кислорода; 135 - смеситель для смешения конденсата с обессоленной водой, поступающей из блока 13 разделителя ионов; 134 - смеситель для смешения конденсата с паром; 136 - центрифуга; 137 - патрубок для вывода отфильтрованного раствора LiОН; 138 - патрубок для вывода шлама; 139 - газгольдер для водорода; 140 - водоем; 141 - фильтр-заборник; 142 - насос; 143 - трубопровод для отвода анолита; 144 - трубопровод для отвода католита; 145 - смеситель анолита и католита; 146 - распылитель смеси анолита и католита в водоеме.
FIG. 6. Scheme of the first production line for the production of demineralized water, hydrogen, and oxygen: 13 - industrial block of ion separators; 16 - pipe for output anolyte; 19 - pipe for removal of demineralized water; 20 - pipe for removal of catholyte; 21 - pipe for entering into the industrial unit 13 separators of ions of sea water; 24 - separator-neutralizer; 33 - pipe for introducing vaporous catholyte; 34 - pipe for input vaporous anolyte; 40 - grid, carrying a positive electric charge; 48 - grid carrying a negative electric charge; 56 - pipe for oxygen removal; 57 - pipe for condensate drainage (reaction water); 62 - pipe for the removal of steam into the absorption machine; 66 - pipe for removal of molten lithium; 67 - hydrogen generator; 68 - pipe for the output of vaporous catholyte with a given temperature; 69 - pipe for outputting a vaporous anolyte with a given temperature; 79 - pipe for introducing anolyte into the annulus; 82 - pipe for the removal of hydrogen; 83 - pipe for draining an aqueous solution of LiOH; 84 - two nozzles (on both sides) for entering cold coolant; 85 - pipe for the output of the heated coolant; 86 - pipe for introducing catholyte into the annulus; 87 - pipe for introducing molten lithium; 89 - pipe for entering demineralized water into the annular feeder; 97 - pipe for the withdrawal of cold water from the absorption refrigeration machine and feeding it through the pipe 84 for a second cycle; 105 - pipe for condensate discharge to a hydrogen generator; 106 - pipe for introducing steam from the heat exchanger of the hydrogen generator; 107 - pipe for introducing steam entering
from the separator-converter; 129 - the second ion separator, dividing LiOH solution into anolyte and catholyte; 130 - pipe for entering the filtered LiOH solution; 131 - a pipe for outputting the anolyte with its direction into the pipe 79 of the hydrogen generator; 132 - pipe for output catholyte with its direction in the pipe 86 of a hydrogen generator; 133 - gas holder for oxygen; 135 - a mixer for mixing condensate with demineralized water coming from the block 13 of the ion separator; 134 - mixer for mixing condensate with steam; 136 - centrifuge; 137 - pipe for the output of the filtered LiON solution; 138 - pipe for outputting sludge; 139 - gas holder for hydrogen; 140 - water body; 141 - filter intake; 142 - pump; 143 - pipeline for drainage of anolyte; 144 - pipeline for the removal of catholyte; 145 - mixer of anolyte and catholyte; 146 - a spray of a mixture of anolyte and catholyte in a pond.

Первая технологическая линия предназначена для получения из морской воды обессоленной воды, водорода и кислорода. The first production line is designed to produce demineralized water, hydrogen and oxygen from seawater.

Первая технологическая линия представляет собой инженерное сооружение, основу которого составляют не имеющие аналогов высокоскоростные аппараты по переработке морской воды до целевых продуктов: обессоленная вода, водород и кислород. The first production line is an engineering structure, the basis of which is unparalleled high-speed apparatus for the processing of sea water to target products: demineralized water, hydrogen and oxygen.

Принцип работы первой технологической линии. The principle of operation of the first production line.

Из водоема 140 через фильтр-заборник 141 с помощью насоса 142 морская вода через патрубок 21 подается в промышленный блок 13 разделителей ионов, где морская вода разделяется на фракции: анолит - обессоленная вода - католит. Обессоленная вода через патрубок 19 поступает в смеситель 135, где происходит смешение обессоленной воды с конденсатом, который поступает из абсорбционной холодильной машины 92 и направляется через патрубок 89 в генератор водорода 67. From the reservoir 140 through the filter intake 141 by means of a pump 142, sea water is supplied through the pipe 21 to the industrial block 13 of ion separators, where sea water is divided into fractions: anolyte - demineralized water - catholyte. Desalted water through the pipe 19 enters the mixer 135, where the desalted water is mixed with condensate, which comes from the absorption refrigeration machine 92 and is sent through the pipe 89 to a hydrogen generator 67.

Анолит и католит из промышленного блока 13 разделителей ионов направляются по трубопроводам 143 и 144, соответственно, на вторую технологическую линию или через смеситель 145 и распылитель 146 обратно в водоем 140. The anolyte and catholyte from the industrial block 13 of the ion separators are sent via pipelines 143 and 144, respectively, to the second production line or through the mixer 145 and the atomizer 146 back to the reservoir 140.

Генератор водорода 67 - центральный аппарат, в который стекаются все основные материальные потоки, участвующие в получении водорода, и отходящие из него материальные потоки, участвующие в получении Li, О2 и реакционной воды.Hydrogen generator 67 is the central apparatus into which all the main material streams participating in the production of hydrogen flow and the material streams departing from it, participating in the production of Li, O 2 and reaction water.

В генератор водорода через патрубки 89 и 87 (фиг.6) в 18 форсунок одновременно поступает (согласно расчету) обессоленная вода плюс конденсат (они подаются из промышленного блока разделителя ионов 13 и абсорбционной холодильной машины 92), а такте поступает расплавленный литий из отделителя нейтрализатора 24. Форсунками литий и вода распыляются на мельчайшие капли, создавая огромную площадь контакта между литием и водой. In the hydrogen generator through the nozzles 89 and 87 (Fig.6), 18 nozzles simultaneously receive (according to the calculation) desalted water plus condensate (they are supplied from the industrial block of the ion separator 13 and absorption chiller 92), and the molten lithium from the neutralizer separator comes into tact 24. Nozzles of lithium and water are sprayed onto the smallest drops, creating a huge contact area between lithium and water.

В этих условиях проходит реакция взаимодействия лития и воды с образованием водорода и водного раствора LiОН, которые отводятся из генератора водорода 67 через патрубки 82 и 83 соответственно. Водород через патрубок 82 направляется в газгольдер 139. Under these conditions, the reaction of the interaction of lithium and water with the formation of hydrogen and an aqueous solution of LiOH, which are removed from the hydrogen generator 67 through the nozzles 82 and 83, respectively. Hydrogen through the pipe 82 is sent to the gas tank 139.

Реакция взаимодействия лития с водой обладает большим тепловым эффектом, равным 484,9 кДж•моль-1.The reaction of lithium with water has a large thermal effect, equal to 484.9 kJ • mol -1 .

В заданном режиме работы в генераторе водорода выделяется в час 969 800 000 кДж тепла, которое отводится теплоносителями, а именно
- анолитом и католитом, которые нагреваются здесь до температуры 473 К;
- холодной водой, которая подается с температурой 274 К;
- тепло уходит на испарение аммиака из крепкого водноаммиачного раствора в абсорбционной холодильной машине.
In a given operating mode, 969.8 million kJ of heat is released per hour in a hydrogen generator, which is removed by heat carriers, namely
- anolyte and catholyte, which are heated here to a temperature of 473 K;
- cold water, which is supplied with a temperature of 274 K;
- the heat goes to the evaporation of ammonia from a strong aqueous ammonia solution in an absorption refrigeration machine.

Парообразные анолит и католит, нагретые до температуры 473 К, направляются через патрубки 64 и 68 в отделитель-нейтрализатор 24 для получения ионов Li+ и ОН-, которые несут на себе положительный и отрицательный заряды соответственно.The vaporous anolyte and catholyte, heated to a temperature of 473 K, are sent through nozzles 64 and 68 to the separator-neutralizer 24 to obtain Li + and OH - ions, which carry positive and negative charges, respectively.

В нейтрализаторе эти заряды на ионах нейтрализуются с образованием Li, О2 и Н2О.In the neutralizer, these charges on the ions are neutralized with the formation of Li, O 2 and H 2 O.

Литий в расплавленном состоянии через патрубки 66 и 87 направляется в генератор водорода на повторный цикл, а кислород через патрубок 56 - в газгольдер 133. Lithium in the molten state through the nozzles 66 and 87 is sent to the hydrogen generator for a second cycle, and oxygen through the nozzle 56 to the gas holder 133.

Реакционная вода при получении кислорода в виде конденсата подается в генератор водорода 67 через патрубок 57 и смесители 134 и 135 на повторный цикл. The reaction water when receiving oxygen in the form of condensate is supplied to a hydrogen generator 67 through a pipe 57 and mixers 134 and 135 for a repeated cycle.

Водяной пар после отделения его от ионов ("+" и "-") в отделителе-нейтрализаторе 24 и водяной пар, находившийся в генераторе водорода, подаются в абсорбционную машину 92 через патрубки 107 м 106, соответственно, для использования их тепла на испарение амммика из крепкого водноаммиачного раствора. Далее сконденсированный водяной пар в виде конденсата подается в генератор водорода на повторный цикл (подача ведется через патрубок 105, смеситель 134, патрубок 135 и патрубок 89). Water vapor after separating it from the ions ("+" and "-") in the separator-neutralizer 24 and the water vapor in the hydrogen generator are supplied to the absorption machine 92 through pipes 107 m 106, respectively, to use their heat for evaporation of ammonia from a strong aqueous ammonia solution. Next, condensed water vapor in the form of condensate is supplied to the hydrogen generator for a repeated cycle (the supply is through the pipe 105, mixer 134, pipe 135 and pipe 89).

Отнятие тепла от реакции происходит следующим образом: холодная вода через патрубок 97 и патрубок 84 поступает в теплообменник 81 (см. фиг.3) генератора водорода, где за счет отнятия реакционного тепла вода в трубаx теплообменника испаряется, а пар через патрубок 85 и патрубок 106 поступает в абсорбционную холодильную машину 93 на испарение аммиака из водноаммиачного раствора. Сконденсированный пар в виде конденсата через распределитель конденсата 102 (фиг.5) направляется в испаритель 96, где охлаждается до температуры +1oС и через патрубок 97 направляется в генератор водорода на повторный цикл.The heat is removed from the reaction as follows: cold water through the pipe 97 and pipe 84 enters the heat exchanger 81 (see Fig. 3) of the hydrogen generator, where due to the removal of the reaction heat, water in the heat exchanger tubes evaporates, and the steam through the pipe 85 and pipe 106 enters the absorption refrigeration machine 93 for the evaporation of ammonia from aqueous ammonia solution. Condensed vapor in the form of condensate through the condensate distributor 102 (Fig. 5) is sent to the evaporator 96, where it is cooled to a temperature of +1 o C and through the pipe 97 is sent to the hydrogen generator for a second cycle.

Образовавшийся в результате реакции водный раствор LiОН через патрубок 83 поступает в центрифугу 136, где водный раствор LiОН отфильтровывается от возможных твердых примесей, далее через патрубки 137 и 130 раствор поступает во второй разделитель ионов 129. Затем водный раствор LiОН, разделенный на анолит и католит, отправляется в генератор водорода на повторный цикл отнятия теплоты реакции из зоны реакции генератора водорода. The resulting LiON aqueous solution through the nozzle 83 enters a centrifuge 136, where the LiON aqueous solution is filtered off from possible solid impurities, then through the nozzles 137 and 130 the solution enters the second ion separator 129. Then, the LiON aqueous solution, divided into anolyte and catholyte, sent to a hydrogen generator for a second cycle of taking the heat of reaction from the reaction zone of the hydrogen generator.

Анолит через патрубки 131 и 79 поступает в межтрубное пространство зоны реакции генератора водорода. Anolyte through nozzles 131 and 79 enters the annulus of the reaction zone of the hydrogen generator.

Межтрубное пространство разделено перегородками на две части для анолита и католита. The annular space is divided by partitions into two parts for anolyte and catholyte.

Католит через патрубки 132 и 86 поступает во вторую половину межтрубного пространства зоны реакции генератора водорода. The catholyte through nozzles 132 and 86 enters the second half of the annulus of the reaction zone of the hydrogen generator.

С поступлением анолита и католита в генератор водорода из второго разделителя ионов начинается повторный цикл работы. With the anolyte and catholyte entering the hydrogen generator from the second ion separator, a second cycle of work begins.

Таким образом, рассмотрение схемы первой технологической линии показало, что материальные потоки непрерывно двигаются, каждый по своему контуру, причем литий из технологического цикла не выводится, а непрерывно циркулирует из одного аппарата в другой в виде Li, Li+ или LiОН соответственно стадии процесса.Thus, consideration of the scheme of the first production line showed that the material flows continuously, each in its own circuit, and lithium is not removed from the technological cycle, but is continuously circulated from one device to another in the form of Li, Li + or LiOH, respectively, of the process stage.

В технологический процесс непрерывно добавляется обессоленная вода, идущая на образование водорода и кислорода, которые непрерывно отводятся из технологической линии. Desalted water is continuously added to the technological process, which goes to the formation of hydrogen and oxygen, which are continuously discharged from the technological line.

Извлечение из морской воды катионов и анионов и перевод их в атомы металлов и соответствующие газы (Н2, О2, Сl2, Вr2, I2, F2, SO3).Removing cations and anions from seawater and converting them into metal atoms and corresponding gases (H 2 , O 2 , Cl 2 , Br 2 , I 2 , F 2 , SO 3 ).

Извлечение из морской воды содержащихся в ней солей металлов осуществляется на второй технологической линии по переработке морской воды по следующим стадиям:
Стадия 9. Получение катионов и анионов, не содержащих гидратной оболочки в отделителе-нейтрализаторе.
The extraction of metal salts contained in it from sea water is carried out on the second processing line for the processing of sea water in the following stages:
Stage 9. Obtaining cations and anions that do not contain a hydration shell in the separator-neutralizer.

Стадия 10. Нейтрализация электрических зарядов на ионах, не содержащих гидратной оболочки, с образованием целевых продуктов. Stage 10. Neutralization of electric charges on ions that do not contain a hydration shell, with the formation of target products.

Стадия 11. Разделение газовой смеси. Stage 11. Separation of the gas mixture.

Стадия 12. Получение водорода путем взаимодействия щелочного расплава с водой. Stage 12. Obtaining hydrogen by the interaction of an alkaline melt with water.

Стадия 13. Центрифугирование суспензии щелочного раствора. Stage 13. Centrifugation of a suspension of alkaline solution.

Стадия 14. Перевод гидроксидов металлов (N2, K, Li, Rb, Cs) в галогениды, сульфаты и карбонаты этих металлов.Stage 14. The conversion of metal hydroxides (N 2 , K, Li, Rb, Cs) in the halides, sulfates and carbonates of these metals.

Стадия 15. Фракционное разделение суспензии полиметаллического конгломерата на три фракции:
- фракция гидроксида Са(ОН)2;
- фракция Мg(ОН)2 и Al(ОН)3;
- фракция остальных гидроксидов металлов и индивидуальных металлов.
Stage 15. Fractional separation of the suspension of polymetallic conglomerate into three fractions:
- fraction of hydroxide Ca (OH) 2 ;
- fraction Mg (OH) 2 and Al (OH) 3 ;
- fraction of the remaining hydroxides of metals and individual metals.

Стадия 16. Переработка Са(ОН)2, Мg(ОН)2 и остального полиметаллического конгломерата.Stage 16. Processing of Ca (OH) 2 , Mg (OH) 2 and the rest of the polymetallic conglomerate.

Описание стадий процесса. Description of the stages of the process.

Стадия 9. Получение катионов и анионов, не содержащих гидратной оболочки, в отделителе-нейтрализаторе. Stage 9. Obtaining cations and anions that do not contain a hydration shell in a separator-neutralizer.

Теоретическая основа этого процесса дана выше в стадии 4. Процесс проходит в аппарате отделитель-нейтрализатор (фиг.2). The theoretical basis of this process is given above in stage 4. The process takes place in the apparatus of the separator-neutralizer (figure 2).

Рассмотрим, какие электрохимические процессы проходят при получении катионов, не содержащих гидратной оболочки. Let us consider what electrochemical processes take place upon receipt of cations that do not contain a hydration shell.

В сухом остатке морской соли содержится 77,7% NaCl, т.е. NaCl составляет основу солей, содержащихся в морской воде. Для упрощения дальнейших расчетов примем, что все катионы, содержащиеся в морской воде, условно являются катионом Na+, а ошибка в ориентировочном расчете будет вполне допустимой для такого типа расчета.The dry residue of sea salt contains 77.7% NaCl, i.e. NaCl is the basis of the salts contained in seawater. To simplify further calculations, we assume that all the cations contained in seawater are conditionally Na + cations, and the error in the approximate calculation will be quite acceptable for this type of calculation.

Рассмотрим процессы, протекающие при отделении ионов от воды, т.е. получения ионов, не содержащих гидратной оболочки. Consider the processes occurring during the separation of ions from water, i.e. obtaining ions that do not contain a hydration shell.

I. Отделение катионов металлов от воды проходит две фазы:
а) нагрев католита (катионы + вода)
Католит

Figure 00000013

Нагрев католита происходит в два приема
- предварительный нагрев на стадии 14 в реакторе-смесителе за счет теплоты растворения газов в воде и химических реакций (24-30);
- окончательный нагрев происходит на стадии 12 в генераторе водорода за счет тепла реакции получения водорода из натрия и воды.I. The separation of metal cations from water goes through two phases:
a) heating of catholyte (cations + water)
Catholyte
Figure 00000013

Catholicite heating occurs in two steps
- preliminary heating at stage 14 in the reactor-mixer due to the heat of dissolution of gases in water and chemical reactions (24-30);
- the final heating occurs at stage 12 in a hydrogen generator due to the heat of the reaction to produce hydrogen from sodium and water.

б) отделение катиона от насыщенного пара

Figure 00000014

2. Рассмотрим процессы, проходящие при получении анионов, не содержащих гидратной оболочки.b) separation of the cation from saturated steam
Figure 00000014

2. Consider the processes that take place upon receipt of anions that do not contain a hydration shell.

Также примем, что все анионы условно являются анионом Сl-. Отделение анионов от воды проходит в две фазы:
а) нагрев анолита (анионы + вода)
Анолит

Figure 00000015

Нагрев анолита, как и католита, происходит в два приема на стадиях 14 и 12.We also assume that all anions are conditionally Cl - anions. The separation of anions from water takes place in two phases:
a) heating anolyte (anions + water)
Anolyte
Figure 00000015

Anolyte, like catholyte, is heated in two stages at stages 14 and 12.

б) отделение аниона от насыщенного пара:

Figure 00000016

Стадия 10. Нейтрализация электрических зарядов на ионах с образованием целевых продуктов.b) separation of the anion from saturated vapor:
Figure 00000016

Stage 10. Neutralization of electric charges on ions with the formation of target products.

Этот процесс проходит в отделителе-нейтрализаторе (фиг.2) одновременно по двум направлениям:
1 - восстановление катионов;
2 - окисление анионов.
This process takes place in the separator-neutralizer (figure 2) simultaneously in two directions:
1 - reduction of cations;
2 - oxidation of anions.

а) реакции, проходящие при восстановлении катионов на контакте 63 (фиг. 2), состоящем из расплавленного натрия (ранее был литий)

Figure 00000017

М2+ + 2е- --> М (двухвалентный) (12)
М3+ + 3е- --> М (трехвалентный) (13)
где М - металл и его катион.a) reactions occurring during the reduction of cations at contact 63 (Fig. 2), consisting of molten sodium (formerly lithium)
Figure 00000017

M 2+ + 2e - -> M (divalent) (12)
M 3+ + 3e - -> M (trivalent) (13)
where M is a metal and its cation.

Металлический натрий и калий со многими металлами образуют сплавы различного состава, растворимые в избытке расплавленного натрия (24). Металлы, не образующие с натрием и калием сплавы, будут находиться в расплаве натрия в виде суспензии. Metallic sodium and potassium with many metals form alloys of various compositions that are soluble in excess molten sodium (24). Metals that do not form alloys with sodium and potassium will be in the sodium melt in the form of a suspension.

На стадии 10 получено: щелочной расплав металлов, в который входят все металлы, указанные в таблице. At stage 10 obtained: alkaline molten metal, which includes all the metals shown in the table.

б) реакции, проходящие при окислении анионов на шаровом контакте 60 (фиг.2). b) reactions occurring during the oxidation of anions at the spherical contact 60 (Fig. 2).

Figure 00000018

Figure 00000019

Figure 00000020

Figure 00000021

Figure 00000022

Figure 00000023

Figure 00000024

Образовавшаяся на контакте 60 смесь газов (температура 473 К) направляется в цех по разделению газовой смеси.
Figure 00000018

Figure 00000019

Figure 00000020

Figure 00000021

Figure 00000022

Figure 00000023

Figure 00000024

The gas mixture formed at terminal 60 (temperature 473 K) is sent to the gas mixture separation workshop.

Стадия 11. Разделение газовой смеси. Stage 11. Separation of the gas mixture.

Газовая смесь содержит в своем составе Cl2, Br2, J2, F2, SO3, CO2, O2. Согласно запросу промышленности определенная часть газовой смеси через пульт распределения отделяется от общего объема газовой смеси и подвергается фракционному разделению согласно (4, с.750). Продукты фракционного разделения направляются потребителям или используются на месте.The gas mixture contains Cl 2 , Br 2 , J 2 , F 2 , SO 3 , CO 2 , O 2 . According to the request of the industry, a certain part of the gas mixture is separated from the total volume of the gas mixture through the distribution panel and subjected to fractional separation according to (4, p. 750). Fractional separation products are sent to consumers or used locally.

Оставшаяся не разделенная газовая смесь направляется на стадию 14 в реактор-смеситель для проведения реакции по переводу гидроксидов металлов (NaOH, KOH, LiOH, RbOH, CsOH) в хлориды, бромиды, йодиды, фториды, сульфаты и карбонаты в соответствующих количествах. The remaining undivided gas mixture is sent to stage 14 to the reactor-mixer for the conversion of metal hydroxides (NaOH, KOH, LiOH, RbOH, CsOH) into chlorides, bromides, iodides, fluorides, sulfates and carbonates in appropriate quantities.

Стадия 12. Получение водорода путем взаимодействия щелочного расплава с водой. Stage 12. Obtaining hydrogen by the interaction of an alkaline melt with water.

Со стадии 10 на стадию 12 поступает щелочной расплав металлов в генератор водорода. From stage 10 to stage 12, the alkaline metal melt enters the hydrogen generator.

На этой стадии протекают следующие реакции:
а) реакции, приводящие к образованию водорода и растворимых в воде щелочных соединений:
2Na + 2 H2O --> H2 + NaOH
NaOH --> Na+ + OH- (21)
Аналогично с натрием проходят реакции с К и микопримесями Li, Rb, Сs;
б) реакции, приводящие к образованию водорода и нерастворимого в воде полиметаллического конгломерата.
At this stage, the following reactions proceed:
a) reactions leading to the formation of hydrogen and water-soluble alkaline compounds:
2Na + 2 H 2 O -> H 2 + NaOH
NaOH -> Na + + OH - (21)
Similarly, sodium undergoes reactions with K and My, Li, Rb, Cs;
b) reactions leading to the formation of hydrogen and a water-insoluble polymetallic conglomerate.

С двух и трехвалентными металлами, образующими нерастворимые или слаборастворимые в воде гидроксиды металлов, проходят реакции, например
Мg + 2Н2О --> Н2 + Мg(ОН)2 (22)
2Al + 6Н2О --> 3Н2 + Al(ОН)3 (23)
К этой группе относятся следующие гидроксиды металлов: Al, Ba, Fe (II), Fe (III), Y, Ca, Co, Mg, Mn, Cu, Ni, Pb, Sr, La, Ra, Sc, U.
With bivalent and trivalent metals forming water-insoluble or slightly soluble metal hydroxides, reactions take place, for example
Mg + 2H 2 O -> H 2 + Mg (OH) 2 (22)
2Al + 6H 2 O -> 3H 2 + Al (OH) 3 (23)
The following metal hydroxides belong to this group: Al, Ba, Fe (II), Fe (III), Y, Ca, Co, Mg, Mn, Cu, Ni, Pb, Sr, La, Ra, Sc, U.

Ряд ниже указанных металлов не реагируют с водой и не образуют гидроксидов металлов и к ним относятся металлы Sr, Gа, Au, Mo, As, Sn, Hg, Se, Ag, Th, Cr, Si, V, Zn. A number of the metals indicated below do not react with water and do not form metal hydroxides and include metals Sr, Ga, Au, Mo, As, Sn, Hg, Se, Ag, Th, Cr, Si, V, Zn.

Таким образом, все перечисленные в пункте "б" гидрокcиды металлов и индивидуальные металлы (не вcтупающие в реакцию с водой) составляют так называемый "полиметаллический конгломерат", т.е. нерастворимая в воде смесь всех элементов, входящих в таблицу за исключением щелочных металлов. Эти металлы вместе с гидроксидами металлов смываются со стенок реактора паром и щелочным раствором, и образовавшаяся суспензия вместе с водяным паром и водородом направляется в теплообменник 81 (фиг.3), где водяной пар конденсируется и отделяется от водорода. Thus, all the metal hydroxides and individual metals listed in paragraph “b” (not reacting with water) make up the so-called “polymetallic conglomerate”, i.e. water-insoluble mixture of all elements included in the table with the exception of alkali metals. These metals, together with metal hydroxides, are washed off the walls of the reactor with steam and an alkaline solution, and the resulting suspension, together with water vapor and hydrogen, is sent to heat exchanger 81 (Fig. 3), where water vapor condenses and is separated from hydrogen.

Конденсат представляет собой щелочной раствор Na, К, Li, Rb, Cs, в который входит и полиметаллический конгломерат и после охлаждения в теплообменнике 81 суспензия конденсата направляется на стадию 13 "Центрифугирование суспензии щелочного раствора". The condensate is an alkaline solution of Na, K, Li, Rb, Cs, which also includes a polymetallic conglomerate and, after cooling in the heat exchanger 81, the condensate suspension is sent to stage 13 "Centrifugation of the alkaline solution suspension".

Водород, пройдя теплообменник 81 (фиг.3), охлаждаемый холодной водой, направляется на водородную компрессорную станцию 200 (фиг.8). Hydrogen, having passed the heat exchanger 81 (Fig. 3), cooled by cold water, is sent to the hydrogen compressor station 200 (Fig. 8).

Стадия 13. Центрифугирование суспензии щелочного раствора. Stage 13. Centrifugation of a suspension of alkaline solution.

На стадию подается суспензия щелочного раствора, содержащая полиметаллический конгломерат. Процесс центрифугирования идет непрерывно, и при этом
- шлам (полиметаллический конгломерат) направляется во фракционный разделитель 103 (фиг.5), где полиметаллический конгломерат смешивается с обессоленной водой с образованием суспензии и последующего разделения полученной суспензии по фракциям в зависимости от плотности металла или гидроксида металла и размера частиц;
- фугат (щелочной раствор) из центрифуги 178 (фиг.7) направляется по двум линиям
а) на стадию 14;
б) на пульт распределения 188 (фиг.7) и из него на центральный пункт 214 (фиг.9) распределения материальных потоков.
An alkaline suspension containing a polymetallic conglomerate is fed to the stage. The centrifugation process is ongoing, and at the same time
- sludge (polymetallic conglomerate) is sent to fractional separator 103 (Fig. 5), where the polymetallic conglomerate is mixed with desalted water to form a suspension and subsequent separation of the resulting suspension into fractions depending on the density of the metal or metal hydroxide and particle size;
- the centrate (alkaline solution) from the centrifuge 178 (Fig.7) is sent in two lines
a) to stage 14;
b) to the distribution panel 188 (Fig. 7) and from it to the central point 214 (Fig. 9) of the distribution of material flows.

По заказу промышленности отбирается определенная часть щелочного раствора и направляется в цех 228 (фиг.9) на отделение NaOH от КОН и получения концентрированных растворов NaOH и КОН, а также твердых КОН и NаОН. Из раствора не выделяются RbOH, LiOH, CsOH, т.к. содержание в морской воде Rb, Li и Cs в переводе на металл составляет 1,5•10-5 - 2•10-7 % (весовых), т.е. очень малое количество.By order of the industry, a certain part of the alkaline solution is taken and sent to workshop 228 (Fig. 9) to separate NaOH from KOH and obtain concentrated solutions of NaOH and KOH, as well as solid KOH and NaOH. RbOH, LiOH, CsOH are not released from the solution, because the content in sea water of Rb, Li and Cs in terms of metal is 1.5 • 10 -5 - 2 • 10 -7 % (weight), i.e. very small amount.

Стадия 14. Перевод гидроксидов металлов (Na. K, Li, Rb, Cs) в галогениды, сульфаты и карбонаты этих металлов. Stage 14. Transfer of metal hydroxides (Na. K, Li, Rb, Cs) to the halides, sulfates and carbonates of these metals.

В результате физико-химического воздействия на анолит и католит получено
- водород - используется как целевой продукт по назначению (в основном для восстановления гидроксидов металлов);
- полиметаллический конгломерат - используется как сырье для химических и металлургических комбинатов по получению из него целевых продуктов;
- смесь газов (Cl2, Br2, J2, F2, SO3, O2, CO2) - промышленностью будет использоваться только меньшая часть от общего количества полученных газов, большая часть этих газов не используется и требуется их утилизация;
- щелочной раствор металлов (Na, K, Li, Rb, Cs) - промышленностью также будет использована меньшая часть от общего количества полученного щелочного раствора, большая часть этого раствора не будет использована и требуется их утилизация;
- смесь газов (Cl2, Br2, J2, F2, SO3, O2, CO2) и щелочной раствор металлов (Na, K, Li, Rb, Cs), полученных в процессе физико-химического процесса, оставлять на поверхности в огромных количествах нецелесообразно, т.к. может случиться экологическая катастрофа, поэтому смесь газов и щелочной раствор металлов необходимо перевести в соли, являющиеся основой морской воды, как то: NaCl, NaBr, NaJ, NaF, Na2SO4, Na2CO3 и, соответственно K, Li, Rb, Cs, для этого щелочной раствор и смесь газов направляются в аппарат реактор-смеситель 147 (фиг.7) и полученную там смесь сливают в океан через трубопровод длиной ~1 км и со множеством мелких отверстий по всей длине трубопровода, который располагается перпендикулярно морскому течению на дне океана, что приведет к постепенному восстановлению концентрации солей в морском океане.
As a result of physico-chemical effects on the anolyte and catholyte obtained
- hydrogen - is used as a target product for its intended purpose (mainly for the reduction of metal hydroxides);
- polymetallic conglomerate - used as raw materials for chemical and metallurgical plants to obtain target products from it;
- a mixture of gases (Cl 2 , Br 2 , J 2 , F 2 , SO 3 , O 2 , CO 2 ) - industry will use only a smaller part of the total amount of gases obtained, most of these gases are not used and their disposal is required;
- alkaline metal solution (Na, K, Li, Rb, Cs) - the industry will also use a smaller portion of the total alkaline solution obtained, most of this solution will not be used and their disposal is required;
- a mixture of gases (Cl 2 , Br 2 , J 2 , F 2 , SO 3 , O 2 , CO 2 ) and an alkaline solution of metals (Na, K, Li, Rb, Cs) obtained during the physicochemical process, leave on the surface in huge quantities is impractical, because ecological disaster may occur, therefore, a mixture of gases and an alkaline metal solution must be converted to salts, which are the basis of sea water, such as: NaCl, NaBr, NaJ, NaF, Na 2 SO 4 , Na 2 CO 3 and, accordingly, K, Li, Rb , Cs, for this, the alkaline solution and the gas mixture are sent to the reactor-mixer apparatus 147 (Fig. 7) and the mixture obtained there is poured into the ocean through a ~ 1 km long pipeline and with many small holes along the length of the pipeline, which is perpendicular to the sea current at the bottom of the ocean, leading to a gradual restoration w salt concentration in sea ocean.

Рассмотрим химические процессы, согласно которым можно выполнить поставленную задачу. Consider the chemical processes according to which you can complete the task.

I. При растворении хлора в воде идет гидролиз с образованием хлорноватистой кислоты

Figure 00000025

хлорноватистая кислота легко разлагается
НClО --> HXL + 1/2 O2 (25)
на чем основано белящее и дезинфицирующее действия хлора в присутствии воды.I. When chlorine is dissolved in water, hydrolysis occurs with the formation of hypochlorous acid
Figure 00000025

hypochlorous acid easily decomposes
HClO -> HXL + 1/2 O 2 (25)
what is the basis of the whitening and disinfecting effect of chlorine in the presence of water.

2. Выделившаяся HCl взаимодействует с NaOH по реакции
NaOH + НCl --> NaCl + H2O (26)
аналогичная реакция проходит и с гидрокcидами K, Li, Rb, Cs.
2. Released HCl interacts with NaOH by reaction
NaOH + HCl -> NaCl + H 2 O (26)
A similar reaction takes place with hydroxides K, Li, Rb, Cs.

3. Серный ангидрид SO3, растворяясь в воде, образует серную кислоту
SO3 + H2O --> H2SO4 (27)
4. Серная кислота реагирует с NaOH
2NaOH + H2SO4 --> Na2SO4 + 2H2O (28)
аналогично идет реакция и с гидроксидами K, Li, Rb, Cs.
3. Sulfuric anhydride SO 3 , dissolving in water, forms sulfuric acid
SO 3 + H 2 O -> H 2 SO 4 (27)
4. Sulfuric acid reacts with NaOH
2NaOH + H 2 SO 4 -> Na 2 SO 4 + 2H 2 O (28)
a similar reaction occurs with the hydroxides K, Li, Rb, Cs.

5. Угольный ангидрид СО2 реагирует с водой по реакции (12, с.314)

Figure 00000026

6. Угольная кислота реагирует с NaOH
Н2СО3 + NaОН --> Na2СО3 + 2Н2О (30)
аналогично идет реакция и с гидроксидами K, Li, Rb, Cs.5. Coal anhydride CO 2 reacts with water by reaction (12, p. 314)
Figure 00000026

6. Carbonic acid reacts with NaOH
H 2 CO 3 + NaOH -> Na 2 CO 3 + 2H 2 O (30)
a similar reaction occurs with the hydroxides K, Li, Rb, Cs.

Таким образом, химические реакции (24-30) показывают, что при взаимодействии щелочного раствора и смеси газов образуются соли, содержащиеся в морской воде, но без солей, составляющих поликонгломерат металлов. Thus, chemical reactions (24-30) show that the interaction of an alkaline solution and a mixture of gases produces salts contained in sea water, but without salts that make up the poly-conglomerate of metals.

Следует отметить
- из-за того что из процесса выводится полиметаллический конгломерат, всегда в отходящей морской воде будет существовать превышение количества анионов по сравнению с количеством катионов. В результате этого из реактора-смесителя 147 (фиг. 7) в океан будет подаваться слабо-слабо кислый раствор морской воды;
- окончательная нейтрализация этого раствора произойдет при большом разбавлении отходящего раствора морской воды непосредственно в водах мирового океана и взаимодействии свободных кислот с CaCO3(ракушечник), находящегося в микроскопических организмах мирового океана, например
2НCl + CaCO3 --> CaCl2 + Н23 (31)

Figure 00000027

Figure 00000028

Таким образом, океан сам приводит неравновесную систему в ионное равновесие, т.е. количество катионов равно количеству анионов с соблюдением и электрического равновесия по зарядам, т.е. количество положительных зарядов равно количеству отрицательных зарядов.It should be noted
- due to the fact that the polymetallic conglomerate is removed from the process, there will always be an excess of the number of anions in the outgoing sea water compared to the number of cations. As a result of this, a slightly-weakly acidic solution of sea water will be supplied to the ocean from the mixing reactor 147 (Fig. 7);
- the final neutralization of this solution will occur with a large dilution of the seawater effluent directly in the waters of the oceans and the interaction of free acids with CaCO 3 (shell rock) located in microscopic organisms of the oceans, for example
2НCl + CaCO 3 -> CaCl 2 + Н 2 CO 3 (31)
Figure 00000027

Figure 00000028

Thus, the ocean itself brings the nonequilibrium system into ionic equilibrium, i.e. the number of cations is equal to the number of anions in compliance with the electrical equilibrium in charges, i.e. the number of positive charges is equal to the number of negative charges.

Данный процесс осуществляется в реакторе-смесителе, который предназначен для перевода гидроксидов металлов (Na, K, Li, Rb, Cs) в галогениды, сульфаты и карбонаты этих металлов. This process is carried out in a mixing reactor, which is designed to convert metal hydroxides (Na, K, Li, Rb, Cs) into the halides, sulfates and carbonates of these metals.

Реактор-смеситель представляет собой генератор водорода (описанный выше), но вместо водорода в трубопровод для отвода водорода поступает кислород, выделившийся по реакции (25). The mixing reactor is a hydrogen generator (described above), but instead of hydrogen, oxygen released by reaction (25) enters the pipeline to remove hydrogen.

Принцип действия реактора-смесителя см. выше. The principle of operation of the reactor-mixer, see above.

Образовавшийся согласно реакции (25) кислород выводится из реактора-смесителя через трубопровод 198 (фиг.8) и направляется на кислородную компрессорную станцию 203 (фиг.8), охлажденный солевой раствор через патрубок направляется в океан. The oxygen formed according to reaction (25) is discharged from the mixer reactor through the pipeline 198 (Fig. 8) and sent to the oxygen compressor station 203 (Fig. 8), the cooled brine through the pipe goes to the ocean.

Вторая технологическая линия по извлечению из морской воды катионов и анионов и их переработка в целевые продукты. The second production line for the extraction of cations and anions from sea water and their processing into target products.

Вторая технологическая линия входит в технологический процесс, см. фиг. 7. A second production line is included in the process, see FIG. 7.

Фиг.7. Схема технологической линии по извлечению из морской воды катионов и анионов и их переработка в целевые продукты: 147 - реактор-смеситель; 148 - патрубок для вывода подогретого анолита; 149 - патрубок для вывода подогретого католита; 150 - патрубок для ввода щелочного раствора; 151 - патрубок для ввода холодного католита; 152 - трубопровод для отвода кислорода; 153 - патрубок для отвода кислорода в кислородную компрессорную станцию; 154 - патрубок для ввода холодного теплоносителя; 155 - патрубок для сброса солевого раствора в океан; 156 - патрубок для отвода горячего теплоносителя; 157 - патрубок для ввода холодного анолита; 158 - патрубок для ввода смеси газов; 159 - генератор водорода; работает на щелочном расплаве; 160 - патрубок для вывода пара анолита; 161 - патрубок для вывода пара католита; 162 - патрубок для ввода конденсата; 163 - патрубок для ввода щелочного расплава натрия; 164 - патрубок для ввода подогретого католита; 165 -трубопровод для отвода водорода; 166 - патрубок для отвода водорода в водородную компрессорную станцию; 167 - патрубок для ввода холодного теплоносителя; 168 - патрубок для вывода щелочного раствора; 169 - патрубок для вывода горячего теплоносителя; 170 - патрубок для ввода подогретого анолита; 171 - отделитель-нейтрализатор, работает на щелочном расплаве; 172 - патрубок для ввода пара католита; 173 - патрубок для ввода пара анолита; 174 - патрубок для отвода смеси газов, направляемых на нейтрализацию в реактор-смеситель; 175 - патрубок для отвода газов, направляемых на фракционное разделение; 176 - патрубок для отвода пара от анолита и католита в абсорбционную холодильную машину; 177 - патрубок для отвода щелочного расплава; 178 - центрифуга; 179 - патрубок для ввода щелочного раствора; 180 - патрубок для вывода шлама (осадка); 181 - патрубок для отвода щелочного раствора; 182 - абсорбционная холодильная машина; 183 - патрубок для отвода холодного теплоносителя (+1oС); 184 - патрубок для ввода горячего теплоносителя; 185 - патрубок для вывода конденсата и подачи его в генератор водорода; 186 - патрубок для ввода перегретого пара из отделителя-нейтрализатора; 187 - смеситель; 188 - пульт распределения; 189 - патрубок для приема водорода; 190 - патрубок для приема смеси, газов для разделения; 191 - патрубок для приема кислорода; 192 - патрубок для приема щелочного раствора, отправляемого на разделение; 193 - патрубок для приема шлама полиметаллического конгломерата на фракционное разделение; 194 - насос для подачи солевого раствора обратно в океан.7. Diagram of a technological line for the extraction of cations and anions from sea water and their processing into target products: 147 - reactor-mixer; 148 - pipe for the output of the heated anolyte; 149 - pipe for output heated catholyte; 150 - pipe for entering an alkaline solution; 151 - pipe for entering cold catholyte; 152 - pipeline for the removal of oxygen; 153 - pipe for the removal of oxygen to an oxygen compressor station; 154 - pipe for entering cold coolant; 155 - pipe for the discharge of saline into the ocean; 156 - pipe for removing the hot fluid; 157 - pipe for entering cold anolyte; 158 - pipe for introducing a mixture of gases; 159 - hydrogen generator; works on an alkaline melt; 160 - pipe for outputting anolyte vapor; 161 - pipe for the withdrawal of steam catholyte; 162 - pipe for introducing condensate; 163 - pipe for input alkaline sodium melt; 164 - pipe for entering heated catholyte; 165 - pipe for the removal of hydrogen; 166 - pipe for the removal of hydrogen in a hydrogen compressor station; 167 - pipe for entering cold coolant; 168 - pipe for the withdrawal of alkaline solution; 169 - pipe for the withdrawal of hot coolant; 170 - pipe for entering a heated anolyte; 171 - separator-neutralizer, operates on an alkaline melt; 172 - pipe for introducing a pair of catholyte; 173 - pipe for introducing anolyte vapor; 174 - pipe for the removal of a mixture of gases sent to neutralization in the reactor-mixer; 175 - pipe for the removal of gases directed to fractional separation; 176 - pipe for the removal of steam from the anolyte and catholyte in the absorption refrigeration machine; 177 - pipe for removal of alkaline melt; 178 - a centrifuge; 179 - pipe for entering an alkaline solution; 180 - pipe for the output of sludge (sludge); 181 - pipe for the removal of alkaline solution; 182 - absorption refrigeration machine; 183 - pipe for the removal of cold coolant (+1 o C); 184 - pipe for entering a hot fluid; 185 - pipe for condensate discharge and its supply to the hydrogen generator; 186 - pipe for introducing superheated steam from the separator-converter; 187 - mixer; 188 - distribution panel; 189 - pipe for receiving hydrogen; 190 - pipe for receiving a mixture of gases for separation; 191 - pipe for receiving oxygen; 192 - pipe for receiving alkaline solution sent for separation; 193 - pipe for receiving sludge polymetallic conglomerate for fractional separation; 194 — A pump for supplying saline back to the ocean.

Вторая технологическая линия предназначена для переработки морской воды и выделения из нее целевых продуктов: металлов и их солей, водорода и кислорода. Эта линия представляет собой инженерный комплекс, состоящий из высокоэффективного технологического процесса и аппаратов нового типа, обеспечивающих высокие скорости проведения процесса. The second production line is designed for the processing of sea water and the allocation of target products from it: metals and their salts, hydrogen and oxygen. This line is an engineering complex consisting of a highly efficient technological process and a new type of apparatus providing high speeds of the process.

Принцип работы технологической линии следующий. The principle of operation of the technological line is as follows.

Из разделителя ионов 13 (фиг. 7) в реактор-смеситель 147 (фиг.7) для предварительного подогрева раздельно подают в межтрубные пространства католит и анолит через патрубки 157 и 151 соответственно. За счет тепла реакции католит и аколит, подогреваясь, охлаждают реакционную массу в реакторе-смесителе. Подогретые католит и анолит через патрубки 148 и 149 направляются в генератор водорода 159 и через патрубки 170 и 164 поступают в межтрубное пространство генератopa водорода. За счет тепла реакций католит и анолит переходят в пар. Парообразные католит и анолит через патрубки 160 и 161 направляются в отделитель-нейтрализатор 171. Через патрубок 172 пар католита поступает в отделитель катионов от гидратной оболочки, т.е. получение катионов, несущих на себе положительный электрический заряд. В нейтрализаторе катион восстанавливается электроном и переходит в нейтральный атом металла и в виде щелочного расплава через патрубок 177 и 163 поступает в генератор водорода 159. Здесь проходит реакция взаимодействия щелочного расплава с водой с образованием водорода и полиметаллического конгломерата. Водород через патрубок 166 и патрубок 189 поступает на пульт распределения 188 и далее по назначению. From the ion separator 13 (Fig. 7) to the reactor-mixer 147 (Fig. 7) for preheating, catholyte and anolyte are separately supplied to the annular spaces through the nozzles 157 and 151, respectively. Due to the heat of reaction, the catholyte and acolyte, being heated, cool the reaction mass in the reactor-mixer. The heated catholyte and anolyte through the nozzles 148 and 149 are sent to the hydrogen generator 159 and through the nozzles 170 and 164 enter the annulus of the hydrogen generator. Due to the heat of reaction, catholyte and anolyte pass into steam. The vaporous catholyte and anolyte are sent through nozzles 160 and 161 to a separator-neutralizer 171. Through a nozzle 172, catholyte pairs enter the cation separator from the hydration shell, i.e. obtaining cations carrying a positive electric charge. In the converter, the cation is reduced by an electron and passes into a neutral metal atom and, in the form of an alkaline melt, passes through a nozzle 177 and 163 to a hydrogen generator 159. Here the alkaline melt reacts with water to produce hydrogen and a polymetallic conglomerate. Hydrogen through the pipe 166 and pipe 189 enters the distribution panel 188 and then to the destination.

Суспензия щелочного раствора и полиметаллического конгломерата через патрубок 168 направляется в центрифугу 178. Шлам полиметаллического конгломерата направляется в патрубок 193 пульта распределения 188 и далее по назначению. The suspension of the alkaline solution and the polymetallic conglomerate through the nozzle 168 is sent to a centrifuge 178. The slurry of the polymetallic conglomerate is sent to the nozzle 193 of the distribution panel 188 and then to the destination.

Щелочной раствор через патрубок 181 разделяется на два потока:
- через патрубок 181 и пульт распределения 188 щелочкой раствор направляется на разделение по компонентам;
- щелочной раствор через патрубок 150 направляется в реактор-смеситель, где проходит реакция перевода щелочного раствора и смеси газов в соли щелочных металлов, водный раствор которых насосом 194 отправляется обратно в океан.
The alkaline solution through the pipe 181 is divided into two streams:
- through the nozzle 181 and the distribution panel 188 with a click, the solution is sent to separation by components;
- the alkaline solution through the pipe 150 is sent to the mixer reactor, where the reaction of converting the alkaline solution and gas mixture into alkali metal salts, the aqueous solution of which is sent back to the ocean by pump 194, is carried out.

Пар анолита через патрубок 173 поступает в отделитель анионов от гидратной оболочки, т.е. получение анионов, несущих на себе отрицательный электрический заряд. В нейтрализаторе анион окисляется до свободных молекул газа, например Сl2, Br2, SO3 и др. Образовавшиеся газы разделяются на два потока
- через патрубок 174 смесь газов направляется в реактор-смеситель через патрубок 158 для взаимодействия с щелочным раствором, распыляемым форсунками; кислород, образовавшийся после реакций 18 и 19 в отделителе-нейтрализаторе, поступает в реактор-смеситель 147 и в дальнейших реакциях не участвует, и он выводится через трубопровод 152 и патрубок 153 на пульт распределения 188, а затем через патрубок 192 - по назначению;
- щелочной раствор через патрубок 155 с помощью насоса 194 направляется обратно в океан.
Anolyte vapor through the pipe 173 enters the separator of anions from the hydration shell, i.e. obtaining anions bearing a negative electric charge. In the catalyst, the anion is oxidized to free gas molecules, for example, Cl 2 , Br 2 , SO 3 , etc. The resulting gases are divided into two streams
- through the pipe 174, the gas mixture is sent to the reactor-mixer through the pipe 158 to interact with the alkaline solution sprayed by the nozzles; oxygen formed after reactions 18 and 19 in the separator-neutralizer enters the reactor-mixer 147 and does not participate in further reactions, and it is discharged through line 152 and pipe 153 to the distribution panel 188, and then through pipe 192 as intended;
- alkaline solution through the pipe 155 using the pump 194 is sent back to the ocean.

Таким образом, в рассмотренной технологической линии из введенного в него католита и анолита получают
- водород;
- кислород;
- щелочной раствор;
- смесь газов;
- полиметаллический конгломерат.
Thus, in the considered technological line, catholyte and anolyte introduced into it are obtained
- hydrogen;
- oxygen;
- alkaline solution;
- a mixture of gases;
- polymetallic conglomerate.

Водород и кислород сразу используются как целевые продукты а щелочной раствор, смесь газов и полиметаллический конгломерат подвергают дальнейшей переработке с целью выделения из них целевых продуктов. Hydrogen and oxygen are immediately used as target products, and the alkaline solution, gas mixture, and polymetallic conglomerate are subjected to further processing in order to isolate target products from them.

Завод по получению обессоленной воды, водорода и кислорода по литиевой технологии. Plant for the production of demineralized water, hydrogen and oxygen using lithium technology.

Как показали расчеты, при переработке 1 км3 (109 тонн) морской воды с содержанием 3,5% солей образуется (при 100% переработке) 965000000 тонн обессоленной воды и из нее можно получить 1200898496000 м3 водорода и 600449248000 м3 кислорода.As calculations have shown, in the processing of 1 km 3 (10 9 tons) of sea water with a content of 3.5% of salts, 965000000 tons of demineralized water is formed (at 100% processing) and 1200898496000 m 3 of hydrogen and 600449248000 m 3 of oxygen can be obtained from it.

Из материального баланса известно, что один генератор водорода вырабатывает в час 22400 м3 водорода.From the material balance it is known that one hydrogen generator produces 22,400 m 3 of hydrogen per hour.

Определим, сколько нужно установить генераторов водорода для получения 120089849600 м3 водорода в год.Let us determine how much hydrogen generators need to be installed to produce 120089849600 m 3 of hydrogen per year.

1. 22400•24=537600 м3 водорода в сутки
2. 537600•350=188160000 м3 водорода в год (примем 350 рабочих дней в году, 15 дней - планово-предупредительный ремонт)
3. 1200898498000:188160000=6382,32 генераторов водорода необходимо
4. примем, что в России будет установлено 200 заводов таких, тогда на одном заводе надо установить
6362,32:200=31,91≈32 генератора водорода,
т.е. на одном заводе нужно установить 32 технологические линии.
1. 22400 • 24 = 537600 m 3 of hydrogen per day
2. 537600 • 350 = 188160000 m 3 of hydrogen per year (we will take 350 working days a year, 15 days - scheduled preventive maintenance)
3. 1200898498000: 188160000 = 6382.32 hydrogen generators needed
4. we will accept that 200 plants of such will be established in Russia, then one plant must be installed
6362.32: 200 = 31.91≈32 hydrogen generators,
those. At one plant, 32 production lines need to be installed.

На фиг.8 показана схема завода по переработке морской воды для получения обессоленной воды, водорода и кислорода по литиевой технологии. On Fig shows a diagram of a plant for the processing of sea water to produce demineralized water, hydrogen and oxygen using lithium technology.

Фиг.7. Схема завода по получению обессоленной воды, водорода и кислорода по литиевой технологии. 7. The scheme of the plant for producing demineralized water, hydrogen and oxygen using lithium technology.

I - XXXII - технологические линии по переработке обессоленной воды; 140 - водоем с морской водой; 141 - заборник морской воды; 13 - блок разделителей ионов; 146 - разделитель на мелкие струи концентрированного (17,5 вес. %) раствора, отходящей морской воды длиной до 1000 метров (используется только тогда, когда не перерабатывают католит и анолит); 196 - канал для отвода обессоленной воды; 197 - заборник обессоленной воды; 198 - трубопровод для подачи кислорода на компрессорную станцию; 199 - патрубок для подачи водорода на магистральный трубопровод; 200 - водородная компрессорная станция; 201 - трубопровод для подачи водорода на компрессорную станцию; 202 - патрубок для подачи кислорода на магистральный трубопровод; 203 - кислородная компрессорная станция. I - XXXII - desalinated water processing lines; 140 - a reservoir with sea water; 141 - seawater intake; 13 is a block of ion separators; 146 - separator into small streams of concentrated (17.5 wt.%) Solution, outgoing sea water up to 1000 meters long (used only when catholyte and anolyte are not processed); 196 - channel for removal of demineralized water; 197 - a demineralized water intake; 198 - a pipeline for supplying oxygen to a compressor station; 199 - pipe for supplying hydrogen to the main pipeline; 200 - hydrogen compressor station; 201 - a pipeline for supplying hydrogen to a compressor station; 202 - pipe for supplying oxygen to the main pipeline; 203 - oxygen compressor station.

Завод для переработки морской воды предназначен для получения обессоленной воды, водорода, кислорода, анолита и католита. Завод представляет собой
- три блока разделителей ионов для получения обессоленной воды;
- отводной канал для отвода обессоленной воды;
- 32 технологические линии по получению водорода и кислорода;
- две компрессорные станции по очистке, охлаждению и нагнетанию водорода и кислорода в магистральные трубопроводы.
The seawater processing plant is designed to produce demineralized water, hydrogen, oxygen, anolyte and catholyte. The plant is a
- three blocks of ion separators to obtain desalted water;
- a drainage channel for removal of demineralized water;
- 32 production lines for the production of hydrogen and oxygen;
- two compressor stations for the purification, cooling and injection of hydrogen and oxygen into main pipelines.

И все это объединено в единый непрерывный технологический цикл. And all this is combined into a single continuous technological cycle.

Принцип работы завода по переработке морской воды следующий. The principle of operation of the sea water processing plant is as follows.

Из водоема 140 через заборники 144 морская вода подается в три блока разделителей ионов 13, где морская вода разделяется на три фракции: анолит - обессоленная вода - католит. Обессоленная вода в количестве 2400 тонн в час (с трех блоков разделителей ионов) направляется в канал 196 для отвода обессоленной воды. From the reservoir 140 through the intakes 144 sea water is supplied to three blocks of ion separators 13, where sea water is divided into three fractions: anolyte - demineralized water - catholyte. Desalted water in the amount of 2400 tons per hour (from three blocks of ion separators) is sent to channel 196 to drain the desalted water.

Анолит и католит направляются по двум направлениям
а) смешиваются (см. стадия 2) и через отверстия разделителя 4 выдавливаются тонкими струйками в океан;
б) отправляются (если в них есть потребность) по трубопроводам 143 и 144 на завод по переработке анолита и католита.
Anolyte and catholyte are sent in two directions
a) are mixed (see stage 2) and squeezed out in thin streams into the ocean through the holes of the separator 4;
b) are sent (if there is a need for them) via pipelines 143 and 144 to the anolyte and catholyte processing plant.

Обессоленная вода, текущая по отводному каналу 196, с помощью заборников 197 подается в генератор водорода технологической линии для получения водорода и кислорода. На получение водорода и кислорода на одной технологической линии расходуется 36 тонн обессоленной воды в час. На 32 технологические линии подается 1152 тонны обессоленной воды в час. Остальная часть 2400-1152= 1248 тонн в час подается на промышленные нужды, например на завод по переработке анолита и католита или на орошение сельхозугодий и освоение пустынных земель. Если нет потребности в обессоленной воде для сельхознужд, то один блок разделителей ионов отключается. Desalted water flowing through the outlet channel 196, with the help of intakes 197 is supplied to the hydrogen generator of the production line to produce hydrogen and oxygen. 36 tons of demineralized water per hour are consumed to produce hydrogen and oxygen in one production line. 1152 tons of demineralized water per hour are supplied to 32 production lines. The rest of 2400-1152 = 1248 tons per hour is supplied for industrial needs, for example, anolyte and catholyte processing plant or irrigation of farmland and development of desert lands. If there is no need for demineralized water for agricultural production, then one block of ion separators is turned off.

Водород и кислород, полученные на технологических линиях, по трубопроводам 198 и 201 соответственно подаются на компрессорные станции 200 и 203, где производится очистка, осушка и нагнетание газов в магистральные трубопроводы. Hydrogen and oxygen obtained on production lines through pipelines 198 and 201, respectively, are supplied to compressor stations 200 and 203, where gas is cleaned, dried, and injected into main pipelines.

Завод по переработке анолита и католита. Anolyte and catholyte processing plant.

На фиг.9 показана схема завода по переработке анолита и католита. Figure 9 shows a diagram of anolyte and catholyte processing plant.

Фиг. 9. Схема завода по переработке анолита и католита: 208 - технологическая линия по извлечению из морской воды катионов и анионов; 214 - нейтральный пульт распределения материальных потоков; 215 - трубопровод для подачи водорода на водородную компрессорную станцию; 216 - цех по разделению смеси газов; 222 - патрубок для вывода неразделенной смеси газов; 223 - патрубок для ввода неразделенной смеси газов, направляемых на другие цели; 224 - патрубок для ввода неразделенного щелочного раствора; 225 - реактор-смеситель; 226 - патрубок для ввода неразделенной смеси газов; 227 - патрубок для слива солевого раствора обратно в океан; 228 - цех по разделению щелочного раствора; 229 - патрубок для ввода неразделенного щелочного раствора; 230 - патрубок для вывода неразделенного щелочного раствора; 231, 232, 233, 234 - патрубки для вывода разделенных фракций щелочного раствора; 235 - трубопровод для подачи кислорода на кислородную компрессорную станцию; 236 - шнековый питатель для подачи полиметаллического конгломерата; 237 - фракционный разделитель полиметаллического конгломерата; 238 - промежуточная емкость для сбора полиметаллического конгломерата (без Са(ОН)2 и Мg(ОН)2); 239 - промежуточная емкость для сбора Mg(ОН)2; 240 - промежуточная емкость для сбора воды; 241 - промежуточная емкость для сбора Са(ОН)2; 242 - фракционный разделитель для повторного разделения фракций полиметаллического конгломерата; 243 - цех по получению солей Са и Мg; 244 - восстановительная печь Са(ОН)2; 245 - восстановительная печь Мg(ОН)2; 246 - восстановительная печь полиметаллического конгломерата.FIG. 9. Scheme of the anolyte and catholyte processing plant: 208 - production line for the extraction of cations and anions from sea water; 214 - neutral console distribution of material flows; 215 - a pipeline for supplying hydrogen to a hydrogen compressor station; 216 - workshop for the separation of a mixture of gases; 222 - pipe for outputting an undivided gas mixture; 223 - pipe for entering an undivided mixture of gases directed to other purposes; 224 - a pipe for introducing an undivided alkaline solution; 225 - reactor-mixer; 226 - pipe for entering an undivided gas mixture; 227 - pipe for draining saline back into the ocean; 228 - workshop for the separation of alkaline solution; 229 - a pipe for introducing an undivided alkaline solution; 230 - a pipe for outputting an undivided alkaline solution; 231, 232, 233, 234 - nozzles for outputting the separated fractions of an alkaline solution; 235 - a pipeline for supplying oxygen to an oxygen compressor station; 236 - screw feeder for feeding a polymetallic conglomerate; 237 - fractional separator of polymetallic conglomerate; 238 - an intermediate container for collecting polymetallic conglomerate (without Ca (OH) 2 and Mg (OH) 2 ); 239 - an intermediate container for collecting Mg (OH) 2 ; 240 - an intermediate tank for collecting water; 241 - an intermediate container for collecting Ca (OH) 2 ; 242 - fractional separator for re-separation of fractions of a polymetallic conglomerate; 243 - workshop for the production of salts of Ca and Mg; 244 — reduction furnace Ca (OH) 2 ; 245 - reducing furnace Mg (OH) 2 ; 246 - reduction furnace multimetallic conglomerate.

Завод по переработке анолита и католита предназначен для получения за счет электрохимических и химических реакций, которым подвергаются анолит и католит, следующих целевых продуктов:
- водорода;
- кислорода;
- металлов, содержащихся в морской воде;
- смеси газов (Cl2, Br2, J2, F2, SO3 и CO2);
- щелочного раствора (NaOH + КОН + примеси);
- индивидуальных соединений из щелочного раствора.
The anolyte and catholyte processing plant is designed to obtain the following target products due to the electrochemical and chemical reactions to which the anolyte and catholyte undergo:
- hydrogen;
- oxygen;
- metals contained in sea water;
- gas mixtures (Cl 2 , Br 2 , J 2 , F 2 , SO 3 and CO 2 );
- alkaline solution (NaOH + KOH + impurities);
- individual compounds from an alkaline solution.

Наличие большого количества щелочного раствора позволяет организовать производство растворимого стекла (жидкое стекло) и на его основе кислотоупорного цемента для изготовления железобетонных труб большого диаметра для перекачки обессоленной воды с побережья в районы материка, где установлены заводы по получению водорода и кислорода. The presence of a large amount of alkaline solution allows the organization of the production of soluble glass (liquid glass) and acid-resistant cement based on it for the manufacture of large-diameter reinforced concrete pipes for pumping demineralized water from the coast to the mainland, where plants for the production of hydrogen and oxygen are installed.

Завод по переработке анолита и католита представляет собой группу физико-химических производств, объединенных в одно целое производство. The plant for the processing of anolyte and catholyte is a group of physico-chemical industries, combined into one whole production.

В состав завода (фиг.9) входят три технологические линии по извлечению из морской воды катионов и анионов и производство по переработке катионов и анионов, куда входят
- центральный пульт распределения потоков 214;
- цех по разделению смеси газов 216;
- реактор-смеситель 225;
- цех по разделению щелочного раствора 228;
- три фракционных разделителя 237;
- фракционный разделитель для повторного разделения фракций полиметаллического конгломерата 242;
- цех по получению из Са(ОН)2 и Мg(ОН)2 других солей Са и Мg 243;
- восстановительные печи 244, 245, 246.
The structure of the plant (Fig. 9) includes three production lines for the extraction of cations and anions from sea water and the production of processing cations and anions, which includes
- Central console flow distribution 214;
- workshop for the separation of a mixture of gases 216;
- reactor-mixer 225;
- shop for the separation of alkaline solution 228;
- three fractional separators 237;
- fractional separator for re-separation of fractions of the polymetallic conglomerate 242;
- a workshop for the production of other Ca and Mg 243 salts from Ca (OH) 2 and Mg (OH) 2 ;
- reduction furnaces 244, 245, 246.

Водород, полученный после реакций 11, 12 и 13, через разделитель потоков водорода 247 направляется на восстановительные водородные печи, а избыток водорода направляется на водородную компрессорную станцию. Hydrogen obtained after reactions 11, 12 and 13, through a separator of hydrogen streams 247 is directed to a hydrogen reduction furnace, and an excess of hydrogen is sent to a hydrogen compressor station.

Кислород, полученный по реакции 25, отделяется от газовой смеси и по трубопроводу 235 направляется на кислородную компрессорную станцию. Oxygen obtained by reaction 25 is separated from the gas mixture and sent via pipeline 235 to an oxygen compressor station.

Принцип работы завода по переработке анолита и католита. The principle of the plant for processing anolyte and catholyte.

С трех технологических линий (фиг.7) полученные продукты направляются на центральный пульт по распределению материальных потоков 214 (фиг.9), где одноименные потоки собираются и выводятся из патрубков: 209 - водород; 210 - смесь газов на разделение, 211 - кислород; 212 - щелочной раствор (смесь NаОН и КОН и микропримеси LiOH, RbOH, CsОН); 213 - полиметаллический конгломерат. From three production lines (Fig. 7), the resulting products are sent to the central console for the distribution of material flows 214 (Fig. 9), where the flows of the same name are collected and removed from the pipes: 209 - hydrogen; 210 - a mixture of gases for separation, 211 - oxygen; 212 - alkaline solution (a mixture of NaOH and KOH and trace elements LiOH, RbOH, CsOH); 213 - polymetallic conglomerate.

По заказу промышленности смесь газов направляется в цех 216 для разделения газов (через патрубок 223), где за счет охлаждения газовой смеси в теплообменниках хладоагентом происходит фракционное разделение газовой смеси. Определенное количество индивидуальных газов отбирается и направляется заказчику. Оставшаяся неразделенная часть газовой смеси направляется в реактор-смеситель 225, где происходит взаимодействие щелочного раствора с газами согласно реакциям 14-20. Образовавшийся солевой раствор, представляющий галогены, сульфаты и карбонаты Na и К, сливается обратно в океан. By order of the industry, the gas mixture is sent to workshop 216 for gas separation (through pipe 223), where due to the cooling of the gas mixture in the heat exchangers with a refrigerant, fractional separation of the gas mixture occurs. A certain amount of individual gases is taken and sent to the customer. The remaining undivided portion of the gas mixture is sent to the reactor-mixer 225, where the alkaline solution interacts with the gases according to reactions 14-20. The resulting saline solution, representing halogens, sulfates and carbonates of Na and K, merges back into the ocean.

Также по заказу промышленности щелочной раствор через патрубок 212 направляется в цех 228, где определенную часть раствора разделяют на NaOH и КОН, а из них получают концентрированные (40%-ные) растворы NaОН и КОН и твердые NaОН и КОН. Оставшуюся часть неразделенного щелочного раствора направляют в реактор-смеситель 225 для проведения в нем реакций (14-20). Also, by order of the industry, the alkaline solution is sent through pipe 212 to workshop 228, where a certain part of the solution is divided into NaOH and KOH, and concentrated (40%) solutions of NaOH and KOH and solid NaOH and KOH are obtained from them. The remainder of the undivided alkaline solution is sent to the reactor-mixer 225 for reactions in it (14-20).

Полиметаллический конгломерат в виде шлама (осадка) с центрифуги через патрубок 213 подается с помощью шнековых питателей во фракционные разделители 237. В каждый фракционный разделитель загружается порция полиметаллического конгломерата в количестве трехчасовой выработки с одной технологической линии, т.к. общее время проведения процесса разделения суспензии составляет три часа, а три фракционных разделителя, входящих в технологическую линию, обеспечат полунепрерывный процесс разделения полиметаллического конгломерата. A polymetallic conglomerate in the form of sludge (sediment) from a centrifuge through a nozzle 213 is fed by screw feeders to the fractional separators 237. A portion of the polymetallic conglomerate in the amount of three-hour production from one production line is loaded into each fractional separator, because the total time for the suspension separation process is three hours, and three fractional separators included in the production line will provide a semi-continuous process for the separation of polymetallic conglomerate.

Во фракционном разделителе 237 из суспензии выделяют фракции Са(ОН)2, Мg(ОН)2, а фракцию из смеси остальных гидроксидов металлов, индивидуальных металлов и воду направляют в промежуточные емкости 238, 239, 240 и 241.In fractional separator 237, Ca (OH) 2 , Mg (OH) 2 fractions are separated from the suspension, and the fraction from the mixture of other metal hydroxides, individual metals and water is sent to intermediate containers 238, 239, 240 and 241.

Часть Са(ОН)2 и Мg(ОН)2 идет в цех 243 для получения солей Са и Мg. Большая часть Са(ОН)2 и Мg(ОН)2 идет в восстановительные печи 244, 245 для восстановления гидроксидов металлов водородом, до индивидуальных металлов Са и Мg, a для Са дополнительно еще и в перевод СаН2.Part of Ca (OH) 2 and Mg (OH) 2 goes to workshop 243 to obtain salts of Ca and Mg. Most of Ca (OH) 2 and Mg (OH) 2 goes to reduction furnaces 244, 245 to reduce metal hydroxides with hydrogen to individual metals Ca and Mg, and for Ca, in addition, also to CaH 2 .

Накопленный в промежуточных емкостях полиметаллический конгломерат и индивидуальные металлы направляются шнековым питателем во фракционный разделитель, где проводится отделение индивидуальных металлов от гидроксидов металлов, которые собираются в промежуточную емкость и оттуда направляются в восстановительную печь 246. Порошки металлов отправляются на обогатительную фабрику для окончательного разделения порошков металлов методом флотации на индивидуальные металлы. The polymetallic conglomerate and individual metals accumulated in the intermediate tanks are sent by a screw feeder to the fractional separator, where the individual metals are separated from the metal hydroxides, which are collected in an intermediate tank and sent to the reduction furnace 246. From there, the metal powders are sent to a concentration plant for the final separation of metal powders by the method flotation on individual metals.

Таким образом, разработанное и описанное выше устройство по непрерывной переработке морской воды реально может выполнить основную цель изобретения - заменить углеводородное топливо на экологически чистое водородное топливо (чистый водород) и обеспечить население Земли обессоленной водой и сырьем для химической и металлургической промышленности. Thus, the device developed and described above for the continuous processing of sea water can actually fulfill the main objective of the invention - to replace hydrocarbon fuel with environmentally friendly hydrogen fuel (pure hydrogen) and provide the world's population with demineralized water and raw materials for the chemical and metallurgical industries.

Производство по получению расстворимого стекла. Soluble glass production.

Стекло расстворимое - бесцветный или слегка окрашенный в зеленый или желтый цвет прозрачный затвердевший расплав, состоящий из щелочных силикатов. Soluble glass - colorless or slightly colored green or yellow transparent hardened melt, consisting of alkaline silicates.

Брутто формула стекла растворимого:
R2O•mSiO2,
где: R2O-Na2О или К2О;
m - число молекул SiО2.
Gross soluble glass formula:
R 2 O • mSiO 2 ,
where: R 2 O-Na 2 O or K 2 O;
m is the number of SiO 2 molecules.

Стекло растворимое получают сплавлением смеси кварцевого песка с содой или сульфатом натрия и углем в непрерывно действующих стекловаренных печах по технологии, аналогичной для промышленного нерастворимого стекла. Полученный расплав называют "силикат - глыба", а из нее получают кислотоупорный цемент (3, с.1037). Soluble glass is obtained by fusing a mixture of quartz sand with soda or sodium sulfate and coal in continuously operating glass melting furnaces using a technology similar to industrial insoluble glass. The resulting melt is called "silicate - block", and acid-resistant cement is obtained from it (3, p. 1037).

В нашем случае наиболее приемлемым является способ получения стекла растворимого обработкой аморфного кремнезема концентрированными растворами едких щелочей во вращающихся автоклавах (3, с.1037). In our case, the most acceptable is the method of obtaining soluble glass by processing amorphous silica with concentrated solutions of caustic alkalis in rotating autoclaves (3, p. 1037).

Концентрированные растворы щелочей получают в цехе 228, фиг.9. Concentrated alkali solutions are obtained in workshop 228, Fig. 9.

Общая схема производства следующая:
nNaOH (KOH) + mSiO2 • R2O-->mSiO2 --> кислотоупорный цемент --> железобетонные трубы и другие изделия.
The general production scheme is as follows:
nNaOH (KOH) + mSiO 2 • R 2 O -> mSiO 2 -> acid-resistant cement -> reinforced concrete pipes and other products.

Применение щелочного раствора по вышеприведенной схеме обеспечат перекачку обессоленной воды в заданные районы России без применения металлических труб. The use of an alkaline solution according to the above scheme will ensure the pumping of demineralized water to specified regions of Russia without the use of metal pipes.

Литература
1. Сокольский Ю.М. Омагниченная вода: правда и вымысел. Л.: Химия, 1990.
Literature
1. Sokolsky Yu.M. Magnetized water: truth and fiction. L .: Chemistry, 1990.

2. Ломоносов В. Ю. , Поливанов К.М., Михайлов О.П. Электротехника. М.: Энергоиздат, 1990. 2. Lomonosov V. Yu., Polivanov K.M., Mikhailov O.P. Electrical Engineering M .: Energoizdat, 1990.

3. Дикерсон Р. , Грей Г. , Хейт Дж. Основные законы химии, Т.2, изд. "Мир", 1982. 3. Dickerson R., Gray G., Haight J. Basic laws of chemistry, Vol. 2, ed. The World, 1982.

4. Касаткин А.Г. Основные процессы и аппараты химической технологии М.: Химия, 1971. 4. Kasatkin A.G. The main processes and apparatuses of chemical technology M .: Chemistry, 1971.

5. Плановский А. Н. , Николаев П.И. Процессы и аппараты химической и нефтехимической технологии. М.: Химия, 1972. 5. Planovsky A.N., Nikolaev P.I. Processes and devices of chemical and petrochemical technology. M .: Chemistry, 1972.

6. Павлов Н.Н. Теоретические основы общей химии. М.: Высшая школа, 1978. 6. Pavlov N.N. Theoretical foundations of general chemistry. M .: Higher school, 1978.

7. Краткая химическая энциклопедия. Т.4, М.: Советская энциклопедия, 1965. 7. Brief chemical encyclopedia. V.4, M .: Soviet Encyclopedia, 1965.

8. Краткая химическая энциклопедия. Т.1, М.: Советская энциклопедия, 1961. 8. Brief chemical encyclopedia. V.1, M .: Soviet Encyclopedia, 1961.

9. Свойства неорганических соединений. Справочник, Л.: Химия, 1983. 9. Properties of inorganic compounds. Handbook, L .: Chemistry, 1983.

10. Перри Дж. Справочник инженера химика. Т.2, Л.: Химия, 1969. 10. Perry J. Chemical Engineering Handbook. V.2, L .: Chemistry, 1969.

11. Чернобыльский И.И., Бондарь А.Г. и др. Машины и аппараты химических производств. М.: Машгиз, 1961. 11. Chernobyl II, Bondar A.G. and other Machines and apparatus for chemical production. M .: Mashgiz, 1961.

12. Краткая химическая энциклопедия, Т.5, М.: Советская энциклопедия, 1967.  12. Brief chemical encyclopedia, V.5, M .: Soviet encyclopedia, 1967.

Claims (4)

1. Устройство для непрерывной переработки морской воды с выделением из нее обессоленной воды, водорода, кислорода, металлов и других соединений, содержащее последовательно соединенные разделитель ионов для разделения морской воды магнитным полем на обессоленную воду, анолит и католит, отделитель-нейтрализатор для отделения гидратной оболочки от анионов и катионов и нейтрализации на них электрических зарядов, и генератор водорода для получения водорода взаимодействием расплавленного лития и воды, образующие первую технологическую линию, и последовательно соединенные второй отделитель-нейтрализатор, реактор-смеситель и генератор водорода, работающий на обессоленной воде и щелочном расплаве, образующие вторую технологическую линию. 1. A device for the continuous processing of sea water with the release of demineralized water, hydrogen, oxygen, metals and other compounds, containing a series-connected ion separator for separating sea water by a magnetic field into demineralized water, anolyte and catholyte, a separator-neutralizer for separating the hydration shell from anions and cations and neutralization of electric charges on them, and a hydrogen generator to produce hydrogen by the interaction of molten lithium and water, forming the first technological line ju, and serially connected to a second separator-converter, a reactor-mixer and a hydrogen generator operating on demineralized water and alkaline melt, forming a second production line. 2. Разделитель ионов для разделения морской воды на обессоленную воду, католит и анолит, содержащий трубопровод, размещенный в магнитном поле, отличающийся тем, что устройство дополнительно содержит секцию предварительного омагничивания воды круговым магнитным полем, создаваемым катушкой электромагнита, и снабженную приспособлением для тангенциального ввода воды, а секция разделения предварительно омагниченной воды посредством магнитного поля с магнитным потоком, перпендикулярным направлению движения воды, выполнена в виде центрального трубопровода, к которому через щели по диаметру присоединены два трубопровода меньшего диаметра для вывода анолита и католита. 2. An ion separator for separating sea water into demineralized water, catholyte and anolyte containing a pipe placed in a magnetic field, characterized in that the device further comprises a section for preliminary magnetization of water by a circular magnetic field created by an electromagnet coil, and equipped with a device for tangential water input and the separation section of pre-magnetized water by means of a magnetic field with a magnetic flux perpendicular to the direction of water movement is made in the form of a central Nogo pipeline, through which slit the diameter of the two smaller diameter conduit connected to the output of the anolyte and catholyte. 3. Отделитель-нейтрализатор, предназначенный для отделения гидратной оболочки от анионов и катионов и нейтрализации на них электрических зарядов, содержащий последовательно соединенные друг с другом устройство для подачи на конические сетки постоянного тока высокого напряжения, отделитель, снабженный патрубками для ввода парообразного католита и анолита, двумя коническими сетками, несущими соответственно положительный и отрицательный заряды, двумя гасителями скорости паров анолита и католита и двумя направляющими цилиндрами для ввода не содержащих гидратной оболочки анионов и катионов в нейтрализатор, и нейтрализатор, включающий генератор постоянного тока низкого напряжения и внешнюю цепь генератора, в которую входят металлический шаровой контакт и контакт из расплавленного лития или натрия. 3. A separator-neutralizer designed to separate the hydration shell from anions and cations and neutralize electric charges on them, comprising a device for supplying high voltage direct current to conical grids, a separator equipped with nozzles for introducing vaporous catholyte and anolyte, two conical grids carrying positive and negative charges, respectively, two dampers of the anolyte and catholyte vapor velocity, and two guide cylinders for explosives but not containing the hydrate shell of anions and cations in the catalyst, and the catalyst comprising a low voltage DC generator and an external oscillator circuit that includes a metallic ball contact and the contact of the molten lithium or sodium. 4. Генератор водорода, содержащий реакционную зону и теплообменник, отличающийся тем, что генератор содержит теплоизоляционный корпус, в котором предусмотрена реакционная зона для взаимодействия расплавленного лития и воды, с системой охлаждения реакционной массы холодным теплоносителем с выделением из нее водного раствора гидроокиси лития и водорода, патрубками для отвода водорода и водного раствора гидроокиси лития, кроме того, генератор имеет патрубки ввода анолита и католита в межтрубное пространство реакционной зоны и патрубки вывода парообразного католита и анолита, снабженные электрическими подогревателями. 4. A hydrogen generator containing a reaction zone and a heat exchanger, characterized in that the generator contains a heat-insulating casing in which a reaction zone for the interaction of molten lithium and water is provided with a cooling system for cooling the reaction mixture with a coolant with the release of an aqueous solution of lithium hydroxide and hydrogen from it, nozzles for the removal of hydrogen and an aqueous solution of lithium hydroxide, in addition, the generator has nozzles for introducing anolyte and catholyte into the annulus of the reaction zone and nozzles in the output of vaporous catholyte and anolyte, equipped with electric heaters.
RU2000100211A 2000-01-11 2000-01-11 Device for continuous treatment of sea water at separation of desalinized water, hydrogen, oxygen, metals and other compounds; ion separator for separation of sea water into desalinized water, anolyte and catholyte by magnetic flux, separator-neutralizer for separation of hydrate envelope from ions and neutralization of electric charges and hydrogen generator RU2199492C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2000100211A RU2199492C2 (en) 2000-01-11 2000-01-11 Device for continuous treatment of sea water at separation of desalinized water, hydrogen, oxygen, metals and other compounds; ion separator for separation of sea water into desalinized water, anolyte and catholyte by magnetic flux, separator-neutralizer for separation of hydrate envelope from ions and neutralization of electric charges and hydrogen generator

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2000100211A RU2199492C2 (en) 2000-01-11 2000-01-11 Device for continuous treatment of sea water at separation of desalinized water, hydrogen, oxygen, metals and other compounds; ion separator for separation of sea water into desalinized water, anolyte and catholyte by magnetic flux, separator-neutralizer for separation of hydrate envelope from ions and neutralization of electric charges and hydrogen generator

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2000100211A RU2000100211A (en) 2002-01-20
RU2199492C2 true RU2199492C2 (en) 2003-02-27

Family

ID=20229062

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2000100211A RU2199492C2 (en) 2000-01-11 2000-01-11 Device for continuous treatment of sea water at separation of desalinized water, hydrogen, oxygen, metals and other compounds; ion separator for separation of sea water into desalinized water, anolyte and catholyte by magnetic flux, separator-neutralizer for separation of hydrate envelope from ions and neutralization of electric charges and hydrogen generator

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2199492C2 (en)

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011049542A1 (en) * 2009-10-22 2011-04-28 Bogdanchenko Alexander Mikhajlovich Process for producing hydrogen and power supply apparatus on the basis thereof
RU2501738C2 (en) * 2008-05-07 2013-12-20 Налко Компани Method of reducing corrosion, formed of sediments and reducing of water consumption in cooling tower systems
RU2515884C1 (en) * 2012-09-21 2014-05-20 Государственное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт электрификации сельского хозяйства Российской академии наук (ГНУ ВИЭСХ РООССЕЛЬХОЗАКАДЕМИИ) Device and method to produce gas hydrogen-oxygen fuel from water (versions)
RU2610429C2 (en) * 2015-07-14 2017-02-10 Том Анатольевич Дозоров Apparatus for extracting hydrogen from black sea water
RU2620802C1 (en) * 2016-05-26 2017-05-29 Александр Федорович Чабак Device for water hydrogenation
RU2758347C1 (en) * 2021-01-21 2021-10-28 Дмитрий Валерьевич Татеосов Automatic machine for production and sale of alkaline water
RU2758346C1 (en) * 2021-01-21 2021-10-28 Дмитрий Валерьевич Татеосов Method for obtaining and selling alkaline water
RU2767265C2 (en) * 2020-03-05 2022-03-17 Михаил Андреевич Эсмонт Method and installation for round-the-clock desalination of sea water
CN114604828A (en) * 2022-03-07 2022-06-10 大连汉诺工程技术有限公司 Hydrogen concentration device and process by hydrate method
RU2795908C1 (en) * 2022-04-18 2023-05-15 Дмитрий Валерьевич Татеосов Alkaline water receiving and selling machine
WO2023204725A1 (en) * 2022-04-18 2023-10-26 Дмитрий Валерьевич ТАТЕОСОВ Dispensing machine for the production and sale of alkaline water

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Классен В.И. Омагничивание водных систем. - М.:Химия, 1982, с.157 и 158. *

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2501738C2 (en) * 2008-05-07 2013-12-20 Налко Компани Method of reducing corrosion, formed of sediments and reducing of water consumption in cooling tower systems
WO2011049542A1 (en) * 2009-10-22 2011-04-28 Bogdanchenko Alexander Mikhajlovich Process for producing hydrogen and power supply apparatus on the basis thereof
RU2515884C1 (en) * 2012-09-21 2014-05-20 Государственное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт электрификации сельского хозяйства Российской академии наук (ГНУ ВИЭСХ РООССЕЛЬХОЗАКАДЕМИИ) Device and method to produce gas hydrogen-oxygen fuel from water (versions)
RU2610429C2 (en) * 2015-07-14 2017-02-10 Том Анатольевич Дозоров Apparatus for extracting hydrogen from black sea water
RU2620802C1 (en) * 2016-05-26 2017-05-29 Александр Федорович Чабак Device for water hydrogenation
RU2767265C2 (en) * 2020-03-05 2022-03-17 Михаил Андреевич Эсмонт Method and installation for round-the-clock desalination of sea water
RU2758347C1 (en) * 2021-01-21 2021-10-28 Дмитрий Валерьевич Татеосов Automatic machine for production and sale of alkaline water
RU2758346C1 (en) * 2021-01-21 2021-10-28 Дмитрий Валерьевич Татеосов Method for obtaining and selling alkaline water
CN114604828A (en) * 2022-03-07 2022-06-10 大连汉诺工程技术有限公司 Hydrogen concentration device and process by hydrate method
RU2795908C1 (en) * 2022-04-18 2023-05-15 Дмитрий Валерьевич Татеосов Alkaline water receiving and selling machine
WO2023204725A1 (en) * 2022-04-18 2023-10-26 Дмитрий Валерьевич ТАТЕОСОВ Dispensing machine for the production and sale of alkaline water

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2199492C2 (en) Device for continuous treatment of sea water at separation of desalinized water, hydrogen, oxygen, metals and other compounds; ion separator for separation of sea water into desalinized water, anolyte and catholyte by magnetic flux, separator-neutralizer for separation of hydrate envelope from ions and neutralization of electric charges and hydrogen generator
CN102145905B (en) Method for preparing metallurgy-level aluminum oxide by using fluidized bed pulverized fuel ash
CN105861844B (en) Non-ferrous metal metallurgy waste acid and wash slag comprehensive reutilization method
EA016697B1 (en) Functional fluid and a process for the preparation of the functional fluid
CA2863015A1 (en) Water treatment process for recycling produced water from heavy oil recovery to serve as boiler feed water
WO2019225202A1 (en) Treatment method for reducing carbon dioxide discharge amount of combustion exhaust gas
CN114425549B (en) Method for microwave hydrothermal detoxification and synchronous synthesis of tobermorite by using waste incineration fly ash
Chu et al. Characterization and reuse of ash pond effluents in coal-fired power plants
CN104818390A (en) Environment-friendly treatment technique of rare-earth metal smelting slag
JPH04504674A (en) Method and apparatus for desalinating seawater and obtaining energy and raw materials contained in seawater
CN102218290A (en) Ion separation methods and equipment thereof
Olayiwola et al. Cleaner production of ammonium paratungstate by membrane electrolysis-precipitation of sodium tungstate solution
JP2017521551A (en) Arc furnace smelting system and method
CN110723855B (en) Concentration treatment method of high-salinity wastewater and scale and corrosion inhibitor for treating high-salinity wastewater
Zhang et al. Comprehensive utilization of complex rubidium ore resources: Mineral dissociation and selective leaching of rubidium and potassium
CN108033589A (en) The method that a kind of waste acid removal of impurities in acid making system recycles
CN113955772A (en) Separation and purification method of fly ash washing soluble chloride
IL30155A (en) Recovery of magnesium chloride from mixed salt solutions containing sodium,potassium,magnesium,chloride and sulfate
CN111876617A (en) Extraction of molybdenum, rhenium and radioactive origin187Methods for Os
CN112499844A (en) System and method for treating waste ionic liquid
CN111876597A (en) Extraction of radioactive cause from molybdenite187Methods for Os
CA2217350A1 (en) Treatment of fly ash
CN214735125U (en) Zero-discharge treatment system for metallurgical wet desulphurization wastewater
CN216705446U (en) Household garbage incineration fly ash recycling treatment system
CN113511697B (en) Integrated asynchronous submerged combustion evaporator and combined evaporation device