RU2432316C1 - Способ получения водорода - Google Patents
Способ получения водорода Download PDFInfo
- Publication number
- RU2432316C1 RU2432316C1 RU2010104591/05A RU2010104591A RU2432316C1 RU 2432316 C1 RU2432316 C1 RU 2432316C1 RU 2010104591/05 A RU2010104591/05 A RU 2010104591/05A RU 2010104591 A RU2010104591 A RU 2010104591A RU 2432316 C1 RU2432316 C1 RU 2432316C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- electrodes
- aluminum
- water
- hydrogen
- reactor
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/36—Hydrogen production from non-carbon containing sources, e.g. by water electrolysis
Landscapes
- Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области химии и может быть использовано при получении водорода. В реактор вводят алюминиевые электроды и в зону расположения электродов подают воду со следами гидроокисей щелочных металлов. На электроды подают постоянный ток напряжением 30-110 В и силой 5-10 А, создавая между электродами вольтову дугу, которая диспергирует алюминиевые электроды и распыляет их в вольтовой дуге с образованием алюминиевого нанопорошка, который взаимодействует с водой, образует оксиды алюминия и газообразный водород. При погасании вольтовой дуги алюминиевые электроды перемещают до ее возникновения, а воду со следами гидроокисей щелочных металлов добавляют по мере выработки. Изобретение позволяет повысить производительность, снизить энергозатраты и повысить чистоту водорода. 1 ил.
Description
Изобретение относится к химической промышленности, в частности к способам получения газообразного водорода.
Известен способ получения водорода, включающий взаимодействие водяного пара с элементарным железом и/или с его низшим окислом в кипящем слое при 500-650°С, давлении 0,1-0,4 МПа, регенерацию образующихся окислов железа, контактированием их с твердым углеродосодержащим материалом при 800-1100°С с получением газов регенерации и восстановленных окислов железа и возврат последних на стадию взаимодействия, газы регенерации возвращают на стадию регенерации, а окислы железа на стадии регенерации используют с размером частиц 50·10-6-140·10-6 м [патент РФ №1125186 МПК С01В 3/10, опубл. 23.11.1984 г. БИ №43 «Способ получения водорода», авторы Лебедев В.В. и др.].
Недостатком способа является сложность процесса, низкая производительность и большие энергозатраты.
Известен способ получения водорода путем конверсии в реакторе водяного пара в среде раскаленного железа до окислов железа и газообразного водорода, в котором используют реактор, состоящий из рубашки охлаждения и высоковольтного разрядника с двумя электродами, один из которых изготовлен из технического железа, в баке кипятят дистиллированную воду, образуя насыщенный пар, его подают в рубашку охлаждения реактора, образуя перегретый пар, на высоковольтный разрядник подают переменный ток напряжением 3,6 кВ, одновременно через форсунку в разрядный промежуток вводят перегретый пар, а образовавшиеся окислы железа при помощи вибрации сбрасывают в сборную емкость; влажный водород выпускают из реактора в конденсатор, охлаждаемый водой из системы водоснабжения, конденсат сбрасывают, после этого предварительно осушенный водород подвергают окончательной осушке в регенерируемых силикагелевых патронах, затем водород через микропористый фильтр раздают потребителям в интерметаллидных компрематорах, которые при десорбции водорода обеспечивают его чистоту до 99,99 об.%. [патент РФ №2191742 МПК С01В 3/00, С01В 3/10 опубл. 27.10.2002 г. БИ №30 «Способ получения водорода», авторы Адамович Б.А. и др.].
Недостатком способа является низкая производительность и большие энергозатраты.
Данное техническое решение выбрано в качестве прототипа.
Техническим результатом является повышение производительности, снижение энергозатрат и повышение чистоты водорода.
Технический результат достигается тем, что в способе получения водорода в реактор с электродами вводят алюминиевые электроды и в зону рассположения электродов подают воду со следами гидроокисей щелочных металлов, а на электроды подают постоянный ток напряжением 30-110 В и силой 5-10 А, создавая между электродами вольтову дугу, которая диспергирует алюминиевые электроды и распыляет их в вольтовой дуге с образованием алюминиевого нанопорошка, который взаимодействует с водой, образуя оксиды алюминия и газообразный водород, причем при погасании вольтовой дуги алюминиевые электроды перемещают до ее возникновения, а воду со следами гидроокисей щелочных металлов добавляют по мере выработки.
Реакцию взаимодействия алюминия с водой производят на поверхности алюминиевого нанопорошка и на активной поверхности электродов при температуре 600-700°С. Подача постоянного тока силой 5-10 А и напряжением 30-110 В обеспечивает образование между электродами под водой вольтовой дуги, которая, разрушая электроды, делает их поверхность активной и образует высокотемпературный алюминиевый нанопорошок с развитой активной поверхностью без защитной оксидной пленки. Высокотемпературный алюминиевый нанопорошок размером 70-120 нм позволяет быстро провести реакцию окисления алюминия с выделением водорода.
На фиг.1 представлена схема получения водорода.
Реактор 1 состоит из рубашки охлаждения 2, двух электродов 3 и 4, магистрали выхода водорода 5, магистрали выхода продуктов реакции 6, источника питания 7, реостата 8 и амперметра 9.
В реактор 1 с двумя алюминиевыми электродами 3, 4 подают воду, погружая электроды в воду. На электроды от источника питания 7 подают постоянный ток силой 5-10 А и напряжением 30-110 В. При прохождении тока через электроды между ними под водой возникает вольтова дуга. При этом у электродов образуется облако высокодисперсного металла, таким образом, диспергируют оба электрода - катод и анод. Высокодисперсный алюминий лишен оксидной пленки, поверхность алюминия становится активной и взаимодействует с водой, образуя водород и оксиды алюминия, причем реакция окисления алюминия идет как по поверхности нанопорошка, так и на активной поверхности обоих электродов.
При этом реакция окисления алюминия идет по двум уравнениям:
Образовавшийся алюминиевый нанопорошок прореагирует полностью, а электроды только по поверхности. С целью увеличения времени образования оксидной пленки на электродах в воду вводят следы гидроокисей щелочных металлов. Поверхность алюминиевых электродов будет длительное время активной и производительность электродов по водороду будет увеличена.
Оксиды алюминия выводят из реактора по магистрали выхода продуктов реакции 6, а водород выводят из реактора по магистрали выхода водорода 5.
Регулировку силы тока и напряжения осуществляют реостатом 8 и контролируют амперметром 9. Охлаждение реактора осуществляют циркулированием воды через рубашку охлаждения 2 реактора.
Пример реализации способа. Осуществляют способ получения водорода диспергированием алюминиевых электродов, распыляя их в вольтовой дуге. Для осуществления способа используют алюминиевые электроды, например, диаметром 5 мм. В реактор наливают воду со следами гидроокисей щелочных металлов и встречно вводят алюминиевые электроды с образованием зазора между ними 2-5 мм, причем электроды находятся в воде. Затем на алюминиевые электроды от источника питания подают постоянный ток силой 5-10 А и напряжением 30-110 В, при этом между электродами возникает вольтова дуга. Электроды распыляются в месте образования вольтовой дуги, образуя облако нанопорошка алюминиевого металла размером 70-120 нм. Зазор между электродами увеличивается, после чего вольтова дуга исчезает. Алюминиевый нанопорошок вступает в реакцию с водой с образованием газообразного водорода и окислов алюминия. Затем алюминиевые электроды встречно перемещают до образования вольтовой дуги и процесс получения водорода повторяется, при этом воду со следами щелочных металлов добавляют в реактор по мере выработки.
Таким образом, из 1 кг алюминиевой проволоки получаем 1200 л чистого водорода.
Предлагаемый способ позволяет увеличить выход водорода, повысить производительность получения водорода в несколько порядков и снизить энергозатраты на его получение в 3 раза.
Claims (1)
- Способ получения водорода в реакторе с электродами, отличающийся тем, что в реактор вводят алюминиевые электроды и в зону расположения электродов подают воду со следами гидроокисей щелочных металлов, а на электроды подают постоянный ток напряжением 30-110 В и силой 5-10 А, создавая между электродами вольтову дугу, которая диспергирует алюминиевые электроды и распыляет их в вольтовой дуге с образованием алюминиевого нанопорошка, который взаимодействует с водой, образуя оксиды алюминия и газообразный водород, причем при погасании вольтовой дуги алюминиевые электроды перемещают до ее возникновения, а воду со следами гидроокисей щелочных металлов добавляют по мере выработки.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2010104591/05A RU2432316C1 (ru) | 2010-02-09 | 2010-02-09 | Способ получения водорода |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2010104591/05A RU2432316C1 (ru) | 2010-02-09 | 2010-02-09 | Способ получения водорода |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2010104591A RU2010104591A (ru) | 2011-08-20 |
RU2432316C1 true RU2432316C1 (ru) | 2011-10-27 |
Family
ID=44755417
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2010104591/05A RU2432316C1 (ru) | 2010-02-09 | 2010-02-09 | Способ получения водорода |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2432316C1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN106986321A (zh) * | 2017-04-26 | 2017-07-28 | 河北金雕新材料科技有限公司 | 一种电炭材料用自渗透浸渍抑弧剂及其制备方法 |
-
2010
- 2010-02-09 RU RU2010104591/05A patent/RU2432316C1/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN106986321A (zh) * | 2017-04-26 | 2017-07-28 | 河北金雕新材料科技有限公司 | 一种电炭材料用自渗透浸渍抑弧剂及其制备方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2010104591A (ru) | 2011-08-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CA2834220C (en) | Energy efficient process for producing nitrogen oxide | |
RU2753275C1 (ru) | Устройство для осуществления низкотемпературной плазменной реакции и способ разложения сероводорода | |
JP5649186B2 (ja) | オニオンライクカーボンおよびその製造方法 | |
RU2432316C1 (ru) | Способ получения водорода | |
RU2320534C1 (ru) | Способ получения хлора | |
RU2010136236A (ru) | Способ получения наночастиц | |
WO2016063302A2 (en) | Process for combustion of nitrogen for fertilizer production | |
Zhou et al. | Direct and continuous synthesis of concentrated hydrogen peroxide by the gaseous reaction of H 2/O 2 non-equilibrium plasma | |
RU2430011C1 (ru) | Способ получения водорода | |
RU2429191C1 (ru) | Способ получения водорода | |
US20130039834A1 (en) | Method for producing ammonia | |
RU2428371C1 (ru) | Способ получения водорода | |
RU2424973C1 (ru) | Способ получения водорода | |
WO2016074111A1 (zh) | 一种控温式硫化氢连续分解制取氢气的装置 | |
RU2428372C1 (ru) | Способ получения водорода | |
CN111377409A (zh) | 等离子体设备和分解硫化氢的方法 | |
CN111547704B (zh) | 一种基于液相脉冲等离子体作用制备碳量子点的方法及装置 | |
RU2520490C2 (ru) | Способ и устройство для получения водорода из воды | |
US1720910A (en) | Process of treating material in liquid state electrochemically | |
CN113213439B (zh) | 三甲硅烷基胺的制备方法及系统 | |
CN111377399A (zh) | 等离子体放电装置和分解硫化氢的方法 | |
KR20150085196A (ko) | 암모니아 합성 장치 및 방법 | |
CN111377410A (zh) | 低温等离子体设备和分解硫化氢的方法 | |
RU2177022C1 (ru) | Способ пиролиза природного газа в ацетилен энергией электрической дуги | |
RU2509719C1 (ru) | Способ и устройство для получения водорода из воды (варианты) |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20120210 |