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invention
Fédération de Russie Patent RU2199492

DISPOSITIF DE TRAITEMENT CONTINU DE L'EAU DE MER
A la sortie de la HER eau déminéralisée, l'hydrogène, l'oxygène, les métaux
Et d'autres composés, diviseurs IONS POUR LA SÉPARATION DE L'EAU DE MER DANS LE DOMAINE MAGNETIQUE eau déminéralisée, anolyte et catholyte, isolant-CONVERTISSEUR POUR shell BRANCH d'hydratation des ions et neutralisent LEUR charge électrique et le générateur d'hydrogène

Nom de l'inventeur:. Alyanov MI; Vasyuta MM
Le nom du titulaire du brevet: Alyanov Mikhail Ivanovich; Vasyuta Maria M.
Adresse de correspondance: 153013, Ivanovo, st. Cavalerie, 46A, kv.40, MI Alyanovu
Date de début du brevet: 11.01.2000

L'invention se rapporte à une technologie de traitement en continu avec l'eau de mer en libèrent de l'eau douce et des matières premières. Appareil pour le traitement continu de l'eau de mer diviseur comprend connectés en série séparateur de neutralisateur d'ions et le générateur d'hydrogène qui constitue la première ligne de traitement. Une deuxième ligne de traitement pour former un second mélangeur-réacteur et l'hydrogène générateur séparateur-convertisseur, fonctionnant à l'eau déminéralisée et fusion alcaline. séparateur d'ions pour séparer l'eau de mer à dessaler l'eau, le catholyte et l'anolyte contient préliminaire section d'eau de l'aimantation d'une section de champ et la séparation magnétique circulaire configuré comme un tube central auquel le diamètre de passage de la fente deux conduits de plus petit diamètre fixé à la séparation de l'anolyte et du catholyte . Séparateur convertisseur pour séparer l'enveloppe de l'hydrate d'anions et de cations et les neutraliser des charges électriques contient des connexions pour l'entrée catholyte vaporeux et l'anolyte coniques engrènent portant des charges positives et négatives, et un convertisseur ayant un contact à bille métallique et le contact du lithium fondu ou le sodium. Le générateur d'hydrogène comprend un système de refroidissement par eau chaleur boîtier isolant avec une zone de réaction pour l'interaction du lithium fondu, et la réaction et avec séparation de masse de celle-ci une solution aqueuse d'hydroxyde de lithium et de l'hydrogène. effet technique - extraction de l'eau douce à partir d'eau de mer, l'hydrogène, l'oxygène, et d'autres produits de valeur, réalisée dans un processus continu.

DESCRIPTION DE L'INVENTION

Cette invention - un groupe d'inventions qui sont combinés en une seule unité et visant à obtenir des matières premières à partir de l' eau de mer par des processus physico-chimiques, qui est exposée à l' eau de mer, se déplaçant en continu deux lignes technologiques.

L'objectif principal de la présente invention - le remplacement de la Terre des carburants planète entière fossiles (gaz, produits pétroliers, du charbon, de la tourbe) sur le carburant d'hydrogène propre (hydrogène pur), mais aussi de fournir de l'eau douce dans l'industrie et l'agriculture, mais aussi la matière première pour l'industrie chimique et métallurgique l'industrie.

Nous avons considéré ci-dessous la technologie analogique complet est none, t. Pour. Dans la littérature, il n'y a aucune description du processus par lequel un seul et continu cycle technologique de l'eau de mer est libérée une fois une gamme de produits énumérés ci-dessus.

Cependant, le procédé de fabrication comprend de nombreuses solutions techniques, sur la base qui, lorsqu'elles sont combinées dans un processus unique, et a créé cette invention.

1. Dans le dispositif de l'art antérieur pour séparer l'eau de mer pour catholyte et de l'eau déminéralisée anolyte par un champ magnétique avec le flux magnétique est perpendiculaire au mouvement d'écoulement d'eau (SU 361981, 13.12.1972, C 02 F 1/48). Cependant, notre invention est structurellement différent de la présente invention.

2. Dans l'art antérieur et un dispositif d'aimantation du champ magnétique d'une eau circulaire décrite VI Klassen "Magnétisation des systèmes d'eau", Moscou: Chimie 1985, s.157-158. La présente invention résout le problème que par moitié, puisque Il ne partage pas l'eau avec anolyte - eau déminéralisée - catholyte.

3. Il est connu que l'interaction du lithium fondu et l'eau est accompagnée d'une explosion, en plus du lithium fondu est une substance de risque d'incendie ( «Chimie et de la technologie des éléments rares et dispersés" KA Bolshakov, Partie I, manuel pour les écoles, M:. Ecole Supérieure, 1976, p.8, 75).

Dans la présente invention, le procédé et la structure du générateur d'hydrogène ne comprennent pas conduire des réactions chimiques produisent de l'hydrogène dans le mode de réalisation volatil.

4. Cependant, il est connu que la conductivité de matériaux diélectriques, ainsi que la vapeur d'eau augmente brusquement et commence l'ionisation par impact à haute tension (Short Chemical Encyclopedia, M. Encyclopédie soviétique, 1961, p 1184).. Sur le convertisseur de puissance fourni par le séparateur grille, ce qui supprime l'ionisation par impact.

5. Appareil pour produire de l'hydrogène par décomposition thermochimique de l'eau contenant une zone de réaction et un échangeur de chaleur (RU 204032, B 01 J 37/00, 27/07/95, 110) L'analogue le plus proche de la revendication. 4 du générateur d'hydrogène peut être envisagée. Ceci est un processus très différent, et il ne peut rivaliser avec la présente invention.

Résoudre le problème nécessite de nouvelles technologies de pointe, offrant une grande vitesse de réaction entre la réaction des composants. La présente invention est basée sur quatre méthodes spécialement développés qui offrent des taux élevés de réaction entre les réactifs, jusqu'à la vitesse de réaction instantanée - neutralisation des ions de charges électriques, sans coquilles d'hydratation pour former le produit souhaité.

Pour chaque méthode, il a mis au point un dispositif spécial, qui passe le processus physico-chimique approprié.

Le problème est résolu en ce que le dispositif pour le traitement continu de l'eau de mer avec une séparation de celle-ci l'eau déminéralisée, de l'hydrogène, l'oxygène, des métaux et d'autres composés comprend des ions de séparation connectées en série pour séparer le champ magnétique d'eau de mer sur dessalé l'eau, l'anolyte et le séparateur de catholyte neutralisateur pour la séparation de la couche d'hydratation des cations et des anions, et en neutralisant la charge électrique sur eux et générateur d'hydrogène pour produire de l'hydrogène en faisant réagir un sel de lithium et de l'eau en fusion, qui forment la première ligne de traitement. Un second convertisseur séparateur connectés en série, le réacteur-mélangeur et le générateur d'hydrogène, eau déminéralisée courante à l'état fondu alcalin et former une deuxième ligne de traitement.

Le séparateur pour séparer les ions de l'eau de mer à l'eau déminéralisée, l'anolyte et le catholyte comprend un conduit disposé dans le champ magnétique, l'aimantation de l'eau section avant circulaire du champ magnétique produit par la bobine d'un électro-aimant équipé d'un dispositif pour l'entrée tangentielle de l'eau. Section précédemment magnétisée séparation de l'eau en appliquant un champ magnétique avec un flux magnétique perpendiculaire à la direction du mouvement de l'eau, réalisé sous la forme d'un tube central, à travers laquelle fente le diamètre du conduit d'un diamètre de deux plus petits relié à l'anolyte de sortie et catholyte.

Convertisseur séparateur destiné à séparer l'enveloppe de l'hydrate d'anions et de cations et les neutraliser des charges électriques, il contient connecté en série avec une autre ligne d'alimentation sur la grille conique de courant continu haute tension, un séparateur muni d'ergots d'entrer catholyte et l'anolyte deux vaporeux conique des filets, des transporteurs, respectivement, des charges positives et négatives, deux absorbeurs de vapeur de vitesse anolyte et de catholyte et deux cylindres de guidage pour entrer dans la coquille non hydratation d'anions et de cations dans le convertisseur et le convertisseur comprenant un générateur de courant continu à basse tension et un circuit oscillateur externe, dans lequel comprend une tige métallique et une bille de lithium fondu ou le sodium.

Le générateur d'hydrogène comprend un boîtier calorifuge, dans lequel la zone de réaction est prévu pour l'interaction de l'eau et du lithium fondu. Le corps et pourvu d'un refroidissement de la masse réactionnelle refroidie avec de l'isolement à froid de celui-ci une solution aqueuse d'hydroxyde de lithium et d'évacuation d'hydrogène tuyaux pour l'hydrogène et de l'hydroxyde de lithium aqueux. En outre, le générateur comporte des connexions d'entrée anolyte et de catholyte dans l'espace annulaire de la zone de réaction et la vapeur d'attente de connexions catholyte et l'anolyte muni d'éléments chauffants électriques.

Appareil pour le traitement continu de l'eau de mer avec une séparation de celle-ci de l'eau déminéralisée, de l'hydrogène, l'oxygène, des métaux et d'autres composés est basé sur deux procédés, comprenant les étapes de procédé suivantes.

PREMIER PROCESSUS INDUSTRIEL

Étape 1. La séparation de l'eau de mer sous l'action d'un champ magnétique en trois fractions: anolyte - eau déminéralisée - catholyte

l'extension du processus par l'exemple de LiCl

a) la dissociation du LiCl de H ₂ O

^{LiCl -> Li + + Cl -} ( 1)

b) séparer l'eau de mer en ions de séparation sous l'influence du champ magnétique se déroule comme suit:



Étape 2. Façons d'utiliser l'anolyte et le catholyte, obtenu après la séparation de l'eau de mer dessalée.

Façons d'utiliser l'anolyte et le catholyte sont les suivantes:

a) l'anolyte et catholyte après ions quitter le séparateur sont mélangés, et la solution mixte est renvoyée à l'océan, où il est à la dilution initiale de la concentration en sel dans l'océan;

b) la solution mixte au paragraphe (a) doit être envoyé à la décharge pour l'évaporation naturelle de l'eau (pour les pays ayant un climat chaud) afin d'obtenir un sel de mer naturelle et en outre l'envoi pour traitement;

c) le catholyte et l'anolyte pour les canalisations individuelles sont dirigées vers les entreprises de transformation profondes dans la chimique et métallurgique, afin d'obtenir les produits désirés (individuels, des sels métalliques).

Le premier processus est entré seulement eau dessalée, et la production - l'hydrogène et de l'oxygène.

Étape 3. La séparation d'une solution aqueuse de LiOH en deux fractions: l'anolyte et le catholyte.

équation de la réaction

LiOH ^-> Li + OH ^- (4)

^Li + nH ₂ O ^-> Li + 6H ₂ O + (n-6) H ₂ O (5)

OH ^- + nH ₂ O -> OH ^- 6 H ₂ O + (n-6), H ₂ O (6).

Étape 4. Branche avec la coquille d'hydratation des ions.

équation de la réaction

Etape 5. La neutralisation des charges électriques sur les ions Li + et OH ^- pour former un lithium métallique, d' eau et d' oxygène.

équation de la réaction

Etape 6. Production d'hydrogène et: une solution aqueuse de LiOH

équation de la réaction

2Li + 2H ₂ O -> ₂ H + 2LiON (3).

Étape 7. Le refroidissement des produits de réaction par refroidissement par absorption.

Le refroidisseur d'absorption est conçu pour une utilisation de la chaleur générée par une réaction chimique entre les métaux alcalins Li, Na et de l'eau.

L'effet thermique de la réaction de

2Li + 2H ₂ O -> H ₂ + 2LiON + 484 kJ / mol (9, p.248)

Etape 8. La filtration de nettoyage de liqueur.

Pour le traitement continu de l'eau de mer des machines spéciales développées dans le procédé décrit ci-dessus:

- Ion séparateur et de puissance industrielle diviseurs ions;

- Cations et anions Séparateur de la coquille d'hydratation du convertisseur et les charges électriques sur les ions (séparateur-convertisseur);

- Générateur d'hydrogène;

- Refroidisseur d'absorption Modernisé;

- Diviseur fractionnel.

1. ions Separator et industriels ions diviseurs de puissance.

La figure 1 est un schéma d'ions et le diagramme de séparation des ions séparateurs industriels.

Remarque: sur les feuilles avec des dessins de figures du titre de texte de l'invention est réduit à "Un dispositif de traitement continu de l'eau de mer ..."

Fig. 1. Schéma du séparateur d'ions et d'ions séparateurs unité industrielle.

1 - séparateur d'ions; 2 - la première section ou section aimantation préalable de l'eau de mer; 3 - la bobine de l'électro-aimant; 4 - section et la deuxième section de séparation des ions; 5 - Tube pour la sortie anolyte; 6 - le joug de l'électro-aimant; 7 - fente d'entrée pour le passage des anions; 8 - Tube pour la sortie de l'eau dessalée; 9 - la bobine de l'électro-aimant; 10 - le noyau de fer de l'électro-aimant; 11 - fente d'entrée pour le passage de cations; 12 - Tube pour la sortie de catholyte; 13 - bloc industriel délimiteurs ions; 14 - de la protection contre les rayonnements magnétiques; 15 - le cas; 16 - pipeline collecte anolyte; 17 - canalisation d'alimentation d'eau dessalée; 18 - pipeline, collecte de l'eau dessalée; 19 - raccord pour l'enlèvement de l'eau dessalée; 20 - garçon pour enlever l'anolyte; 21 - pipeline qui distribue l'eau de mer par des séparateurs d'ions; 22 - pipeline collecte catholyte; 23 - l'entrée tangentielle de l'eau de mer dans le séparateur d'ions.

Le séparateur est conçu pour séparer les ions de l'eau de mer sous l'influence d'un champ magnétique en trois fractions: - anolyte eau déminéralisée - catholyte.

des ions séparateur est un conduit disposé dans le champ magnétique, et comprend en outre un pré-aimantation de la section d'eau d'un champ magnétique circulaire engendré par la bobine d'un électro-aimant équipé d'un dispositif pour l'entrée tangentielle de l'eau, et la section de séparation de l'eau pré-aimanté par un champ magnétique avec un flux magnétique perpendiculaire à la direction du mouvement de l'eau elle est réalisée sous la forme d'un tube central, à travers laquelle fente le diamètre des deux conduits de plus petit diamètre reliée à la sortie anolyte et le catholyte.

PRINCIPE DE LA PREMIÈRE SECTION

Dans l'entrée 23 (figure 1) est introduit tangentiellement de l'eau de mer ayant une concentration en sel de 3,5 en poids.%. Puis 3,5% 3,5% cations et anions / en ce qui concerne les métaux monovalents) seront formés au cours de la dissociation de 3,5% de sel.

Lorsque le flux d'écoulement de l'eau circulant dans un régime turbulent, on coupe les lignes de force magnétique générée par l'électro-aimant. Ainsi, comme représenté en (I, p. 47-50, 58), le mouvement électrodynamique des ions dans un champ magnétique donne lieu à une microwhirlwinds de champ zone de couverture magnétique, ce qui conduit à un système mikroturbulizatsii et en conséquence de ce phénomène augmente la concentration d'ions au voisinage des parois du conduit , ce qui entraîne un manque d'uniformité de densité dans l'écoulement (écoulement de la densité moyenne est inférieure à celle de la paroi de la canalisation).

L'augmentation du temps de séjour du flux dans le champ magnétique conduit au fait que la partie centrale de l'écoulement d'ions se produit devient plus petite et leur concentration dans la couche de transition existant entre l'écoulement laminaire et turbulent mouvements dans la canalisation.

Ainsi, le flux aimanté d'eau de mer sortant de la section préliminaire aimantation de l'eau de mer, puis en entrant l'eau de mer de la zone de séparation avec anolyte - eau déminéralisée - catholyte a dans la zone du cercle (la section transversale YY 1) structure hétérogène:

- La majeure partie des ions (cations et anions) est regroupée dans la couche limite hydrodynamique d'écoulement turbulent, à savoir à la surface interne de la canalisation, la concentration résultante d'ions est augmentée à 17,5% dans la couche superficielle (telle que calculée) et les ions se déplacent en même temps que l'écoulement dans une direction (1, c.4);

- Une partie centrale du contenu minimum du flux d'ions, parce la plupart des ions déplacés vers la paroi intérieure du tuyau en raison de l'action combinée de l'écoulement turbulent, et les microwhirlwinds de champ magnétique.

La concentration totale d'ions à la sortie de la première section au volume total reste inchangé, mais augmente sur la paroi intérieure de la canalisation.

PRINCIPE DE LA DEUXIÈME PARTIE

La base de la seconde section du séparateur sur le principe de la séparation des ions de charges opposées dans un conducteur qui se déplace perpendiculairement au flux magnétique (ce qui est exactement ce qui se passe dans les générateurs électriques). La théorie de ce processus est donné dans (2 s.140-142).

Le rôle des ions métalliques séparateur effectue pré-magnétisée conducteur électrolyte (eau de mer), qui se déplace entre les deux pôles du deuxième aimant (voir fig. 1), perpendiculaire au flux magnétique et traversant, ce qui conduit à la séparation des ions dans des directions différentes, à savoir . ions négatifs vont se déplacer vers la gauche, positif - à droite.

Etant donné que les ions sortant de la première section de l'écoulement sont à la surface intérieure de la canalisation, la section transversale d'écoulement sera d'un anneau circulaire (voir. Incisions AA et B sur la figure 1), qui sont situés à la périphérie des ions, et dans la partie centrale partie de l'anneau - l'eau dessalée. Dans ces conditions, en raison des effets combinés de l'écoulement turbulent et le champ magnétique dans les seconds ions de séparation section de microwhirlwinds sera plus facile de séparer les ions dans une zone étroite sur la paroi intérieure de la conduite, et à transmettre en fonction de leur charge électrique dans les fentes 7 et 11 correspondants.

Les tubes latéraux 12 et le séparateur 5 est l'absence de champ magnétique d'ions, de sorte que les ions compris dans la sortie du tube latéral arrière sont évités et le flux d'ions sont éliminés du séparateur à l'appareil de traitement approprié. La concentration des cations et des anions à la sortie du séparateur d'ions est de 17,5%, respectivement.

À des fins industrielles ions séparateur 10, décrits ci-dessus sont combinés dans des séparateurs d'ions de blocs, comme représenté sur la figure 1. Ensuite, les performances d'un seul bloc délimiteurs ions atteignent

80 x 10 = 800 t / h d'eau déminéralisée,

où 80 - Performance des ions de séparation par heure.

2. cations et anions Séparateur de la coquille d'hydratation du convertisseur et les charges électriques sur les ions (séparateur-convertisseur).

Le processus de séparation avec la coquille d'hydratation d'ions est réalisée dans l'unité - des cations et des anions de séparation de la couche d'hydratation, associé à un convertisseur de charges électriques sur les ions.

La figure 2 montre un séparateur convertisseur.

Fig. 2. Séparateur convertisseur: 24 - séparateur convertisseur; 25 - un schéma de principe de l'installation pour la fourniture à la partie conique 40 et 48 mesh haute tension en courant continu; 26 - Régulateur de tension; 27 - transformateur élévateur; 28 - haute tension redresseur; 29 - électrode colonisé; 30 - la collecte des électrodes; 31 - ioniseur; 32 - entrée haute tension et sortie à la charge nette positive; 33 - raccord pour entrer en phase vapeur catholyte; 34 - raccord pour entrer en phase vapeur anolyte; 35 - entrée haute tension et sortie à la charge négative nette; 36 - isolation thermique séparateur corps-convertisseur; 37 - quencher vitesse de paire (ve) inclus dans la machine; 38 - buse; bague collectrice pour l'enlèvement et l'application d'une charge positive à la grille sur les électrodes de collecte de l'ioniseur - 39; 40 - Net portant une charge électrique positive; 41 - cylindre de guidage (une grille cylindrique portant une charge électrique positive); 42 - une enveloppe de protection; bague collectrice pour appliquer une charge électrique positive sur les cations de séparation du réseau à haute tension redresseur - 43; 44 - plate-forme de montage; 45 - entonnoir pour quelques indications pour le refroidisseur d'absorption; 46 - une enveloppe de protection; 47 - cylindre de guidage (un treillis cylindrique portant une charge électrique); 48 - Net portant une charge électrique négative; 49 - bague collectrice pour le retrait de la grille et de fournir une charge électrique négative sur l'électrode de décharge de l'ioniseur; 50 - paire de récepteurs, passé à travers les mailles; 51 - buse; 52 - quencher vitesse (anolyte) paire inclus dans la machine; bague collectrice pour fournir une charge électrique négative sur les anions de séparation de la grille du redresseur à haute tension - 53; 54 et 55 - des connexions d'entrée et de sortie d'un échangeur de chaleur refroidi et l'eau chauffée; 56 - sortie pour éliminer l'oxygène; 57 - sortie de condensat; 58 - l'échangeur de chaleur; tuyau de vapeur du gaz à l'entrée (oxygène + vapeur d'eau) mélange à l'échangeur de chaleur - 59; 60 - l'électrode sphérique; 61 - générateur de courant continu de basse tension; 62 - sortie pour évacuer la vapeur au refroidisseur d'absorption; 63 - bain de placage: 64 - sortie pour évacuer le lithium fondu; 65 - la pompe pour fournir du lithium fondu dans le générateur d'hydrogène; 66 - sortie pour décharger du lithium fondu.

Convertisseur-séparateur pour séparer l'enveloppe d'hydrate de cations et anions, et en neutralisant la charge électrique sur eux pour obtenir une eau de lithium métallique, de l'oxygène et de la réaction.

Séparateur convertisseur est un système qui comprend

1. Installation pour l'alimentation haute tension à courant continu sur les coniques cations de séparation de maille et les anions de l'enveloppe d'hydratation.

2. cations et anions Séparateur de la coquille d'hydratation, à savoir, Appareil pour cations et anions.

3. Neutralizer charges électriques sur les cations et anions, à savoir l' obtention de produits cibles Li, O ₂ et H ₂ O, y compris à basse tension générateur de courant continu.

1. Installation pour l'alimentation haute tension à courant continu sur les coniques cations de séparation de maille et les anions de l'enveloppe d'hydratation.

Cet appareil est conçu pour créer un biseau sur les grilles de l'intensité du champ électrique élevé qui peut repousser la grille chargée comme charges, situé sur le cationique ou anionique, à savoir, ce domaine sont repoussés par des cations de la grille ou des anions, respectivement, mais passe à travers la vapeur de maille.

La base de la création de l'installation est une unité AF-90-200, conçu pour nettoyer le gaz d'impuretés à une échelle commerciale.

Cette unité a une tension maximale de 90 000 V et un courant nominal de 200 mA transformateur enroulement secondaire (8, s.742). Le circuit représenté sur la figure 2.

L'étude est basée sur le principe des installations électriques de nettoyage de gaz (4 s.251-255), mais il a fait le changement suivant:

- Un flux continu de gaz purifié se déplaçant dans les charges positives et négatives sur la décharge et des électrodes de collecte, subit une ionisation comme décrit dans (4 s.251-255), ici, nous utilisons le gaz inerte, l'argon Ar potentiel d'ionisation avec 15,755 eV selon la réaction ⁰ Ar ^-> Ar + (14, c.250).

- Le gaz inerte est dans un volume fermé, i.e. dans une bouteille scellée.

Le principe des travaux d'installation (voir. La figure 2).

Avec l'aide du régulateur de tension 26, de rappel du transformateur 27, un transformateur haute tension 28 sur l'électrode de décharge 29 et les électrodes collecteurs 30, sont dans l'ioniseur 31, une haute tension en courant continu 90000, et la puissance de 200 mA de courant. En conséquence, il y a une «couronne» entre la décharge et les électrodes de collecte. En cas de "couronne" dans un cylindre étanche à l' air de l'ioniseur 31 sont ionisé gaz raréfié de Ar et avec les électrons et cations chargés positivement de Ar ^+, sous l'influence d'un champ électrique de cations chargés positivement de Ar ⁺ va déplacer l'électrode de décharge et de le neutraliser, et les électrons chargés négativement se déplace vers l'électrode collectrice et et le neutraliser. Par conséquent, Ar ionisation du gaz circuit électrique externe est fermé et un courant électrique est le mouvement de l'ensemble de la chaîne. Ainsi sur la grille conique 40, le "+" charge électrique positive, et un maillage conique 48 - négative "-" charge électrique.

2. cations et anions Séparateur de la coquille d'hydratation, à savoir, Appareil pour cations et anions.

cations et anions Séparateur de la coquille d'hydratation ( en abrégé - séparateur) conçu pour les cations et anions, portant la charge électrique ^(Li + et OH ^-), et leur soumission subséquente au convertisseur de charges électriques sur les ions.

stripper PRINCIPE

Pour un fonctionnement normal du séparateur d'ions de la couche d'hydratation en premier lieu doit être observé ce qui suit:

- Si les couples catholyte ou anolyte fournis à l' intérieur des filets coniques 40 et 48 directement à partir du générateur d'hydrogène, la partie du couple catholyte ou anolyte, ayant une grande vitesse en aval (P = 10 ⁶ Pa, T = 472 K), glisser le cône de maille et sont appariés ions ne seront pas libérés de la membrane hydratée et entrer dans les cylindres de guidage 41 et 47 et d'autres au convertisseur, où la vapeur entre en réaction chimique avec la Li formée, et cette réaction prématurée et ne peuvent pas être autorisés. Lors de l' anolyte percée de vapeur provenant de certaines parties de l'anolyte ne soit pas formé par ions OH ^-, ce qui provoque des réactions secondaires à une électrode sphérique, ce qui est souhaitable. Un seul moyen de sortir - pour ralentir l'entrée du catholyte séparateur de vapeur et anolyte au minimum, à savoir, accélérer le passage de la vapeur à travers la grille et reliant la paire dans une paire de récepteur 50. Le débit de vapeur permet de régler la vitesse à laquelle la condensation dans l'échangeur de chaleur de la machine frigorifique à absorption, où la vapeur d'eau provenant du récepteur 50 est amené à un cycle de traitement supplémentaire - le système doit être soutenu par une solution permanente, qui est formé par la condensation la vapeur d'eau sur la paroi froide de l'échangeur de chaleur dans un refroidisseur à absorption.

Procédé comme suit

À partir du générateur d'hydrogène (voir fig. 3), le séparateur sert à différentes canalisations catholyte vaporeux et l'anolyte à une température de 473 K, respectivement, aux buses 33 et 34. En outre, la vapeur d'eau se divise en deux parties égales, et est fourni dans les buses 38 et 51 de pulvérisation désactivateur paire sont dans la vitesse 37 et 52 le jet de buses à vapeur en outre pulvérisées dans de nombreux courants minuscules, augmentant ainsi la surface de la collision de deux jets de vapeur, avec la même énergie. Lors d'une collision à la fois la vitesse d'écoulement est amorti à la valeur optimale, à savoir, la vitesse de la vapeur d'eau de passer à travers les mailles coniques 40 et 48 à la grille froide de l'échangeur de chaleur dans une machine frigorifique à absorption.

Par le vide produit par la condensation de catholyte de vapeur de la vapeur ou de l'anolyte, respectivement de l'intérieur du filet conique se précipite à travers la maille 40 ou 48 pour coupler le récepteur 50 et de là à travers le conduit 62 vers l'échangeur de chaleur du refroidisseur à absorption (voir. Fig. 4) où la vapeur se condense et l'eau de condensat est dirigé de nouveau dans le cycle de production.

La charge électrique positive sur toute la surface de la grille 40 et la charge électrique négative sur la grille 48 ne réagit pas avec de la vapeur d'eau, qui est un isolant, et par conséquent la vapeur circule librement à travers la grille, et des cations tels que ^Li +, en raison de la température élevée de 473 K et une pression de 10 ⁶ Pa tandis que , sans la coquille d'hydratation, venant au filet, ayant une charge positive repel de champ électrique Li ⁺ cation au centre des filets en forme de cône, parce des charges identiques se repoussent mutuellement, mais en même temps, avec le mouvement des cations vers le centre de la grille conique, ils se déplacent vers l'électrode chargée négativement (de lithium fondu sur lequel circule un courant électrique), tel que contrairement charges attirent. Cations ou des anions existent seulement dans le champ électrique à haute tension sous vide.

A la sortie de la maille conique concentrées cations ^Li + dans le faisceau circulaire cationique par le champ électrique de haute tension, comprend un cylindre de guidage et un rayon cationique tombant de façon continue sur le lithium fondu, transportant un courant électrique, à savoir électrons, en raison de laquelle il y a une réaction, et .

De même, il est procédé par un ion



La neutralisation des charges électriques sur les ions et est une continuation de la phase 4, tenue dans les cations unité-séparateur et les anions de l'enveloppe d'hydratation, combiné avec un convertisseur de charges électriques sur les ions (voir. La figure 2).

Le processus de neutralisation des charges électriques détenues dans le convertisseur, qui est la troisième composante de l'unité - cations de séparation et les anions de l'enveloppe d'hydratation.

Neutralisant conçu pour des réactions électrochimiques instantanés avec des ions tels que ^Li + et OH ^-.

L'agent neutralisant est un système constitué d'un générateur de courant continu basse tension 61 et la partie extérieure du circuit de générateur, qui comprend

- Une balle contact métallique 60;

- Track 63 de lithium fondu;

- Guide cylindre 47 pour fournir l'ion de contact ^Li +;

- Guide cylindre 60 pour fournir l'ion de contact OH ^-;

- Un échangeur de chaleur 58 pour refroidir la vapeur O O ₂ et H _2;

- Une pompe 65 pour pomper le lithium fondu dans le générateur d'hydrogène.

D'après le diagramme décrit ci-dessus, il est évident que, circulant dans le processus de conversion - ne soit pas le procédé d'électrolyse, comme aucun électrolyte, et par conséquent aucun mouvement de l'électrolyte du générateur d'ions à travers un circuit externe. Il est un procédé de neutralisation des particules chargées électriquement, qui se produit en raison de l'impact de l'assemblage anions et de cations d'électrons, à savoir Interion va transférer des électrons à partir des anions, des cations, et l'anion est oxydé, et le cation est restauré.

Le principe de fonctionnement du convertisseur (circuit de la figure 2).

Lors de la neutralisation des charges électriques sur les cations et anions, il est effectué le principe du transfert d'électrons entre les ions du cation à l'anion par un générateur de circuit externe 61 VDC (en abrégé - le générateur).

Ce principe de considérer les réactions (9) et (10).

Selon la réaction (10) par oxydation quatre hydroxydes OH ^- O généré ₂ et H ₂ O et exempte



Selon la réaction (9) pour la remise en état des quatre cations lithium Li ⁺ , requis



Ainsi, lorsque les réactions de co-organisatrices (9) et (10) a un équilibre complet sur les électrons, à savoir, quatre électrons libérés par la réaction (10) et quatre électrons est dépensée pour effectuer la réaction (9).

TECHNIQUE ce problème est résolu SUIT

Dans le circuit d'oscillateur externe 61 relie la bille de contact 60, qui traverse la réaction (10).

électrons Pour toucher à la balle 60 a passé la réaction (10) doit être retiré en continu sont isolés sur un contact sphérique 60 peut fonctionner de façon aléatoire au large des contacts à billes 60 dans toutes les directions. Cela ne peut pas être autorisé. Par conséquent, après que le contact avec le ballon 60 transportant un courant électrique produit par le générateur de courant continu avec le sens strict du mouvement des électrons de la pince "+" à la borne "-" du circuit externe du générateur de courant continu. Electrons émanant générateur "entraîner" et d'électrons pour un passage obtenus 60 au contact de la réaction (10).

Ainsi, pour les électrons formés par le générateur 61 en une quantité de Q ₁ et circulant à travers les circuits générateurs internes et externes, en outre de communiquer avec le circuit externe 60 "coulage" , les électrons formés par la réaction de (10) en une quantité de Q _2.

Le nombre total d'électrons circulant dans le circuit externe après le contact 60 est égal à Q ₁ + Q _2. Ceci est le nombre d'électrons générés par la direction du générateur de mouvement des électrons dans les circuits externes et internes (de "+" à "-") et doit aller dans cette direction, l'autre ne peut pas l'être.

Les électrons atteignant le contact 63 en une quantité de Q ₁ + Q _2, réagissent (9) pour conduire les électrons qui est consommé en une quantité de Q _2, et ainsi seront observés conservation de l' énergie et de masse.

Le contact restant 63 après le passage des électrons dans une quantité de Q ₁ a reçu à travers le clip "-" vers le circuit interne du générateur et commence la répétition du cycle.

Le contact 63 est un bain de lithium fondu sur lequel circule un courant électrique, qui est, des électrons. Restaurer cation Li ⁺ devient un atome de lithium, puis se fond. Avec l'accumulation de lithium fondu, il apparaît hors du bain.

De ce qui précède il résulte que le générateur de courant continu 61 est un porteur d'électrons provenant de la réaction (10) à la réaction (9). Les produits de réaction _de O ₂ et H ₂ O par l' intermédiaire d' une conduite 59 et l' échangeur de chaleur 56 sont dérivés du convertisseur:

- Station de compression d'oxygène;

- L'eau est recyclée.

Dans ce procédé, une source d'énergie externe est seulement un générateur de courant continu 61 qui assure la direction du mouvement des électrons obtenus par la réaction (10).

3. Le générateur d'hydrogène.

La figure 3 est une vue schématique d'un générateur d'hydrogène.

3. Conduire le générateur d'hydrogène: 67 - générateur d'hydrogène pour la première ligne de production, en travaillant sur le lithium métal; 68 - raccord pour le retrait de la vapeur à une température de consigne de la catholyte; 69 - raccord pour le retrait de l'anolyte à une température prédéterminée; 70 - isolation thermique corps du générateur d'hydrogène; 71 - séparation (deux) sépare l'anolyte du catholyte dans l'espace annulaire de la zone de réaction; 72 - chargeur générateur anneau d'hydrogène (condensats + eau dessalée); 73 - buse; 74 - conduite d'alimentation du réactif (de l'eau ou de lithium fondu) dans la buse; 75 - distributeur de lithium fondu pour les buses; 76 - trajectoire théorique des buses d'eau de pulvérisation ou lithium fondu; 77 - zone de réaction; anneau d'alimentation avec le lithium fondu générateur d'hydrogène - 78; 79 - raccord pour entrer dans le anolyte dans l'espace annulaire de la zone de réaction; le refroidissement de la zone des produits de réaction - 80; 81 - l'échangeur de chaleur; 82 - la canalisation d'élimination de l'hydrogène; 83 - sortie pour retirer la solution aqueuse de LiOH; 84 - Deux tuyaux pour entrer dans le liquide de refroidissement froid; 85 - raccord pour le retrait du liquide de refroidissement chauffé; 86 - raccord pour l'entrée du catholyte dans l'espace annulaire de la zone de réaction; 87 - entrée pour introduire la bague lithium d'alimentation en fusion; 88 - distributeur d'eau selon des buses; 89 - raccord pour l'introduction de l'eau dans le bac annulaire; 90 - vapeur électrique chauffant catholyte à une température prédéterminée; 91 - vapeur électrique chauffant anolyte à une température prédéterminée.

Générateur d'hydrogène pour produire de l'hydrogène selon la réaction (3):

2Li + 2H ₂ O -> ₂ H + 2LiON (3).

Réaction des métaux alcalins ou alcalino-terreux avec l'eau est réalisée dans une phase hétérogène.

Si le procédé est mis en oeuvre dans un système hétérogène entre les réactifs sont dans des phases différentes, la réaction est mise en oeuvre à l'interface. Ensuite , le nombre d'événements de réaction ne sont pas liées au volume de l' unité et la surface de l' unité et la dimension w (vitesse de réaction) est mesurée en mol / s · cm ^2. Des exemples de telles réactions peuvent être nombreux procédés de combustion , le milieu de solides dans l' oxydant gazeux (O _2, Cl _2, etc.) ou par l'action de l' eau sur le métal actif (6, s.205-206).

Il en découle que pour créer haute vitesse de réaction (3), il est nécessaire de créer une grande surface dans le lithium fondu et de l'eau introduite dans la zone réactionnelle.

Comme cette question est résolue ci-dessous.

Le générateur d'hydrogène est

1. La chambre de réaction 77, le catholyte et l'anolyte réfrigéré. Il prend l'interaction avec le lithium pour des réactions avec de l'eau (3). En raison de la chaleur de réaction et de réchauffeurs électriques 90 et 91 de catholyte et d' anolyte à évaporer et à la température de 473 K et à une pression de 10 ⁶ ions Pa sont dirigés à partir du séparateur pour l'enveloppe d'hydratation des ions (étape 4).

2. La zone de refroidissement des produits de réaction, où les échangeurs de chaleur 81, refroidi par l'eau froide, les produits de réaction sont refroidis à une température de 373 K.

3. La densité de la vapeur d'eau saturée égale à 0,5977 g / l (à 100 ^° C et 1 atm) (voir 8, s.607.); Densité d'hydrogène de 0,0899 g / l (à 0 ^° C et 1 atm) (sm.8, 620.); Hydrogène 7 fois plus léger que la vapeur d'eau (0,5977: 0.0899 = 7), de sorte qu'il sera facilement séparé de la vapeur et de condensat dans le conduit 82 à partir.

4. L'hydrogène et facilement se sépare de la solution aqueuse de LiOH et le conduit 82 est évacué du générateur d'hydrogène.

5. La solution alcaline est dirigé par le conduit 83 à une centrifugeuse pour séparer des impuretés solides, à savoir la filtration de l'épuration des eaux usées est effectué.

Le principe de fonctionnement du générateur d'hydrogène est le suivant.

A dix-huit buses 73 en même temps servi

- 9 buses de lithium fondu à partir de l'étape 5;

- Buses d'eau 9 (condensat et de l'eau déminéralisée) et avec 1 étape 7.

En raison de la pression accrue dans les buses d'alimentation en liquide de torsion se produit fluide au niveau des buses et des buses de sortie de pulvérisation de lithium et de l' eau en fines gouttelettes qui, se déplaçant vers l'autre et entrent en collision réagissent instantanément avec l'autre (Li ₂ O), la formation d'une réaction selon (3) d'hydroxyde de lithium et de l'hydrogène.

En raison de l'effet thermique de la réaction, l'eau qui n'a pas réagi est convertie en vapeur.

L' excès de chaleur à gauche après le chauffage du catholyte et anolyte est retiré de la zone de réaction 77 dans les échangeurs de chaleur 81. Les tubes de l' échangeur de chaleur eau, refroidi à ⁺¹ ° C Le fluide chauffé de transfert de chaleur sous forme de vapeur à travers le tuyau 85 circulant est soudée à un refroidisseur à absorption pour assurer le refroidissement nécessaire pour la conduite du processus.

Définir le nombre de fois que l'hydrogène est dilué par de la vapeur d'eau dans le générateur d'hydrogène. (Faire conditionnellement paiement sans réduction à des conditions normales).

1. La quantité d'hydrogène, qui est obtenu à partir de 14 kg de Li selon la réaction (3) -22400 m ³ d'hydrogène (voir. Calcul Matériau).

2. Dans l'évaporation de 18 g de H ₂ O générée 22,4 litres de vapeur d'eau, tandis qu'en termes de m-mol d' obtenir

18 m-taupe - 22400 m ³ de vapeur d'eau

295 m-mole - x

x = 367,111 m ³ de vapeur d'eau.

La dilution avec de la vapeur d'eau de l'hydrogène dans le générateur d'hydrogène sera

367 111: 22400 = 16,4 fois.

Ainsi, lorsque la vapeur d'eau de dilution de l'hydrogène 16,4 fois exclure la possibilité d'une explosion de l'hydrogène dans le générateur d'hydrogène.

La buse 73 est une buse à cône de pulvérisation en continu (10, p. 77), il est utilisé dans le cas où la couverture complète nécessite une certaine surface, et présentent de préférence une distribution uniforme des gouttes.

Le diamètre de l'orifice de sortie de 0,5 à 50 mm de buses, la productivité 0,04-750 l / min.

4. refroidisseur d'absorption amélioré.

La chaleur de réaction peut être enlevée en refroidissant le mélange réactionnel avec de l'eau de l'étang. Mais la consommation d'eau serait énorme, et, en outre, le changement de température ambiante.

Le plus avantageux de refroidir le mélange réactionnel est l'utilisation d'un refroidisseur à absorption, où la quasi-totalité de la chaleur extraite est absorbée par le générateur d'hydrogène de la machine à absorption pour la production de froid et l'isolement de la solution vodnoammiachnogo d'ammoniac.

La figure 4 est un schéma de la machine à absorption améliorée.

Fig. 4. Conduire une absorption améliorée refroidisseur: 92 - refroidisseur d'absorption; 93 - le générateur pour évaporer vodnoammiachnogo bonne solution; 94 - condensateur; 95 - une soupape d'étranglement; 96 - évaporateur; 97 - une conduite de dérivation pour évacuer l'eau glacée à l'échangeur de chaleur du générateur d'hydrogène; 98 - absorbeur; 99 - une soupape d'étranglement; 100 - échangeur de chaleur; 101 - pompe; 102 - distributeur de condensat; 103 - pompe pour le condensat à l'évaporateur pour refroidir; 104 - pompe à condensat pour l'alimentation d'un générateur d'hydrogène; 105 - raccordement évacuation des condensats dans le générateur d'hydrogène; 106 - manchon pour l'entrée de la vapeur provenant de l'échangeur de chaleur du générateur d'hydrogène; 107 - le tube d'entrée de vapeur provenant des ions piège par couche d'hydratation.

Une absorption améliorée machine frigorifique est conçu pour le retrait de la chaleur de la réaction pour produire de l'hydrogène dans un générateur d'hydrogène et se présente comme suit.

Générateur 93 (Figure 4) est utilisé pour vaporiser la bonne solution de vodnoammiachnogo - est produit à la suite de la modernisation.

Comme le fluide de refroidissement utilisé pour vaporiser la vapeur d'ammoniac entrant dans l'échangeur de chaleur 106 à partir du générateur d'hydrogène (3) et de la vapeur à partir de l'ion de séparation (fig. 2). Formé après l'échange de chaleur dans le condensat d'absorption est envoyée à la machine dans les proportions appropriées dans un générateur d'hydrogène pour produire de l' hydrogène la réaction supplémentaire de condensation dans l'évaporateur 96 est refroidi à environ ¹ ° C et l' échangeur de chaleur d'eau de refroidissement 106 est dirigée vers un générateur d'hydrogène pour le retrait de la chaleur de la masse réactionnelle, m. e. l'eau sur le circuit passe par un cycle fermé sans laisser la machine à absorption.

Inclus dans le condensateur de circuit de la machine 94, les vannes d'étranglement 95 et 99, un évaporateur 96, un absorbeur 98, une pompe 101, un échangeur de chaleur 100 ne sont pas soumis à la modernisation.

Le principe de base de la machine d'absorption est principe de fonctionnement modernisés prélevé (5, p.213) et (11, s.441).

de l' ammoniac gazeux (~ 95% de NH ₃₎ vodnoammiachnogo libéré de la solution dans le générateur 93 (12, 11 et s.429, s.441) à une pression élevée d'environ 10 ⁶ Pa (10 atm) et une température de 383 K pénètre dans le condenseur 94, où il est condensé, donnant la chaleur à l'eau de refroidissement Q. l' ammoniac liquide à P = 10 ⁶ Pa et T = 298 K passe à une vanne d'étranglement 95 et est évaporé dans l'évaporateur 96, la détection de la chaleur à un niveau faible température T ₀ du condensat et refroidie à une température de ¹ ° C du condensat est dirigé par la canalisation 97 dans la canalisation 84 un générateur d'hydrogène à un échangeur de chaleur 106. Après l' évaporateur d'ammoniac gazeux avec T = 253 K ^(-20 ° C) et sous une pression de P = 1,17 · 10 ⁵ Pa (1,2 atm) est dirigé dans l'absorbeur 98 et le refroidissement (élimination dissolution de la chaleur) l' eau absorbée pour former une solution fortement concentrée (~ 50% de NH _3). La solution résultante est pompée par la pompe 101 à travers l'échangeur de chaleur 100 au générateur 98. Le générateur 93 par chauffage avec de la vapeur (fourniture de chaleur d'évaporation) pénétrant à travers des buses 106 et 107, respectivement, de l'échangeur de chaleur et un générateur d'ions hydrogène de la coquille piège d'hydratation, la majeure partie de l'évaporation de l'ammoniac et sous la forme de gaz pénètre dans la solution appauvrie condenseur 94 d' eau et d'ammoniac (~ 20% de NH ₃₎ quitte le générateur 93 à travers l'échangeur de chaleur 100 et la vanne d'étranglement 99 vers l'absorbeur 98 où à nouveau concentré à ~ 50% en raison de l'absorption du gaz ammoniac et envoyé au générateur 93 recyclées.

5. Le diviseur fractionnaire.

La figure 5 est un circuit de diviseur fractionnaire.

5. séparateur fractionnaire: 108 - diviseur fractionnée; 109 - connexion pour le téléchargement de boues; 110 - agitateur à turbine équipé d'un réducteur et un mécanisme spécial pour élever et abaisser l'agitateur: a) à la position d'un agitateur de sédimentation des particules; b) mettre en suspension des particules d'agitateur en position; 111 - le niveau de la suspension de conglomérat polymétallique; 112 - soupape; 113 - soupape; 114 - bec; 115 - attraper; 116 - conduit pour l' évacuation de la suspension de Ca (OH) ₂ carter; 117 - attraper; 118 - Connexion pour le golfe d'eau dessalée à partir du bas vers le haut dans le diviseur fractionnaire; 119 - tuyau de vidange de la suspension polymétallique conglomérat dans le puisard; 120 - attraper; 121 - conduit pour diriger la suspension polymétallique conglomérat dans le puisard; 122 - conduit pour diriger la suspension de Mg (OH) ₂ dans le carter; 123 - attraper; 124 - bec; 125 - soupape; 126 - tuyau pour évacuer l'eau; 127 - attraper; 128 - bec.

Procédé Théorie séparation fractionnée des particules solides est donnée à l'étape 15.

Le diviseur fractionnaire est conçu

- Pour séparer la suspension dans l'eau déminéralisée polymétallique conglomérat en trois fractions:

une fraction d'une suspension de Ca (OH) _2;

fraction de la suspension de Mg (OH) ₂ + Al (OH) ₃ (comme mikrosmes);

une fraction de la suspension à l'intérieur du conglomérat composés polymétalliques restant;

- Séparation des fractions séparées les unes des autres.

Le diviseur fractionnaire est une colonne d'un diamètre de 2 mètres et 65 mètres de hauteur ~ dans laquelle, sur la base de la loi de Stokes sont séparés en fonction de leur diamètre et de la densité des particules.

PRINCIPE fractionnel Separator

Le diviseur fractionnaire 118 est rempli à travers une buse de l'eau déminéralisée pendant environ 2 mètres au-dessus de la tige de soupape 112, après quoi la vanne 112, 113 et 125 à partir d'une position verticale (par rapport au plan des clapets) sont transférés à l'horizontale.

Par le conduit 109 est chargé dans la partie supérieure du séparateur de boue, qui est alimenté à partir de la centrifugeuse de l'étape 13 en une quantité égale à un fonctionnement de trois heures du générateur d'hydrogène.

110 comprend un agitateur à turbine et les vannes 112, 113 et 125 sont transférés à partir d'une position horizontale à la verticale, de sorte que la boue et de l'eau déminéralisée sont transférés dans une suspension.

Disconnected agitateur à turbine 110 et la vanne 112, 113 et 125 sont transférés à partir d'une position horizontale à un montant, après quoi les particules polymétallique de conglomérat qui sont en suspension dans l'eau ou sous l'influence de la gravité tombent vers le bas.

Après 2 volets Chasa 112, 113 et 125 est transférée de l'horizontale à la position verticale.

Pour les particules Chasa 2 Ca (OH) ₂ et Al (OH) ₃ sont abaissés dans le tuyau à 42,24 m et 54,72 m, respectivement, les particules les composés plus lourds pour le dépôt Chasa 2 voie passe de 87,84 à 709 m 2 mètres. Cependant, leur descente arrête quand l'amortisseur passage 125 où les particules accumulent à la buse 11.

Installer des volets sur le séparateur boîtier couvercle de séparation supérieure:

- Amortisseur 112 - 2,5 mètres;

- Damper 113 - 51 mètres;

- Damper 125 - 55 mètres;

- Boîtier de connecteur inférieur est fixé à environ 55 mètres.

Après avoir installé les clapets sont ouverts à une position horizontale des vannes 115, 120 et 127, et divisée en fractions de la suspension est dirigé dans le réservoir intermédiaire.

Etant donné que la fraction suspension restante d'hydroxydes métalliques et de métaux à base de métaux pèsent ensemble seulement environ 24 kg, ils ont été collectés dans une collection unique de poudre sur le fond du diviseur fractionnaire de plusieurs procédés de séparation, puis ouvre la vanne 120 et la totalité de la fraction est envoyée à un réservoir intermédiaire . A partir des fractions intermédiaires des récipients séparés suspension épaisse alimentée à la centrifugeuse.

eau dessalée Fugato est envoyé au canal de décharge pour l'eau dessalée pour une utilisation ultérieure, et des boues (boues) pour un traitement ultérieur à l'étape 16.

- LISTE DES FIGURES ET DESSINS ET AUTRES MATÉRIELS -

La première ligne pour RECEVOIR eau déminéralisée, hydrogène et oxygène

La figure 6 est un diagramme de la première ligne de production.

Fig. 6. Schéma de la première ligne de production pour la production d'eau dessalée, l'hydrogène et de l'oxygène: 13 - industriels ions de délimiteurs de bloc; 16 - Connexion pour le retrait de l'anolyte; 19 - raccord pour l'enlèvement de l'eau dessalée; 20 - sortie pour retirer catholyte; 21 - connexion pour entrer dans une unité industrielle 13 séparateurs d'ions de l'eau de mer; 24 - Séparateur convertisseur; 33 - raccord pour entrer en phase vapeur catholyte; 34 - raccord pour entrer en phase vapeur anolyte; 40 - Net portant une charge électrique positive; 48 - Net portant une charge électrique négative; 56 - sortie pour éliminer l'oxygène; 57 - une conduite de dérivation pour le condensat (eau de réaction); 62 - sortie pour évacuer la vapeur d'eau à la machine d'absorption; 66 - sortie pour décharger du lithium fondu; 67 - Générateur d'hydrogène; 68 - raccord pour le retrait de la vapeur à une température de consigne de la catholyte; 69 - raccord pour le retrait des anolyte vaporisé à une température prédéterminée; 79 - raccord pour entrer dans le anolyte dans l'espace annulaire; 82 - sortie pour éliminer l'hydrogène; 83 - sortie pour retirer la solution aqueuse de LiOH; 84 - Deux tuyaux (les deux côtés) pour entrer dans le liquide de refroidissement froid; 85 - raccord pour le retrait du liquide de refroidissement chauffé; 86 - raccord pour l'entrée de catholyte dans l'espace annulaire; 87 - raccord pour entrer lithium fondu; 89 - raccord pour l'entrée d'eau dessalée dans l'anneau d'alimentation; 97 - raccord pour le retrait de l'eau froide du refroidisseur d'absorption et le nourrir à travers la sortie 84 est recyclée; 105 - raccordement évacuation des condensats dans le générateur d'hydrogène; 106 - manchon pour l'entrée de la vapeur provenant de l'échangeur de chaleur du générateur d'hydrogène; 107 - manchon pour la paire d'entrée fournie par le convertisseur-séparateur; 129 - seconds ions de séparation divisant solution LiOH sur le anolyte et catholyte; 130 - manchon pour la solution filtrée d'entrée LiOH; 131 - Connexion pour le retrait de l'anolyte avec sa direction dans le tube 79 du générateur d'hydrogène; 132 - Connexion pour la sortie catholyte avec sa direction dans la conduite 86 du générateur d'hydrogène; 133 - réservoir de gaz pour l'oxygène; 135 - un mélangeur pour mélanger le condensat avec de l'eau déminéralisée provenant de l'unité de séparation 13 d'ions; 134 - mélangeur pour mélanger avec des condensats de vapeur; 136 - centrifugeuse; 137 - manchon pour la sortie solution LiOH filtré; 138 - Connexion pour le retrait de la boue; 139 - réservoir de gaz pour l'hydrogène; 140 - masse d'eau; 141 - entrée du filtre; 142 - pompe; conduit de sortie anolyte - 143; 144 - la canalisation d'évacuation du catholyte; 145 - mélange anolyte et catholyte; 146 - un mélange de pulvérisation de l'anolyte et du catholyte dans l'étang.

La première ligne de production est conçu pour produire de l'eau dessalée à partir de l'eau de mer, de l'hydrogène et de l'oxygène.

La première ligne de production est une construction d'ingénierie, qui est basée sur des machines à grande vitesse sans précédent pour le traitement de l'eau de mer jusqu'à les produits désirés: l'eau déminéralisée, l'hydrogène et de l'oxygène.

PRINCIPE DE LA LIGNE FIRST TECHNOLOGY

À partir du réservoir 140 à travers l'entrée du filtre 141 par une eau de mer pompe 142 à travers le tuyau 21 est fourni à l'unité industrielle d'ions 13 séparateurs, où l'eau de mer est divisée en fractions: anolyte - eau déminéralisée - catholyte. L'eau déminéralisée est fournie par la conduite 19 dans le mélangeur 135, où il y a un mélange d'eau déminéralisée et de condensat qui provient du refroidisseur d'absorption 92 et est dirigé par le conduit 89 à un générateur d'hydrogène 67.

L'anolyte et catholyte de l'unité industrielle 13 ions séparateurs dirigés par des conduits 143 et 144, respectivement, sur la deuxième ligne de traitement ou par le mélangeur 145 et le distributeur 146 dans le réservoir 140.

Générateur d'hydrogène 67 - l'unité centrale, dans laquelle tout le matériel du troupeau principal flux impliqué dans la production d'hydrogène, et l' extension de celle - ci les flux de matières impliquées dans l' obtention de Li, O ₂ et de l' eau de réaction.

Le générateur d'hydrogène à travers les tubes 89 et 87 (figure 6) aux buses 18 alimentées simultanément (par le calcul) d'eau déminéralisée ainsi que le condensat (ils sont alimentés à partir d'une unité de séparation d'ions du commerce 13 et l'absorption de la machine 92 de réfrigération) et le cycle se poursuit à partir du séparateur de catalyseur au lithium fondu 24. L'injecteur du lithium et de l'eau est pulvérisée en fines gouttelettes, la création d'une vaste zone de contact entre le lithium et l'eau.

Dans ces conditions, l'eau passe à l'interaction de lithium et de réaction pour produire de l'hydrogène et une solution aqueuse de LiOH sont déchargés à partir du générateur d'hydrogène 67 par les conduites 82 et 83 respectivement. Hydrogène à travers le tuyau 82 est envoyé au réservoir de gaz 139.

La réaction de la réaction du lithium avec de l' eau a un effet thermique, égale à 484,9 kJ mol ^-1.

Dans l'opération de jeu dans le générateur d'hydrogène est alloué par heure 969 800 000 kJ de chaleur, qui est donné pour véhicules, à savoir

- Anolyte et de catholyte, qui est chauffé à une température de 473 K;

- L'eau froide, qui est fourni avec une température de 274 K;

- La chaleur est passé lors de l'évaporation de l'ammoniac de la solution de vodnoammiachnogo forte dans un refroidisseur à absorption.

vaporeux anolyte et le catholyte, on chauffe à une température de 473 K, acheminés par l' intermédiaire des tubes 64 et 68 dans le convertisseur séparateur 24 pour produire des ions ^Li + et OH ^- qui portent des charges positives et négatives, respectivement.

Le convertisseur charge les ions sont neutralisés pour former le Li ₂ O et H ₂ O.

Li à l'état fondu à travers des buses 66 et 87 orientés dans le générateur d'hydrogène est recyclée et de l'oxygène à travers le tuyau 56-133 dans le gazomètre.

La réaction de l'oxygène pour obtenir de l'eau comme le condensat est introduit dans un générateur d'hydrogène 67 à travers le tuyau 57 et les mélangeurs 134 et 135 sont recyclés.

La vapeur d'eau après le séparant des ions ( "+" et "-") dans le séparateur convertisseur 24 et à la vapeur d'eau est dans le générateur d'hydrogène est fourni à la machine d'absorption 92 par les conduites 107 m 106, respectivement, pour leur chaleur pour l'évaporation ammmika de solution de vodnoammiachnogo forte. En outre, la vapeur d'eau condensée est introduit sous forme d'un condensat dans le générateur d'hydrogène est recyclé (écoulement dirigé par le collecteur 105, et un conduit 89 mélangeur 134, le conduit 135).

Retrait de la chaleur de la réaction est la suivante: l'eau froide à travers le tuyau 97 et le tuyau 84 pour chauffer l'échangeur 81 (voir figure 3) du générateur d'hydrogène, dans lequel la réaction en enlevant les échangeurs de chaleur évaporation de l'eau de trubax et de la vapeur à travers le tuyau 85 et le tuyau 106 il entre dans le refroidisseur d'absorption 93 à l'évaporation de l'ammoniac de la solution vodnoammiachnogo. La vapeur condensée comme un condensat à travers le condensat vanne 102 (figure 5) est envoyé vers l'évaporateur 96 où il est refroidi à une température comprise entre ¹ ° C et il est dirigé par le conduit 97 vers le générateur d'hydrogène est recyclée.

La solution aqueuse résultante réaction de LiOH par le conduit 83 circule dans une centrifugeuse 136, où la solution aqueuse de LiOH a été filtré à partir d'éventuelles impuretés solides, puis à travers les buses 137 et 130 dans la seconde solution entre dans le séparateur d'ions 129. La solution aqueuse de LiOH est divisée en anolyte et le catholyte, est envoyée au générateur d'hydrogène est recyclé de la chaleur de la réaction de retrait de la zone réactionnelle d'un générateur d'hydrogène.

Anolyte à travers des tuyaux 131 et 79 passe à l'espace de tube de la zone de réaction du générateur d'hydrogène.

l'espace du tube est divisé par des cloisons en deux parties pour l'anolyte et le catholyte.

Le catholyte à travers les tuyaux 132 et 86 pénètre dans la seconde moitié de l'espace annulaire de la zone réactionnelle d'un générateur d'hydrogène.

Avec l'arrivée de l'anolyte et du catholyte dans le générateur d'hydrogène, des seconds ions de séparation commence l'opération de recyclage.

Ainsi, l' examen du premier projet de ligne de production montre que le matériau circule continuellement en mouvement, chacun dans sa propre boucle, et le lithium du cycle de traitement est sortie, et circule en continu d'un appareil à l' autre sous la forme de ^Li, Li + ou étape de procédé LiOH, respectivement.

Le procédé est ajouté en continu à l'eau déminéralisée, en marchant sur la formation d'hydrogène et d'oxygène, sont continuellement évacué de la ligne de traitement.

Extraire des cations et des anions d' eau de mer et de leur traduction dans les atomes et les gaz métalliques respectifs (H _2, O _2, Cl _2, Br _2, I _2, F _2, SO _3).

L'extraction de l'eau de mer contenue dans celui-ci un sel de métal porté sur la deuxième ligne de traitement pour le traitement de l'eau de mer selon les étapes suivantes:

Etape 9. Préparation des cations et anions contenant pas de coquille dans le séparateur d'hydrate convertisseur.

Etape 10. La neutralisation des charges électriques sur les ions qui ne contiennent pas de couche d'hydratation afin de former les produits désirés.

Etape 11. La séparation du mélange de gaz.

Etape 12. Préparation de l' hydrogène par réaction avec une eau de fonte alcalin.

Etape 13. Centrifugation de la liqueur de la suspension.

Etape 14. hydroxydes métalliques traduction (N _2, K, Li, Rb, Cs ) aux halogénures, les sulfates et les carbonates de ces métaux.

Etape 15. Fractional séparation suspension polymétallique conglomérat en trois fractions:

- Fraction d' hydroxyde de Ca (OH) _2;

- Fraction de Mg (OH) ₂ et Al (OH) _3;

- Une fraction des hydroxydes métalliques restant et des métaux individuels.

Etape 16. Traitement de Ca (OH) _2, Mg (OH) ₂ et le reste du conglomérat polymétallique.

DESCRIPTION DES ETAPES

Etape 9. Préparation des cations et anions, membrane non-hydratée dans le séparateur-convertisseur.

La base théorique de ce processus est donnée ci-dessus à l'étape 4. Le processus se déroule dans une unité convertisseur de séparation (2).

Considérez quels procédés électrochimiques ont lieu dans la préparation de cation ne contenant pas de couche d'hydratation.

Le fond du sel de mer contient 77,7% de NaCl, à savoir NaCl est à la base des sels contenus dans l'eau de mer. Pour simplifier encore les calculs, nous supposons que tous les cations contenus dans l' eau de mer sont conventionnellement cation ^Na +, et l'erreur dans le calcul serait indicative admissible pour ce type de calcul.

Considérons les processus qui se produisent au cours des ions du compartiment de l'eau, à savoir ions produisant contenant pas de coquille d'hydratation.

I. Direction des cations métalliques de l'eau passe par deux phases:

a) le chauffage du catholyte (cations + eau)

le catholyte



Chauffage du catholyte se déroule en deux étapes

- Étape 14 de pré-chauffage dans un mélangeur-réacteur par la chaleur de dissolution des gaz dans l'eau et les réactions chimiques (24-30);

- L'étape de chauffage final 12 se produit dans le générateur d'hydrogène par la chaleur de réaction pour la production d'hydrogène à partir d'eau et de sodium.

b) à séparer le cation de la vapeur saturée



2. Examiner les processus qui se déroulent dans la préparation d'anions ne contenant pas de couche d'hydratation.

et supposent que tous les anions sont classiquement anion Cl ^-. Anions de séparation de l'eau se déroule en deux phases:

a) le chauffage de l'anolyte (eau + anions)

anolyte



Le chauffage de l'anolyte et du catholyte comme se produit en deux étapes à 14 et 12.

b) séparer l'anion de la vapeur saturée:



Etape 10. La neutralisation des charges électriques sur les ions afin de former les produits désirés.

Ce processus se déroule dans le séparateur-convertisseur (2) simultanément dans deux directions:

1 - restauration des cations;

2 - oxydation d'anions.

a) la réaction consistant à faire passer des cations sur la réduction des contacts 63 (fig. 2) constitué par le sodium fondu (précédemment de lithium)

le sodium métallique et le potassium avec de nombreux métaux sous forme d'alliages de diverses compositions, qui sont solubles dans l'excès de sodium fondu (24). Les métaux qui ne forment pas de sodium et de potassium des alliages seront en sodium fondu dans une suspension.

A l'étape 10, obtenue par: masse fondue de métal alcalin, qui comprend tous les métaux indiqués dans le tableau.

b) faire réagir l'extension dans l'oxydation des anions au niveau du contact à bille 60 (figure 2).

Formé sur la broche 60 d'un mélange de gaz (473 K Température) est envoyé à l'atelier pour la séparation du mélange gazeux.

séparation du mélange de gaz 11. Phase.

Le mélange gazeux contient dans sa structure de Cl _2, Br _2, J _2, F _2, SO _3, CO _2, O _2. Selon l'industrie exige une certaine partie du mélange gazeux est séparé par répartition de commande du mélange gazeux total, et soumis à une séparation fractionnée selon (4 s.750). produits de séparation des fractions sont envoyés aux clients ou utilisés in situ.

Le mélange gazeux restant ne se divise pas est dirigée à l'étape 14 dans un réacteur de mélange pour la réaction de transfert d'hydroxydes métalliques (NaOH, KOH, LiOH, RbOH, CsOH) dans les chlorures, les bromures, les iodures, les fluorures, les carbonates et les sulfates en quantités appropriées.

Etape 12. Préparation de l'hydrogène par réaction avec une eau de fonte alcalin.

De l'étape 10 à l'étape 12, le métal fondu pénètre dans le générateur d'hydrogène alcalin.

A ce stade, les réactions suivantes:

a) la réaction conduisant à la formation d'hydrogène et de composés alcalins solubles dans l'eau:

2Na + 2 H ₂ O -> ₂ H + NaOH

^{NaOH -> Na + + OH -} ( 21)

De même, la réaction avec mikoprimesyami testé avec K et Li, Rb, Cs sodium;

b) des réactions conduisant à la formation d'hydrogène et d'un conglomérat polymétallique insoluble dans l'eau.

Avec deux ou trivalents de métaux qui forment des hydroxydes métalliques insolubles ou peu solubles dans l'eau, les réactions ont lieu, par exemple

Mg + 2 H ₂ O -> ₂ H + Mg (OH) ₂ (22)

2Al + 6H ₂ O -> 3 H ₂ + Al (OH) ₃ (23)

Ce groupe d'hydroxydes métalliques comprennent Al, Ba, Fe (II), Fe (III), Y, Ca, Co, Mg, Mn, Cu, Ni, Pb, Sr, La, Ra, Sc, U.

Plusieurs dessous desdits métaux ne réagissent pas avec l'eau et forme un hydroxyde de métal et comprennent des métaux Sr, Ga, Au, Mo, As, Sn, Hg, Se, Ag, Th, Cr, Si, V, Zn.

Ainsi, tous répertoriés dans "b" métaux individuels gidrokcidy et métal (non vctupayuschie a réagi avec de l'eau) forment le soi-disant "conglomérat polymétallique", à savoir insoluble dans l'eau, le mélange de tous les éléments compris dans la table à l'exception des métaux alcalins. Ces hydroxydes métalliques à parois métalliques du réacteur sont lavées avec une solution et de la vapeur d'eau alcaline, et la bouillie avec de la vapeur et de l'hydrogène résultant, est envoyé à l'échangeur de chaleur 81 (figure 3), où la vapeur d'eau est condensée et séparée de l'hydrogène.

Condensât est une solution alcaline de Na, K, Li, Rb, Cs, qui comprend un conglomérat polymétallique et après refroidissement dans l'échangeur de chaleur 81 est dirigé vers l'étape de condensation de la suspension 13 "de centrifugation de la liqueur de la suspension."

Hydrogène, ayant passé à l'échangeur de chaleur 81 (figure 3), refroidie par l'eau froide, est dirigé vers une (figure 8) Station de compresseur d'hydrogène 200.

Étape 13. Centrifugation liqueur suspension.

A l'étape servi suspension de liqueur contenant conglomérat polymétalliques. Le processus est centrifugation en continu, et dans lequel

- Des boues (conglomérat polymétallique) dirigée vers le diviseur fractionnel 103 (5), dans lequel le polymétallique conglomérat mélangé avec de l'eau déminéralisée pour former une suspension, puis à séparer la suspension résultant en des fractions en fonction de la densité des particules et la taille métallique ou un hydroxyde métallique;

- Centrat (liqueur) de la centrifugeuse 178 (7) guidé le long de deux lignes

a) l'étape 14;

b) pour contrôler la distribution de 188 (7) et à partir du point central 214 (9) de la répartition des flux de matières.

Les commandes industrielles montré une certaine partie de la solution alcaline, et transmis à la boutique 228 (9) de se séparer de NaOH et KOH obtenir des solutions concentrées de NaOH et KOH, et un KOH solide et NaOH. Il ne se distingue pas de la RbOH solution, LiOH, CsOH, depuis la teneur en eau de mer Rb, Cs et Li en termes de métal est de 1,5 × 10 ^{-5 à 2} · 10 ^-7% (en poids), à savoir une très petite quantité.

Etape 14. Transférer les hydroxydes métalliques (Na. K, Li, Rb, Cs) aux halogénures, les sulfates et les carbonates de ces métaux.

En conséquence d'un effet physico-chimique sur le catholyte et l'anolyte obtenu

- L'hydrogène - est utilisé en tant que produit cible comme prévu (principalement pour la récupération des hydroxydes de métaux);

- Le conglomérat polymétalliques - est utilisé comme matière première pour les usines chimiques et métallurgiques pour en obtenir les produits désirés;

- Un mélange de gaz (Cl _2, Br _2, J _2, F _2, SO _3, O _2, CO ₂₎ - l'industrie sera utilisé qu'une petite partie de la quantité totale de gaz produit, la plupart de ces gaz ne sont pas utilisés et ont besoin de recycler;

- Une solution alcaline de métaux (Na, K, Li, Rb, Cs) - industrie et utilisera moins du montant total de la solution alcaline obtenue, une grande partie de cette solution ne sera pas utilisée et le besoin de recycler;

- Un mélange de gaz (Cl _2, Br _2, J _2, F _2, SO _3, O _2, CO ₂₎ et d' une solution alcaline de métaux (Na, K, Li, Rb, Cs), obtenu dans le procédé des processus physiques et chimiques, à laisser sur la surface en grande quantité est impraticable parce Il peut arriver un désastre écologique, de sorte que le mélange de gaz et de la solution de métal alcalin doit être transféré au sel, ce qui est la base de l' eau de mer, tels que: NaCl, NaBr, Nal, NaF , Na ₂ SO _4, Na ₂ CO ₃ et, respectivement, K, Li, Rb , Cs, d'une solution alcaline à un mélange de gaz et envoyé à l'unité mélangeur-réacteur 147 (7), et le mélange obtenu y a été versé dans de l'océan à travers une longueur de tube d'environ 1 km et comportant une pluralité de petits trous le long de toute la longueur de la canalisation, qui est perpendiculaire au courant marin sur le fond marin, ce qui conduira à une reprise progressive de la concentration de sel dans la mer océan.

Considérez les procédés chimiques par lesquels pour compléter la tâche.

I. Lorsque l'eau est dissous dans de l'hydrolyse du chlore pour former l'acide hypochloreux



l'acide hypochloreux est facilement décomposé

NClO -> HXL + 1/2 O ₂ (25)

quelle est la base Belyaev et désinfectant action du chlore en présence d'eau.

2. Mettez en surbrillance le HCl réagit avec NaOH selon la réaction

HCl + NaOH -> NaCl + H ₂ O (26)

réaction similaire se produit avec gidrokcidami K, Li, Rb, Cs.

3. anhydride sulfurique SO _3, dissous dans l' eau, forme de l' acide sulfurique

SO ₃ + H ₂ O -> H ₂ SO ₄ (27)

4. L'acide sulfurique réagit avec NaOH

2 NaOH + H ₂ SO ₄ -> Na ₂ SO ₄ + 2H ₂ O (28)

de même réagir et hydroxydes avec K, Li, Rb, Cs.

5. Le dioxyde de carbone CO ₂ réagit avec l' eau conformément à la réaction (12, p.314)



6. L'acide carbonique réagit avec du NaOH

H ₂ CO ₃ + NaOH -> Na ₂ CO ₃ + 2H ₂ O (30)

de même réagir et hydroxydes avec K, Li, Rb, Cs.

Ainsi, les réactions chimiques (24-30) montre que la réaction de la solution alcaline et le mélange formé des sels contenus dans l'eau de mer de gaz, mais pas de sels de métaux constituant polikonglomerat.

note

- En raison du fait que le processus de sortie du conglomérat polymétallique toujours en excès quantité d'eau de mer sortant sera comparée aux anions du cation. (Fig. 7) En conséquence, le réacteur-mélangeur 147 sera introduit dans la solution d'eau de mer faiblement faiblement acide océan;

- La neutralisation finale de la solution se produit à haute dilution de la solution de déchets d'eau de mer directement dans les eaux des océans et l'interaction de l'acide libre avec _CaCO3 (shell rock), situé dans les océans du monde d'organismes microscopiques, tels que

2NCl de CaCO ₃ + -> CaCl ₂ + H ₂ CO ₃ (31)

Ainsi, l'océan se traduit par système déséquilibré l'équilibre ionique, à savoir nombre de cations égal au nombre d'anions à la conformité et de l'équilibre électrique de la charge, à savoir, le nombre de charges positives est égal au nombre de charges négatives.

Ce procédé est réalisé dans un réacteur-mélangeur, qui est conçu pour transférer les hydroxydes métalliques (Na, K, Li, Rb, Cs) pour les halogénures, les sulfates et les carbonates de ces métaux.

Le réacteur-mélangeur est un générateur d'hydrogène (décrit ci-dessus), mais au lieu de l'hydrogène dans le conduit d'évacuation d'hydrogène pénètre dans l'oxygène libéré par la réaction (25).

Le principe de fonctionnement du réacteur mélangeur cm. Au-dessus.

Formé selon la réaction (25) sortie de l'oxygène réacteur-mélangeur à travers un conduit 198 (figure 8) et est dirigé vers une station de compression d'oxygène 203 (8), une solution saline réfrigérée est envoyé à travers le tuyau à l'océan.

La seconde ligne de production pour en extraire les cations et anions d'eau de mer et un traitement aux produits désirés.

Une deuxième ligne de production est inclus dans le processus. Voir la figure. 7.

7. Conduire la ligne de traitement pour extraire à partir des cations et anions eau de mer et de la transformation des produits souhaités: 147 - mélange bouilloire; 148 - Connexion pour le retrait de anolyte chauffé; 149 - Connexion pour le retrait de catholyte chauffé; 150 - manchon pour la solution d'entrée alcaline; 151 - Connexion pour l'entrée du catholyte froid; 152 - la canalisation pour l'enlèvement de l'oxygène; 153 - sortie pour éliminer l'oxygène dans la station de compression d'oxygène; 154 - Connexion pour l'entrée du liquide de refroidissement froid; 155 - manches pour remettre à zéro saline océan; 156 - sortie pour retirer du liquide de refroidissement chaud; 157 - Connexion pour l'entrée d'anolyte froid; 158 - douille pour le mélange de gaz d'entrée; 159 - générateur d'hydrogène; Il fonctionne à l'état fondu alcalin; 160 - Connexion pour anolyte sortie de vapeur; 161 - Connexion pour catholyte sortie de vapeur; 162 - Connexion pour l'entrée de condensat; 163 - manchon pour l'entrée de sodium alcalin fondre; 164 - Connexion pour l'entrée de catholyte chauffée; 165 -truboprovod pour éliminer l'hydrogène; 166 - sortie pour éliminer l'hydrogène dans une station de compression de l'hydrogène; 167 - Connexion pour l'entrée du liquide de refroidissement froid; 168 - manchon pour le retrait de la solution alcaline; 169 - Connexion pour le retrait de liquide chaud; 170 - Connexion pour l'entrée d'anolyte chauffée; 171 - séparateur convertisseur fonctionne à une fusion alcaline; 172 - connexion de la paire de catholyte d'entrée; 173 - connexion de la paire d'anolyte d'entrée; 174 - sortie pour éliminer le mélange gazeux dirigé vers la neutralisation dans le mélangeur-réacteur; 175 - sortie pour éliminer le gaz alloué pour la division fractionnaire; 176 - buse pour évacuer la vapeur de l'anolyte et le catholyte au refroidisseur d'absorption; 177 - sortie pour éliminer la matière fondue alcalin; 178 - centrifugeuse; 179 - manchon pour la solution d'entrée alcaline; 180 - Connexion pour le retrait des boues (boues); 181 - sortie pour éliminer une solution alcaline; 182 - refroidisseur d'absorption; 183 - sortie pour retirer du liquide de refroidissement à froid ⁽⁺¹ o C); 184 - tuyau pour entrer dans le liquide chaud; 185 - manchon pour le retrait du condensat et de l'alimenter en un générateur d'hydrogène; 186 - manchon d'entrée de vapeur surchauffée du convertisseur-séparateur; 187 - Mixer; 188 - contrôle de la distribution; 189 - connexion pour recevoir l'hydrogène; 190 - manchon destiné à recevoir le mélange de gaz pour la séparation; 191 - manchon pour recevoir l'oxygène; 192 - connexion pour recevoir la liqueur est envoyé à la séparation; 193 - connexion pour recevoir les boues polymétallique conglomérat dans la division fractionnaire; 194 - pompe pour la solution de sel dans l'océan.

Une deuxième ligne de production est conçu pour le traitement de l'eau de mer et on isole les produits désirés de celui-ci en tant que métaux et leurs sels, l'hydrogène et l'oxygène. Cette ligne représente une ingénierie complexe, constitué d'un processus très efficace et un nouveau type d'appareil offrant une grande vitesse du processus.

Le principe de la ligne technologique suivante.

PRINCIPE DE TECHNOLOGIQUE LIGNE SUIVANTE

Des ions provenant du séparateur 13 (Fig. 7) dans le mélangeur du réacteur 147 (Figure 7) pour le préchauffage alimenté séparément dans l'espace annulaire à travers les buses de catholyte et d'anolyte 157 et 151, respectivement. En raison de la chaleur de réaction et le catholyte candlelighter, on chauffe, on refroidit le mélange réactionnel dans un réacteur-malaxeur. anolyte et le catholyte chauffé à travers les buses 148 et 149 sont envoyés au générateur d'hydrogène 159 via les connexions 170 et 164 et entrer dans l'espace annulaire de l'hydrogène generatopa. En raison de la chaleur des réactions d'anolyte et de catholyte transformé en vapeur. vaporeux catholyte et l'anolyte à travers les buses 160 et 161 sont envoyés au convertisseur séparateur 171. Un conduit de vapeur 172 entre les cations séparateur catholyte de la couche d'hydratation, i.e. l'obtention de cations portant la charge électrique positive. Le convertisseur récupère électrons et de cations devient neutre atome de métal alcalin et de matière fondue à travers une buse 177 et 163 est fournie au générateur d'hydrogène 159. Ici passe la réaction à l'état fondu d'un alcali avec de l'eau pour former de l'hydrogène et du conglomérat polymétallique. Hydrogène à travers le tuyau 166 et le tube 189 est fourni au panneau 188 et une distribution ultérieure à la destination.

La suspension de la solution alcaline et du conglomérat polymétallique est dirigé par le conduit 168 à la centrifugeuse 178. La boue conglomérat polymétallique 193 est envoyée au tuyau de distribution à distance 188 et en outre vers la destination.

La solution alcaline à travers la buse 181 se divise en deux courants:

- À travers la conduite 181 et le contrôle de la distribution de la solution de 188 schelochkoy est dirigé vers la séparation des composants;

- La solution alcaline à travers la conduite de dérivation 150 est dirigé vers un réacteur-mélangeur, où la liqueur de réaction de traduction et le mélange de gaz dans le sel de métal alcalin, la solution aqueuse de pompe 194 qui est renvoyé à l'océan.

anolyte à vapeur à travers le tuyau 173 entre les anions de séparation de la coquille d'hydratation, à savoir, obtenir les anions portant la charge électrique négative. L'anion neutralisant est oxydé pour les molécules de gaz libres, tels que Cl _2, Br _2, SO _3, et d' autres. Les gaz résultants sont séparés en deux courants

- Grâce à la conduite 174 dans le mélange gazeux est envoyé à travers le tube mélangeur de réacteur 158 pour communiquer avec une solution alcaline, les buses de pulvérisation; oxygène formé après la réaction de 18 et 19 dans le séparateur-convertisseur est introduit dans le réacteur mélangeur-147 et d'autres réactions ne sont pas impliqués, et il est évacué par le conduit 152 et le conduit 153 pour contrôler la distribution 188, puis à travers le collecteur 192 - comme prévu;

- Solution Alkali par la conduite 155 par la pompe 194 est dirigée dans l'océan.

Ainsi, dans l'entrée de ligne de traitement considéré à celui-ci de la catholyte et l'anolyte obtenu

- L'hydrogène;

- L'oxygène;

- Une solution alcaline;

- Un mélange de gaz;

- Conglomérat polymétalliques.

L'hydrogène et l'oxygène sont utilisés directement en tant que produits cibles et de la solution alcaline, d'un mélange de gaz et de conglomérat polymétallique est en outre traitée afin de les séparer des produits désirés.

Installation pour la production d'eau dessalée, de l'hydrogène et de l'oxygène sur la technologie lithium.

Les calculs montrent que le traitement de 1 km ³ (10 ⁹ tonnes) d'eau de mer contenant 3,5% de sel est formé (à 100% recyclable) 965 millions de tonnes d'eau dessalée, et à partir de ce que nous pouvons obtenir 1200898496000 m ³ d'hydrogène et 600 449 248 000 m ³ d'oxygène.

À partir du bilan matière , il est connu que le générateur d'hydrogène produit une heure 22400 m ³ d'hydrogène.

Déterminez combien vous devez installer un générateur d'hydrogène pour produire 120089849600 m ³ d'hydrogène par an.

1. 22400 · 24 = 537 600 m ³ d'hydrogène par jour

· 2 537 600 350 = 188 160 000 m ³ d'hydrogène par an (prendre 350 jours de travail par an, 15 jours - maintenance programmée)

3. 1200898498000 188 160 000 = 6382,32 générateurs d'hydrogène doivent

4. Supposons que la Russie sera installé 200 de ces plantes, tandis que dans la même usine devrait être fixé

Générateur 200 = 31,91 ~ 32 hydrogène,: 6362,32

à savoir dans une usine à installer 32 lignes de production.

8 montre une usine de traitement de l'eau de mer pour produire de l'eau dessalée, l'hydrogène et de l'oxygène sur la technologie lithium.

7. régime de l'usine pour obtenir de l'eau dessalée, l'hydrogène et de l'oxygène sur la technologie lithium.

I - XXXII - lignes technologiques pour le traitement de l'eau déminéralisée; 140 - un étang avec l'eau de mer; 141 - la prise d'eau de mer; 13 - le bloc délimiteurs ions; 146 - entretoise dans un petit jet de concentré (17,5% en poids.) Solution, sortant de l'eau de la mer jusqu'à 1000 mètres de longueur (utilisée uniquement lorsqu'ils ne sont pas recycler catholyte et anolyte); 196 - canal pour le retrait de l'eau dessalée; 197 - prise d'eau déminéralisée; 198 - conduit pour fournir de l'oxygène à la station de compression; 199 - manchon pour fournir de l'hydrogène à la canalisation principale; station de compression d'hydrogène - 200; 201 - conduit pour fournir de l'hydrogène à une station de compression; 202 - manchon pour fournir de l'oxygène à un conduit principal; 203 - station de compression d'oxygène.

l'eau de mer usine de traitement conçu pour produire de l'eau dessalée, l'hydrogène, l'oxygène et l'anolyte et le catholyte. La plante est

- Ions séparateurs à trois blocs pour produire de l'eau dessalée;

- Évent pour l'élimination de l'eau déminéralisée;

- Ligne de processus 32 pour obtenir de l'hydrogène et de l'oxygène;

- Deux stations de compression pour la purification, de refroidissement et de l'hydrogène et de l'oxygène pompé dans les conduites.

Et le tout combiné dans un seul cycle de production en continu.

Le principe de fonctionnement pour le traitement de l'usine d'eau de mer suivant.

Depuis le réservoir 140 à travers les apports de 144 l'eau de mer est fourni aux trois blocs du séparateur d'ions 13, où l'eau de la mer est divisée en trois factions: l'anolyte - eau déminéralisée - catholyte. Elle l'eau déminéralisée en une quantité de 2400 tonnes par heure (avec trois séparateurs ions blocs) est envoyé sur le canal 196 pour évacuer l'eau dessalée.

Anolyte et catholyte sont dirigés dans deux directions

a) sont mélangés (voir étape 2) et à travers les trous du séparateur 4 sont pressés de filets dans l'océan .;

b) envoyé (si elles sont nécessaires) à travers les lignes 143 et 144 à l'usine de traitement de l'anolyte et le catholyte.

eau déminéralisée circule à travers le passage d'écoulement 196 par l'intermédiaire de robinets 197 est alimenté générateur d'hydrogène en ligne pour produire de l'hydrogène et de l'oxygène. Dans la production d'hydrogène et d'oxygène sur la même ligne de production consomme 36 tonnes d'eau dessalée par heure. Avec 32 lignes de production fournis 1152 tonnes d'eau dessalée par heure. Le reste des 2400-1152 = 1248 tonnes par heure est fournie à des fins industrielles, comme anolyte usine de transformation et de catholyte ou pour l'irrigation des terres agricoles et le développement des terres désertiques. S'il n'y a pas de demande pour selhoznuzhd eau déminéralisée, une unité est séparateurs d'ions handicapés.

L'hydrogène et l'oxygène obtenus à des lignes de production via les conduits 198 et 201 sont respectivement amenés à compresseur stations 200 et 203, ce qui produit de nettoyage, de séchage et de gaz d'injection pipelines.

Traitement anolyte des plantes et catholyte.

9 montre une usine de transformation pour anolyte et catholyte.

Fig. 9. Schéma d'usine de traitement des anolyte et catholyte: 208 - ligne technologique pour l'extraction de cations d'eau de mer et d'anions; 214 - la distribution neutre de contrôle de flux de matière; 215 - un conduit pour fournir de l'hydrogène à la station de compresseur d'hydrogène; 216 - shop pour la séparation des mélanges de gaz; 222 - Connexion pour le retrait du mélange de gaz indivise; 223 - Connexion pour l'entrée mélange indivise de gaz, affectés à d'autres fins; 224 - manchon pour l'entrée liqueur non séparée; 225 - réacteur-mélangeur; 226 - Connexion pour l'entrée mélange indivise de gaz; 227 - tuyau de vidange de la saumure dans l'océan; 228 - Atelier sur la séparation de la solution alcaline; 229 - Connexion pour solution alcaline indivise d'entrée; 230 - manchon pour la sortie liqueur non séparée; 231, 232, 233, 234 - mamelons pour délivrer des fractions de liqueur séparée; 235 - un conduit pour fournir de l'oxygène à une station de compression d'oxygène; 236 - alimentation à vis pour l'alimentation conglomérat polymétallique; 237 - diviseur fractionnaire conglomérat polymétallique; 238 - un réservoir intermédiaire pour la collecte polymétallique conglomérat (sans Ca (OH) ₂ et Mg (OH) _2); 239 - Conteneur intermédiaire pour la collecte de Mg (OH) _2; 240 - récipient intermédiaire pour recueillir l'eau; 241 - récipient de collecte intermédiaire Ca (OH) _2; 242 - diviseur fractionnaire pour re-division des fractions de conglomérat polymétallique; 243 - atelier pour la préparation de sels de Ca et Mg; 244 - four à réduction du Ca (OH) _2; 245 - four à réduction Mg (OH) _2; 246 - four de réduction polymétallique conglomérat.

Traitement anolyte et catholyte de la plante est conçue pour produire en raison des réactions électrochimiques et chimiques subies par l'anolyte et le catholyte, les produits cibles suivants:

- L'hydrogène;

- L'oxygène;

- Métaux contenus dans l'eau de mer;

- Un mélange de gaz (Cl _2, Br _2, J _2, F _2, SO ₃ et CO _2);

- Une solution alcaline (NaOH + KOH + impuretés);

- Des composés individuels à partir d'une solution alcaline.

Le grand nombre de solution alcaline vous permet d'organiser la production de verre d'eau (silicate de sodium) et son ciment à base d'acide pour la fabrication de grand diamètre des tuyaux en béton pour le pompage de l'eau dessalée à partir de la côte du continent dans les zones où les plantes sont installées sur la production d'hydrogène et de l'oxygène.

Traitement anolyte des plantes et catholyte est un groupe de produits physiques et chimiques de l'industrie, combinées en une seule production.

L'usine (9) comprend trois lignes de traitement pour extraire de cations d'eau de mer et d'anions traitement et la fabrication de cations et anions, qui comprend

- La distribution de flux de contrôle central 214;

- Boutique pour la séparation des mélanges de gaz 216;

- Réacteur mélangeur 225;

- Magasin pour la séparation de la solution alcaline 228;

- Trois diviseur fractionnaire 237;

- Diviseur fractionnaire pour re-division des fractions conglomérat polymétallique 242;

- Réception de la boutique de Ca (OH) ₂ et Mg (OH) ₂ et d' autres sels de Ca 243 Mg;

- Four 244, 245, 246 Réduction.

L'hydrogène obtenu après réaction 11, 12 et 13, traverse le séparateur d'hydrogène 247 est acheminé vers le four de réduction à l'hydrogène, et l'excès d'hydrogène est envoyé à une station de compression de l'hydrogène.

L'oxygène est obtenu par la réaction de 25, séparé du mélange gazeux par la conduite 235 et est dirigé vers une station de compression d'oxygène.

Le principe de fonctionnement de l'installation pour le traitement de l'anolyte et du catholyte.

Avec trois lignes de production (7) les produits dérivés sont envoyés à une distribution centrale des flux de matières 214 (9), où le même nom des flux collectés et éliminés des tubes: 209 - hydrogène; 210 - un mélange de gaz dans la division, 211 - oxygène; 212 - une solution alcaline (un mélange de NaOH et de KOH et d'oligo-LiOH, RbOH, Cson); 213 - conglomérat polymétalliques.

Selon l'industrie a commandé un mélange de gaz est envoyé au service 216 pour la séparation de gaz (à travers le tuyau 223), où, en raison du refroidissement du mélange de gaz dans les échangeurs de chaleur du liquide de refroidissement se produit la séparation fractionnée du mélange de gaz. Un certain nombre de gaz différents est prélevé et envoyé au client. La partie restante du mélange gazeux non divisé envoyé dans le réacteur-mélangeur 225, où l'interaction des gaz avec une solution alcaline selon les réactions 14-20. La solution de sel résultante représentant les halogènes, les sulfates et les carbonates de Na et K fusionne dans l'océan.

et une solution alcaline de l'industrie commandé 212 est dirigé à travers le collecteur 228 vers le magasin où une certaine partie de la solution est séparée en NaOH et KOH, et de les recevoir à partir de solutions concentrées (40% -s) de KOH et de NaOH solide et NaOH et KOH. Le reste de la liqueur non séparé introduit dans le réacteur mélangeur 225 pour maintenir dans celle-ci des réactions (14-20).

conglomérat polymétalliques sous la forme de boues (boues) de la centrifugeuse à travers le tuyau 213 est alimenté par alimentateurs à vis dans les séparateurs de factions 237. Chaque diviseur fractionnaire est partie du conglomérat polymétallique chargé de la quantité de production de trois heures avec une seule ligne de production, comme la durée totale de la suspension du processus de séparation est de trois heures et trois diviseur fractionnaire, en entrant dans la ligne de traitement, procédé semi-continu permettra d'assurer la séparation des conglomérats polymétalliques.

Dans le diviseur fractionnel 237 est isolé de la fraction de suspension de Ca (OH) _2, Mg (OH) ₂ , et la fraction restante du mélange d'hydroxydes métalliques, des métaux et de l' eau individuel dirigé dans le réservoir intermédiaire 238, 239, 240 et 241.

Une partie du Ca (OH) ₂ et Mg (OH) ₂ 243 va à la boutique pour les sels de Ca et Mg. La majeure partie du Ca (OH) ₂ et Mg (OH) ₂ se situe dans un four de récupération 244, 245 pour récupérer l'hydroxyde de métal avec de l' hydrogène pour les différents métaux Mg et Ca, un rapport Ca pour une translation supplémentaire et CaH _2.

Le accumulés dans les réservoirs intermédiaires conglomérat polymétalliques et les métaux individuels sont envoyés à la vis d'alimentation dans le diviseur fractionnaire, qui est effectuée par séparation des hydroxydes métalliques individuels des métaux, qui sont collectés dans un récipient intermédiaire et de là, envoyé à la réduction de four 246. Les poudres métalliques sont envoyés à l'usine de traitement pour la séparation finale des poudres métalliques par flottation des métaux individuels.

Ainsi, les pays développés et le dispositif décrit ci-dessus pour le traitement continu de l'eau de mer peut vraiment atteindre le but principal de l'invention - pour remplacer les combustibles hydrocarbures à combustible écologique d'hydrogène (hydrogène pur) et de la population mondiale d'eau dessalée et de matières premières pour l'industrie chimique et métallurgique.

La production pour l'obtention de verre rasstvorimogo.

rasstvorimoe verre - incolore ou légèrement colorée en masse fondue solidifiée transparent vert ou jaune constitué de silicates alcalins.

formule de verre soluble brut:

R ₂ O · MSIO _2,

dans laquelle: R ₂ O-Na ₂ O ou K ₂ O;

m - nombre de molécules de SiO _2.

verre soluble obtenue par fusion de sable de quartz avec du carbonate de sodium ou des mélanges de sulfate de sodium et de carbone dans une technologie fonctionnant en continu, les fours de verrerie semblable au verre industriel insoluble. La masse fondue résultante est appelée «silicate - forfaitaire", et il en reçoit l'acide-ciment (3 s.1037).

Dans ce cas, la méthode la plus appropriée pour l'obtention d'un verre soluble dans le traitement de la silice amorphe avec des solutions concentrées d'alcalis caustiques dans des autoclaves rotatifs (3 s.1037).

des solutions alcalines concentrées sont préparées dans l'atelier 228, 9.

Le régime général de la production de ce qui suit:

nNaOH (KOH) + MSIO ₂ · R ₂ O -> MSIO ₂ -> de ciment résistant à l' acide -> renforcés tuyaux de béton et d' autres produits.

Application de la solution alcaline dans le schéma ci-dessus fournira pompage de l'eau dessalée dans des zones prédéterminées russes sans tuyaux métalliques.

Livres d'occasion

1. Sokolsky YM L'eau magnétisée: la vérité et la fiction. L:. Chimie 1990.

2. Lomonosov V. Yu, KM Polivanov, Mikhailov OP Génie électrique. M:. Energoizdat 1990.

3. R. Dickerson, Gray, G., J. Haight. Les lois fondamentales de la chimie, Volume 2, éd. "Le Monde" de 1982.

4. Kasatkin AG processus de base et des appareils de technologie chimique M:. Chimie 1971.

5. Planovsky AN, Nikolaev PI Procédés et dispositifs de technologies chimiques et pétrochimiques. M:. Chimie 1972.

6. Pavlov NN Les bases théoriques de la chimie générale. M:. Higher School 1978.

7. court Chemical Encyclopedia. Volume 4, M:. L'Encyclopédie soviétique de 1965.

8. Court Chemical Encyclopedia. Vol.1, M:. L'Encyclopédie soviétique de 1961.

9. Les propriétés des composés inorganiques. Manuel, L:. Chemistry, 1983.

10. J. Perry. Annuaire ingénieur chimiste. V.2, L:. Chimie 1969.

11. Tchernobyl II, Bondar AG et al. de la machinerie et l'équipement des usines chimiques. M:. Mashgiz 1961.

12. Court Chemical Encyclopedia, v.5, M:. L'Encyclopédie soviétique de 1967.

REVENDICATIONS

1. Dispositif pour le traitement continu de l'eau de mer avec une séparation de celle-ci de l'eau déminéralisée, de l'hydrogène, de l'oxygène, des métaux et d'autres composés, comprenant séparateur connectés en série pour la séparation des ions par le champ magnétique de l'eau de mer à l'eau déminéralisée, l'anolyte et le catholyte, un séparateur pour séparer l'enveloppe neutralisateur d'hydrate des anions et cations et leur neutralisation des charges électriques, et un générateur d'hydrogène pour produire de l'hydrogène par réaction d'un sel de lithium fondu et de l'eau, formant la première ligne de traitement et connectée en série deuxième séparateur neutraliseur réacteur mélangeur et le générateur d'hydrogène, fonctionnant à l'eau déminéralisée et fusion alcaline la formation d'une deuxième ligne de traitement.

2. Le séparateur pour séparer les ions de l'eau de mer à dessaler l'eau, l'anolyte et le catholyte comprenant un conduit disposé dans le champ magnétique, dans lequel l'appareil comprend en outre une section du champ magnétique circulaire eau pré-aimantation produit par la bobine d'électro-aimant et pourvue d'un dispositif pour l'entrée tangentielle de l'eau et la section de pré-séparation de l'eau magnétisée par un champ magnétique avec un flux magnétique perpendiculaire à la direction du mouvement de l'eau, réalisé sous la forme d'un tube central, à travers laquelle fente le diamètre du conduit d'un diamètre de deux plus petits relié à l'anolyte de sortie et catholyte.

3. Séparateur neutralisateur pour séparer l'enveloppe de l'hydrate d'anions et de cations et les neutraliser des charges électriques, qui comprend en série avec une autre ligne d'alimentation sur le filet conique à courant continu haute tension, un séparateur muni d'embouts introduits dans le catholyte et l'anolyte sous forme de vapeur, deux mailles coniques portant respectivement des charges positives et négatives, deux absorbeurs de vapeur de vitesse d'anolyte et de catholyte, et deux cylindres de guidage pour entrer dans la coquille non hydratation d'anions et de cations dans le convertisseur et le convertisseur comprenant un générateur de courant continu de basse tension et un circuit oscillateur externe, dans lequel comprend une tige métallique et une bille de lithium fondu ou le sodium.

4. Le générateur d'hydrogène comprenant une zone de réaction et un échangeur de chaleur, caractérisé en ce que le générateur comprend un boîtier calorifuge, dans lequel la zone de réaction est prévu pour l'interaction du lithium fondu et de l'eau, en refroidissant le mélange réactionnel refroidi avec de l'isolement à froid de celui-ci une solution aqueuse d'hydroxyde de lithium et de l'hydrogène; 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.

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Дата публикации 01.03.2007гг

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