СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЧИСТОГО КИСЛОРОДА

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЧИСТОГО КИСЛОРОДА


RU (11) 2105711 (13) C1

(51) 6 C01B13/02, B01D53/00, B01D53/32 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 15.01.2008 - прекратил действие 

--------------------------------------------------------------------------------

(21) Заявка: 93039922/25 
(22) Дата подачи заявки: 1993.08.05 
(45) Опубликовано: 1998.02.27 
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: 1. SU, авторское свидетельство, 990310, кл. B 03 C 1/00, B 01 D 59/48, 1983. 2. ЕР, заявка, 0372750, кл. B 01 D 53/32, 1990. 
(71) Заявитель(и): Куйдин Василий Георгиевич 
(72) Автор(ы): Куйдин Василий Георгиевич 
(73) Патентообладатель(и): Куйдин Василий Георгиевич 

(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЧИСТОГО КИСЛОРОДА 

Использование: получение чистого кислорода в небольших количествах в медицине, машиностроении, на транспорте, в сельском хозяйстве, космической технике, металлургии, энергетике. Сущность изобретения: поток воздуха по воздуховоду подают в разрядное устройство с металлической сеткой с игольчатыми катодами. Потенциал катодов обеспечивает проявление сродства к электрону молекулы кислорода, но недостаточен для получения коронного разряда (т.е. более 2,2 эВ, но менее 13,6 эВ). Способ прост, непрерывен, производителен. 1 ил. 


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ



Изобретение относится к ионной технологии и может быть использовано в медицине, машиностроении, на транспорте, в том числе речном и морском, в автомобильной промышленности, сельском хозяйстве, авиации, космической технике, металлургии, энергетике.

Известен способ разделения потока воздуха [1] При этом отрицательные и положительные ионы под действием энергии постоянного электрического тока перемещаются вдоль силовых линий электрического поля к разноименным электродам. Поток воздуха поочередно проходит мимо электродов, на которых создается коронный разряд, т.е. создаются положительная и отрицательная короны. Под действием ударной ионизации молекулы газов, из которых состоит воздух, превращаются в положительные и отрицательные ионы. По силовым линиям электрического поля эти ионы перемещаются к соответствующим электродам, где рекомбинируют, и полученные нейтральные молекулы газов отводятся к потребителям.

Недостатком известного способа является его энергоемкость, так как для создания и поддержания электрической короны на электродах требуется значительное количество энергии. Следовательно, себестоимость кислорода, полученного при помощи установки, работающей по этому способу, будет довольно высока.

Наиболее близок к изобретению способ непрерывного получения чистого кислорода путем разделения воздуха методом ионизации [2] Недостатками этого способа являются его энергоемкость и сложность.

Изобретение решает задачу непрерывного получения чистого кислорода простым, рентабельным способом с низкой энергоемкостью.

Это достигается тем, что в способе непрерывного получения чистого кислорода путем разделения воздуха методом ионизации воздух пропускают в разрядном устройстве по воздуховоду, снабженному металлической сеткой с игольчатыми катодами, потенциал которых обеспечивает проявление сродства к электрону молекулы кислорода, но недостаточен для получения коронного разряда.

Сущность изобретения заключается в следующем.

На игольчатые катоды подают постоянный электрический ток, потенциал которых обеспечивает проявление сродства к электрону молекулы кислорода, т.е. согласно справочным данным превышает 2,2 эВ, но недостаточен для получения коронного разряда, а именно менее 13,6 эВ. Сродство нейтральных молекул к электронам выражается энергией, которая выделяется при слиянии молекулы с электроном, или которую необходимо затратить на это слияние. Из распространенных в природе газов наибольшим сродством к электронам обладает кислород. Потенциал сродства с электроном его молекулы равен 2,2 эВ, причем эта энергия положительна, т.е. отрицательные ионы кислорода весьма устойчивы. Известно, что атмосферный воздух это смесь газов, основными из которых являются азот (78,2 об.) и кислород (20,9 об.), потенциал сродства молекул азота к электронам низок и имеет отрицательное значение (-0,6 эВ), поэтому возле отрицательного электрода отрицательные ионы молекул азота практически не образуются либо тут же распадаются. Поэтому при прохождении потока воздуха возле указанного отрицательного электрода в данном потоке будут образовываться только отрицательные ионы кислорода. Далее они двигаются вдоль силовых линий электрического поля к положительному электроду, где рекомбинируют, и полученные нейтральные молекулы кислорода отводятся к потребителю.

Данный способ может быть реализован в устройстве, схема которого показана на чертеже.

Поток воздуха, двигающийся по воздуховоду, в данном случае по трубе 1, проходит сквозь металлическую сетку 2 с игольчатыми электродами, направленными по движению воздуха. Сетка 2 с электродами вакуумно плотно изолирована от соприкосновения с трубой 1 посредством диэлектрической прокладки 3, и на нее подается отрицательное высокое напряжение (не менее 25 кВ) постоянного тока, передаваемое при помощи высоковольтного провода 4 с устройства получения высокого напряжения 5. С острозаточенных отрицательных электродов 2 с большой скоростью (обеспечивающейся высоким напряжением) стекают электроны, которые захватываются нейтральными молекулами кислорода. Из них в результате захвата лишнего электрона получаются отрицательные ионы. Далее в трубу 1 вводится труба 6, конец которой направлен навстречу движению воздуха. Диаметр трубы 6 выбирается из условия, чтобы расход газа через нее составил 20 об. от общего количества воздуха, поступающего в трубу 1. На конце трубы 6 устанавливается сетка 7, на которую подается положительное высокое напряжение, получаемое в установке высокого напряжения 5, через высоковольтный провод 8. Место прохода провода 8 через трубу 1 уплотняется диэлектрическим уплотнением 9. Сетка 7 изолирована от корпуса трубы 6 диэлектрической прокладкой 10. Минимальное расстояние между положительным электродом 7 отрицательным электродом 2 выбирается из условия возникновения искрового разряда, а максимальное расстояние из условия живучести ионов. Отрицательные ионы кислорода, двигаясь вдоль силовых линий электрического поля, приближаются к положительно зараженной сетке 7, где рекомбинируют, т.е. отдают захваченные электроны. Полученные нейтральные молекулы кислорода отводятся по трубе 6 к потребителю. Молекулы азота, вытесненные отрицательными ионами кислорода на периферию трубы 1, проходят снаружи трубы 6 и отводятся по трубе 11.

Изобретение позволяет непрерывно получать необходимое количество дешевого кислорода, что дает возможность удешевить реанимационные мероприятия в медицине, уменьшить себестоимость в машиностроении той продукции, где используются газовая сварка или резка металла, уменьшить себестоимость чистого железа, получаемого в металлургии путем выжигания углерода из железа. Кроме того, неограниченное количество дешевого кислорода, получаемое в малогабаритных установках, позволит интенсифицировать процесс горения в тепловых двигателях, печах, котлах и т.д. А это позволит увеличить их мощность, снизить расход топлива, либо использовать топливо более низкого качества и уменьшить выбросы вредных веществ в атмосферу. 


ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ



Способ непрерывного получения чистого кислорода путем разделения воздуха методом ионизации, отличающийся тем, что воздух пропускают в разрядном устройстве по воздуховоду, снабженному металлической сеткой с игольчатыми катодами, потенциал которых обеспечивает проявление сродства к электрону молекулы кислорода, но недостаточен для получения коронного разряда.


ПРОЧИТАТЬ НУЖНО ВСЕМ !
Судьба пионерских изобретений и научных разработок, которым нет и не будет аналогов на планете еще лет сорок, разве что у инопланетян

Независимый научно технический портал
Устройства и способы получения, хранения водорода, кислорода и биогаза






СОВЕРШЕННО БЕСПЛАТНО!
Вам нужна ПОЛНАЯ ВЕРСИЯ данного патента? Сообщите об этом администрации портала. В сообщении обязательно укажите ссылку на данную страницу.


ПОИСК ИНФОРМАЦИИ В БАЗЕ ДАННЫХ


Режим поиска: "и" "или"

Инструкция. Ключевые слова в поле ввода разделяются пробелом или запятой. Регистр не имеет значения.

Режим поиска "И" означает, что будут найдены только те страници, где встречается каждое из ключевых слов. При использовании режима "или" результатом поиска будут все страници, где встречается хотя бы одно ключевое слово.

В любом режиме знак "+" перед ключевым словом означает, что данное ключевое слово должно присутствовать в найденных файлах. Если вы хотите исключить какое-либо слово из поиска, поставьте перед ним знак "-". Например: "+водород -молекулярный".

Поиск выдает все данные, где встречается введенное Вами слово. Например, при запросе "водород" будут найдены слова "водорода", "водородный" и другие. Восклицательный знак после ключевого слова означает, что будут найдены только слова точно соответствующие запросу ("водород!").


Устройства и способы получения кислорода и водорода | Устройства и способы хранения водорода и кислорода | Устройства и способы получения и хранения биогаза


Рейтинг@Mail.ru