EA200601387A1 20070427 Номер и дата охранного документа [PDF] EAPO2007\TIT_PDF/200601387 Титульный лист описания [PDF] EAPO2007/PDF/200601387 Полный текст описания EA200601387 20050128 Регистрационный номер и дата заявки US60/539,635 20040128 Регистрационные номера и даты приоритетных заявок US2005/003472 Номер международной заявки (PCT) WO2005/072466 20050811 Номер публикации международной заявки (PCT) EAA1 Код вида документа [eaa] EAA20702 Номер бюллетеня [RU] СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ ПАРНИКОВЫХ ГАЗОВ (ВАРИАНТЫ) И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЕРЕРАБОТКИ CO2 Название документа B01D 53/14, B01J 19/08, B01J 19/12, B29C 59/10 Индексы МПК [US] ХОЛКОМБ РОБЕРТ Р., [US] ХОЛКОМБ ЭНДРЮ Р. Сведения об авторах [US] ХОЛКОМБ РОБЕРТ Р., [US] ХОЛКОМБ ЭНДРЮ Р. Сведения о заявителях
 

Патентная документация ЕАПВ

 
Запрос:  ea200601387a*\id

больше ...

Термины запроса в документе

Реферат

Способ переработки парниковых газов, включающий стадии первичного сбора парниковых газов, таких как CO 2 , SO 2 , Nox, CO, выделяющихся из печей, где сжигают ископаемое топливо; переноса газов в блок удерживания, где газы чистят и промывают; перемещения отмытых газов в компрессор для уменьшения их объема; введения газов в плазменную дугу для ионизации газов до заряженных компонентов; обеспечения источника свободных электронов; улавливания свободных электронов в плотной зоне свободных электронов; введения заряженных компонентов из плазменной дуги в плотную зону свободных электронов для преобразования ионов в элементарный углерод, газообразный кислород, азот, углеводороды и другие элементарные компоненты; сбора элементарного углерода и других элементов; перенаправления газообразного кислорода в печь для обеспечения кислородом дальнейшего горения ископаемого топлива.

 


Полный текст патента

(57) Реферат / Формула:
переработки парниковых газов, включающий стадии первичного сбора парниковых газов, таких как CO 2 , SO 2 , Nox, CO, выделяющихся из печей, где сжигают ископаемое топливо; переноса газов в блок удерживания, где газы чистят и промывают; перемещения отмытых газов в компрессор для уменьшения их объема; введения газов в плазменную дугу для ионизации газов до заряженных компонентов; обеспечения источника свободных электронов; улавливания свободных электронов в плотной зоне свободных электронов; введения заряженных компонентов из плазменной дуги в плотную зону свободных электронов для преобразования ионов в элементарный углерод, газообразный кислород, азот, углеводороды и другие элементарные компоненты; сбора элементарного углерода и других элементов; перенаправления газообразного кислорода в печь для обеспечения кислородом дальнейшего горения ископаемого топлива.

 


Описание
СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ ПАРНИКОВЫХ ГАЗОВ (ВАРИАНТЫ) И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЕРЕРАБОТКИ С02 Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к области переработки газов, вызывающих парниковый эффект (парниковых газов). В частности, настоящее изобретение относится к способу преобразования таких парниковых газов, как диоксид углерода, монооксид углерода, диоксид серы, оксиды азота и другие газы, выделяемые при сжигании ископаемого топлива, в простые вещества, соответствующие составляющим их элементам: элементарный углерод, серу, азот и кислород, при котором выбросы в атмосферу опасных газов, вызывающих парниковый эффект, исключены.
Уровень техники
Уголь - наиболее щедрый источник топлива в мире. Уголь составляет 90% доступного мирового ископаемого топлива. Уголь обычно встречается в виде материала типа графита от темно коричневого до черного, образованного из окаменелостей растительного происхождения. Обычно уголь представляет собой аморфный углерод в сочетании с некоторыми органическими и неорганическими соединениями. Качество и тип угля варьируется от антрацита высокого качества (т.е. с высоким содержанием углерода при небольшом количестве летучих примесей и сгорающего с чистым пламенем) до битуминозного (т.е. с высоким процентным содержанием летучих примесей и сгорающего с коптящим пламенем), суб-битуминозного (т.е. с более низким процентным содержанием летучих примесей, но дающим больше золы и влаги) и лигнита (т.е. более мягкого,
чем битуминозный уголь, и состоящего из веществ растительного происхождения, не настолько полно преобразованных в углерод, и сгорающего с сильно коптящим пламенем). Во всем мире уголь сжигают на каменноугольных электростанциях для производства электрической энергии. С годами стало понятно, что определенные примеси в угле могут существенно влиять на выбросы, выделяемые при сжигании угля. Сера - это примесь, вызывающая наибольшие затруднения. Сера может присутствовать в угле в количествах от следовых до нескольких массовых процентов (например, 0-7 массовых процентов). Сера может находиться в угле в различных формах, например, в виде органической серы, серы в составе пирита или сульфатной серы. При сжигании угля, содержащего серу, обычно вместе с продуктами горения в атмосферу выделяется диоксид серы (S02). С присутствием в атмосфере S02 связывают возникновение кислотных дождей, которые получаются отчасти из серной и сернистой кислот, образующихся из S02 и воды. Кислотные дожди могут наносить ущерб окружающей среде различными способами. В Соединенных Штатах Агентство по Защите Окружающей Среды (АЗОС) ограничивает выбросы S02 от каменноугольных электростанций.
Хотя в Соединенных Штатах уголь добывают во многих областях страны, большинство легко добываемого угля (и, следовательно, недорогого) обычно содержит серу в больших количествах, а в газообразных продуктах сгорания количество S02 оказывается выше разрешенного АЗОС. Следовательно, каменноугольным электростанциям приходится покупать более дорогой уголь с месторождений, которые могут находиться на значительных расстояниях от
-3-
электростанций, и нести значительные транспортные и другие расходы. Со временем была в значительной степени разработана основа технологии уменьшения количества S02 в продуктах сгорания угля с высоким содержанием серы. Данная технология включала обработку угля на стадиях предварительного сжигания, сжигания и дожигания. Однако, такая обработка обычно не приводила к получению удовлетворительного сочетания эффективности уменьшения выбросов S02 и рентабельности осуществления.
При сжигании угля в присутствие воздуха при температурах горения в современных котлах азот из воздуха образует ковалентные связи с кислородом с возникновением оксидов азота (N0 и N02), или Nox. Оксиды азота - это основной компонент кислотных дождей. Общий выброс Nox из котлов для сжигания угля составляет около 6,8 миллионов тонн в год (6,909 миллионов килограмм в год), что эквивалентно скорости выбросов 0,75 фунтов на миллион БТЕ (416,625 килокалорий на килограмм). Были разработаны технологии восстановления Nox, но их результаты оказались неутешительными. 1) Печи с низким выбросом Nox. 2) Технологии селективного каталитического и некаталитического восстановления (СКВ). 3) Системы контроля на основе искусственного интеллекта.
Большинство залежей угля содержит различные количества ртути. При сжигании угля основная часть этой ртути выделяется стопочными газами. Эта ртуть возвращается в землю с дождевой водой. Такое загрязнение поверхностных вод привело к накоплению токсических концентраций ртути в рыбе, так что рыба может быть непригодна для потребления человеком. Для контроля таких выбросов ртути подходящей технологии не существует.
На каждую тонну угля, сжигаемого в мире каждый год, вырабатывается одна тонна С02 (диоксида углерода) и выделяется в атмосферу. По оценочным данным приблизительно 4,0 биллиона тонн (4,0642 х 109 килограмм) С02 выделяется в атмосферу каждый год от сжигания угля. Удовлетворительной технологии для предотвращения выделения такого значительного количества газов, вызывающих парниковый эффект, не существует.
Какследует из приведенных данных, возникла необходимость разработки способа, составляющего суть настоящего изобретения.
Раскрытие изобретения
Настоящее изобретение решает проблему переработки и превращения парниковых газов в нетоксичные элементы несложным способом. Здесь представлен способ, включающий стадии первичногосбора парниковых газов, таких как С02, S02 (или других форм окисленной серы - Sox), Nox, СО, выделяемых из печей, где сжигают ископаемое топливо; переноса газов в блокудерживания, где газы чистят и промывают; перемещения отмытых газов в компрессор для уменьшения их объема; введения газов в плазменную дугу для ионизации газов до заряженных компонентов; обеспечения источника свободных электронов; улавливания свободных электронов в плотной зоне свободных электронов; введения заряженных компонентов из плазменной дуги в плотную зону свободных электронов для преобразования ионов в углеродные фрагменты, газообразный кислород, азот, углеводороды и другие элементарные компоненты; сбора элементарных фрагментов углерода и других элементов; перенаправления газообразного кислорода в печь для
-5-
обеспечения кислородом дальнейшего горения ископаемого топлива.
Основной целью настоящего изобретения является разработка способа преобразования токсичных парниковых газов, выделяемых при сжигании ископаемого топлива, в безопасные простые вещества;
Следующей целью настоящего изобретения является разработка способа преобразования парниковых газов в элементарные фрагменты в замкнутой системе без выбросов;
Следующей целью настоящего изобретения является разработка способа, позволяющего преобразовать парниковые газы в нетоксичные компоненты;
Следующей целью настоящего изобретения является разработка способа, позволяющего избежать выделения в атмосферу парниковых газов, таких как С02, СО, S02 и других, в результате сжигания ископаемого топлива;
Следующей целью настоящего изобретения является разработка способа, содержащего блок удерживания, в котором газы, вызывающие парниковый эффект, отчищают и промывают для дальнейшего преобразования в элементарные фрагменты.
С помощью способа и системы по настоящему изобретению, по крайней мере 10% парниковых газов преобразуется в безопасные компоненты. Предпочтительно, чтобы по крайней мере 20% парниковых газов было преобразовано в безопасные компоненты. Более предпочтительно, чтобы по крайней мере 50% парниковых газов было преобразовано в безопасные компоненты. Еще более предпочтительно, чтобы по крайней мере 90% парниковых газов было преобразовано в безопасные компоненты. Наиболее
-6-
предпочтительно, чтобы все или практически все парниковые газы были преобразованы в безопасные компоненты.
Наиболее предпочтительно, чтобы все или практически все парниковые газы были преобразованы в безопасные компоненты, однако изобретение применимо и желательно, даже если преобразуется, например, всего 50%, 60%, 70%, 80% или 90% газов.
Краткое описание чертежей
Для дальнейшего понимания сущности, целей и преимуществ настоящего изобретения необходимо обратиться к нижеследующему подробному описанию с приложенными чертежами, где одинаковые числовые обозначения указывают на одинаковые элементы, и где:
На Фиг. 1 приведено изображение компонентов, использованных в способе преобразования парниковых газов в элементарные компоненты;
На Фиг. 2 представлен замкнутый блок удерживания для удерживания С02 с целью получения карбоната кальция и НПЭ;
На Фиг. 3 изображена часть схемы преобразования ионизованных парниковых газов в стабильные элементарные компоненты;
На Фиг. 4 отдельно показана колонка для накопления свободных электронов и преобразования заряженных ионов в элементарные фрагменты;
На Фиг. 5 приведено сравнение концентраций С02 для угля, обработанного НПЭ;
На Фиг. 6 приведено сравнение концентраций С02для необработанного
угля;
На Фиг. 7 приведено сравнение концентраций 02 для угля,
обработанного НПЭ;
На Фиг. 8 приведено сравнение концентраций 02 для необработанного угля; и
На Фиг. 9 представлен энергетический цикл углерода.
Осуществление изобретения
Опытная Научная Электростанция Холкомбов с Нулевыми Выбросами представляет собой чистую электростанцию будущего, доступную уже сегодня. Она использует имеющуюся инфраструктуру для сжигания ископаемого топлива, такого как уголь, нефть и газ без выделения выбросов в атмосферу. При использовании данной технологии не будет происходить выделения аномальных количеств парниковых газов, которые выше необходимых для поддержания естественного баланса на земле.
Процесс горения начинается в печи, где вырабатывается тепло (тепловая энергия), которое затем преобразуется в пригодную к использованию энергию. В печи же возникает проблема опасных выбросов. Эти опасные газообразные выбросы составляют то, что известно сейчас как смог, парниковые газы и газы кислотных дождей, и являются вредными побочными продуктами, которые вызывают беспокойство современного мира.
Из печи газы поступают по системе труб через циркуляционные вентиляторы в камеру удерживания. Часть газообразных побочных продуктов сжигания частично остается в камере удерживания вместе с токсичными веществами, такими как ртуть, которые удерживаются полностью.
Оставшиеся отмытые газы затем подвергают сжатию и продувают через плазменную дугу, где разрушаются связи кислорода, углерода, азота и серы.
При разрушении связей в этих опасных газах высвобождается кислород и составляющие элементы газов в ионизованном виде. Электронный ускоритель стабилизирует ионизованные газы посредством бомбардировки их избыточным количеством электронов в магнитной камере.
Основные элементы разделяют в ловушке для элементов, а кислород затем подают в камеру сжигания, где он повторно используется для дальнейшего сжигания ископаемого топлива.
Цикл осуществляется в этой действительно замкнутой системе без каких-либо выбросов с постоянной выработкой энергии.
Этот метод решает проблему газов, вызывающих парниковый эффект. Здесь также удаляются токсичные газы, выделяемые в настоящее время при горении ископаемого топлива. Блок можно уменьшить до размеров печи для домашнего использования или нужд малого бизнеса, или увеличить для обеспечения нужд промышленности и электросетей. Опытная Научная Электростанция Холкомбов с Нулевыми Выбросами представляет собой чистую электростанцию будущего, доступную уже сегодня.
Ниже приведено краткое описание теоретических основ и практического осуществления способа по настоящему изобретению, в соответствии с представленным на Фиг. 9, энергетическим циклом углерода. Как можно видеть, углеводороды сгорают в присутствии кислорода с образованием диоксида углерода, тепловой энергии в виде электронов с высокой частотой и воды. Диоксид углерода ионизируют в плазменной дуге с образованием углерода, лишенного электронов внешних орбиталей, и ионизованного кислорода. При большом избытке электронов в зоне процесса ионизации
-9-
повторное окисление полностью ингибировано. Углеродные фрагменты, например, сажу, собирают, а 02 можно направить обратно реакционную камеру.
Углеродные фрагменты растворяют в растворе жидкого Неорганического Полимерного Электрета ("НПЭ") [каталитическая поверхность] и в воде. Раствор углеродных фрагментов затем подают через плазменную дугу в электронный ускоритель в присутствии азота (без кислорода). В ускорителе создана среда, лишенная свободных электронов. Таким образом, углерод образует горючие углеводороды, например, длинно-цепочечные масла, которые могут служить источником энергии для преобразования либо в солнечных батареях, либо в "Батареях Холкомбов". Углерод-Углерод, Углерод-Водород и Углерод-Кислород ковалентные связи служат в качестве накопительных батарей для стабильного длительного хранения электричества.
Переходя к деталям настоящего изобретения, в предпочтительном варианте воплощения настоящего изобретения, в основу положен способ оперативного преобразования парниковых газов, включая С02, S02, Nox, СО и углеводороды, в простые вещества, соответствующие составляющим их элементам, в замкнутой системе. В предварительной патентной заявке тех же изобретателей "Высокоэффективные Каменноугольные Электростанции Без Выбросов," находящейся в настоящее время на рассмотрении и включенной в настоящее описание посредством ссылки, описаны некоторые аспекты настоящего изобретения. Однако, описанный в настоящем изобретении способ предусматривает сжигание любого ископаемого топлива эффективно без выбросов в окружающую среду. В рамках данного способа С02 и другие
-10-
парниковые газы преобразуются в кислород, азот и углеродные фрагменты, включая сажу, графит, горючие газы (перечислены не все из них). В результате осуществления настоящего способа могут быть получены масла от легких до средних, которые относятся к категории легкой сырой нефти, находящейся в резервуарах высокого давления и трубопроводах.
Возвращаясь к чертежам, обратимся сначала к Фиг. 1, где представлена общая схема способа, который будет описан ниже. Первой расположена печь 12, в которой сжигают ископаемое топливо, а именно биомассу, уголь, газообразный бутан и нефть, без ограничения перечисленным. Такие печи широко распространены в мире в различных отраслях промышленности. По оценкам каждый год около 4 миллионов тонн угля сжигают в таких печах, при этом приблизительно такое же количество С02 выделяется в атмосферу. Как показано на Фиг. 1, далее предусмотрен трубопровод 14, снабженный одним или более вентиляторами 16 или аналогичными устройствами, которые обеспечивают продвижение парниковых газов (показанных стрелками 15) выделяемых при горении угля (напорные трубы). Эти газы включают С02, S02, СО, продукты, содержащие азот, обозначенные Nox, и углеводороды, обозначенные СНх, и, возможно, другие, в том числе ртуть. Далее газы поступают в блок 18 удерживания (который будет более подробно описан в пояснениях к Фиг. 2 ниже), где газы 15 очищают и промывают в емкости с жидким Неорганическим Полимерным Электретом (НПЭ) 19, который вырабатывается генератором 26 НПЭ. Очищенные парниковые газы затем направляют в компрессор 27, который уменьшает объем газов и направляет их в конверсионную колонку 50. Конверсионная колонка более подробно
-11-
представлена на Фиг. 3 и 4. Газы перед попаданием в конверсионную колонку 50 проходят через плазменную дугу 30, известную из уровня техники, которая преобразует парниковые газы, преимущественно С02, в заряженные ионы С++ и О-, и другие заряженные ионы. Заряженные ионы внутри колонки 50 затем подвергают воздействию плотного поля электронов, создаваемого в колонке 50, при этом заряженные ионы превращаются в атомы С, газообразный кислород, и другие элементы, какие как серебро и ртуть. Кислород возвращается в печь 12 для повторного использования, а элементарный углерод и др. собирают. Таким образом, в этом способе нет выбросов углеводородов, в частности газообразного С02. Как показано на Фиг. 1, в системе предусмотрено несколько каналов 29 для отбора проб по ходу осуществления данного способа.
На Фиг. 2 отдельно показана схема ранее упомянутого блока 18 удерживания. Из печи 12 вентилятор 16 направляет выделившиеся парниковые газы 15 через трубопровод 14 в блок 18 удерживания газов, где газы направляются ко дну 17 камеры 20 удерживания. В камере 20 газы 15 перемещаются вверх от дна 17, при этом жидкий Неорганический Полимерный Электрет (НПЭ) (стрелки 19) закачивается из генератора НПЭ 26 к верху 21 камеры 20. Внутри камеры 20 газы 15 проходят снизу вверх от дна камеры 20 и выходят через трубку 23 (см. Фиг. 1), при этом жидкий НПЭ 19 капает вниз в камере 20, обеспечивая противоток жидкого НПЭ 19 восходящему потоку газов 15. В настоящем способе камера 18 удерживания очищает и промывает газы очень эффективно и за короткое время. Новый блок 18 удерживания содержит контур 22 для НПЭ, который производится в
-12-
генераторе 26 НПЭ, при этом С02 и кальций из карбоната кальция образуют коллоид, который связывает катализатор. Реакция происходит непрерывно. Когда жидкий НПЭ 19 насыщен карбонатом, раствор служит для обработки угольного газа. После использования жидкий НПЭ собирают в резервуаре 31 на дне блока 18, откуда по каналу 24 его направляют на повторное использование в НПЭ генератор 26.
Как показано на Фиг. 1, когда газы прошли через блок 18 удерживания, часть отмытых газов 15 при помощи вентилятора или другого устройства 16 направляют через вторую трубку 25 для подачи в компрессор для топочных газов 27. Оставшиеся парниковые газы через канал 28 опять подают в блок 18 удерживания для дополнительной обработки. Благодаря обработке, произведенной в блоке 18 удерживания, из компрессора 27 выходят только СО, С02, Nox и др. Кроме того, одним из продуктов, получающихся после сжатия газов 15 в компрессоре 27 для уменьшения объема газов, является легкая сырая нефть, которую можно тут же собрать.
Далее, как показано на Фиг. 3, оставшиеся газы 15, которые вышли из компрессора 27, поступают в плазменную дугу 30, известную из уровня техники, которая позволяет преобразовывать соединения в заряженные частицы, и работает от генератора 33 плазменной дуги (см. Фиг. 1). Когда газы поступают в плазменную дугу 30, дуга 30 увеличивает скорость газов, и газы перемещаются между заряженным электродами 36, 38 плазменной дуги 30, С02, СО, S02 и другие газы преобразуются в ионы 32 С++, О-, S++. При нормальных условиях, при выходе заряженных ионов из плазменной дуги 30, ионы немедленно рекомбинировали бы с образование молекул газов,
-13-
которые вошли в дугу 30. Однако, чтобы этого избежать, применяется следующая стадия способа.
Ионы 32, выходящие из дуги 30, затем попадают в плотную зону 64 электронов, прилегающую к титановой сетке 65, при этом положительно зараженные ионы 32 вместо соединения с кислородом с образованием молекул газов, будут немедленно проходить в плотную зону 64 электронов и принимать свободные электроны из плотной зоны электронов на титановой сетке 65. Таким образом, заряженные ионы углерода превращаются в фрагменты элементарного углерода 75, например, сажу или графит. Отрицательно заряженные ионы 32 кислорода будут преобразованы в молекулы 73 газообразного кислорода, который вытекает по каналу 72 из колонки 50 и возвращается в печь 12 для дальнейшего сжигания топлива. Описанным способом можно преобразовывать углеводородные продукты, но конечным результатом будет отсутствие выделения в атмосферу С02 или других парниковых газов.
Чтобы завершить преобразование, описанное со ссылкой на Фиг. 3, мы обратимся к конверсионной колонке 50, показанной на Фиг. 4. Колонка 50 содержит группу электромагнитов 52, причем каждый электромагнит 52 окружает железный сердечник 54 с полой сердцевиной, или другой подходящий металлический сердечник. В колонку 50 поступают свободные электроны 58 из ускорителя 56 электронов, известного из уровня техники. Ускоритель 56 электронов посредством каталитического конвертера из вольфрамовых стержней, являющегося высокочастотным источником электронов, захватывает свободные электроны 58, и по каналам 57 ускоряет
-14-
электроны мощностью до приблизительно 2 миллионов Ватте направлением в колонку 50, до высокой плотности в 100,000 Гц, до 20 миллионов Гц. Группа магнитов 52 включается поочередно со скоростью приблизительно 40 раз в секунду, ускоряя свободные электроны 58 к низу полого сердечника колонки 50, в направлении стрелок 63. Электроны 58 достигают последних двух магнитов 61 и 62, обмотка 66 которых уложена параллельно, но с обратной полярностью.
Следовательно, когда электроны 58 попадают в эту область, они отражаются заряженным электромагнитами 61, 62, но собираются и удерживаются на титановой сетке 65, и улавливаются в противоположно заряженной зоне 64, вызывая аккумулирование электронной плотности. В результате внутри камеры 50 на титановой сетке 65, расположенной вблизи выпускного отверстия 69 плазменной дуги 30, образуется область 64 плотности электронов, исчисляющиейся примерно в 2 миллиона Ватт свободных электронов, где происходит восстановление заряженных ионов до атомов. Поэтому положительно заряженные ионы 32 углерода, вместо того, чтобы брать свободные электроны от отрицательно заряженных ионов 32 кислорода, превращаясь обратно в опасные парниковые газы, берут электроны из плотного поля 64 электронов, и превращаются в элементарные углеродные фрагменты 75, например, сажу или графит. Отрицательно заряженные ионы образуют молекулы газообразного кислорода 73. Другие заряженные ионы (серы или ртути) также превращаются в элементарные фрагменты и остаются в камере. Кислород и некоторое количество азота направляют обратно в печь 12, по каналу 72, для дальнейшего сжигания
-15-
ископаемого топлива. Из-за большого количества превращенных углеродных фрагментов, углерод направляют в углеродную ловушку 70, откуда его затем извлекают. Любые другие углеродные фрагменты, например, углеводородные фрагменты, дают в результате нефть или другие компоненты.
На Фиг. 5 представлены результаты эксперимента по сравнению концентраций С02 для угля из Ист Тэннэсси, обработанного НПЭ. Хотя результаты не требуют разъяснений, показано, что по истечении 60 минут концентрация С02 до прохождения через преобразователь С02, составляла более 10%, тогда как после преобразования концентрация С02 опустилась до значения ниже 10%.
На Фиг. 6 приведено сравнение концентраций С02 для необработанного угля из Ист Тэннэсси. До прохождения через преобразователь С02 уровень концентрации был около 10%, тогда как после прохождения через преобразователь, значение концентрации С02 составило чуть выше 0% или около 0%.
На Фиг. 7 представлены результаты эксперимента по сравнению концентраций 02 для угля из Ист Тэннесси, обработанного НПЭ. Хотя результаты не требуют разъяснений, показано, что по истечении 60 минут и позже концентрации 02 до прохождения через преобразователь С02, составляли около 0%, тогда как после преобразования концентрации 02 увеличились до значения выше 20%.
На Фиг. 8 приведено сравнение концентраций 02 для необработанного угля из Ист Тэннэсси, до прохождения через преобразователь С02 уровень концентрации был около 5% на входе, затем опустился до почти 0% по
-16-
истечении 40 минут и позже, и увеличился до приблизительно 10% в конце периода времени исследования, тогда как после прохождения через преобразователь, значение концентрации С02 составило чуть ниже 20% и возросло за время исследования до приблизительно 30%, и упало до приблизительно 20% в конце периода времени исследования. Данные проверки на С02
В ходе проверки С02 в данном способе были получены следующие результаты:
1 - Печь
Горение ископаемого топлива + 02 дает в результате С02
2 - Камера удерживания
С02 дает СаС03 (10%) + С02 (90%)
3 - Компрессор
Из С02 получается сжатый С02
4 - Преобразователь С02
С02 дает в результате 02 + фрагменты С
5 - Водная Ловушка для Углерода
02 + С получается высвобождение 02 Данные проверки на парниковые газы
При обработке парниковых газов, содержащих другие компоненты помимо С02, были получены следующие результаты: 1 - Печь
Ископаемое топливо, сжигаемое в 21% 02 дает в результате Теплоту + СО2(10%) + СО(1%) + S02 (CaS04)
-17-
Парниковые газы дают N0 (60 промиль) + NO2(100 промиль) + СНх(углеводороды)(1,2 промиль) + 02 (9-10%)
2 - Камера удерживания
С02, S02, СО, Nox и СНх дают в результате С02, CaS04, Н20, СО, Nox, СНх и СаС03
3 - Компрессор
Компоненты С02, СО, Nox и СНх остаются неизменны, но в сжатом виде
4 - Преобразователь С02
С02, СО, Nox и СНх дают (С)п, 02 и N2
5 - Водная ловушка для углерода (С)п, 02 и N2 дают 02 и N2
Процесс преобразования в плазменной дуге
Когда С02 подвергают воздействию электродов плазменной дуги, в результате получаются нестабильные ионы С++ и нестабильные ионы О-. При осуществлении немедленного контакта с электронным полем высокой плотности в колонке, С++ преобразуются в фрагменты (С)п в виде сажи или графита, а нестабильные ионы О-- превращаются в молекулы 02.
Для целей раскрытия изобретения настоящая заявка содержит ссылки на каждую из следующих заявок на патент Соединенных Штатов. Настоящая заявка не является продолжением, выделенной заявкой или частичным продолжением ни одной из заявок, упомянутых ниже.
"Устройство и способ выработки электрической энергии с использованием переменного тока высокой частоты высокого напряжения в качестве носителя для постоянного тока с высокой ЭДС в панели ротора",
-18-
подана 27 октября 2003 года, серийный номер 10/694,326;
"Безвыбросовые высокоэффективные электростанции, работающие на угле", подана 27 августа 2003 года, серийный номер 60/298,050;
"Устройство и способ выработки электрической энергии с использованием переменного тока высокой частоты высокого напряжения в качестве носителя для постоянного тока с высокой ЭДС в панели ротора, изготовленной из пластинчатой стали и обмотанной задающим контуром, рядом с панелью статора из пластинчатой стали, обмотанной витками коллектора, и разделенные воздушной щелью и экраном из алюминиевой проволоки для получения высокой частоты внутри панели ротора", подана 23 октября 2002 года, серийный номер 60/421,097;
"Устройство и способ выработки электрической энергии посредством перемены полей высокой частоты и высокого напряжения, которые создают пульсирующие поля, которые в свою очередь запускают электроны вдоль статичных потоков магнитного поля и сбора тока на витках коллектора/проводника, переплетенных с витками генератора", подана 24 января 2002 года, серийный номер 60/351,655;
"Устройство и способ преобразования силы гравитации в пригодную к использованию механическую и/или электрическую энергию", подана 23 января 2001 года, серийный номер 60/264,394;
"Устройство и способ преобразования силы гравитации в сочетании с магнитной левитацией в пригодную к использованию механическую и/или электрическую энергию", подана 23 февраля 2001 года, серийный номер 60/271,224;
-19-
"Устройство и способ преобразования стандартов и функционирования намоток в оборудовании для производства энергии и электрических моторах дляувеличения эффективности, с помощьюустранения силы противодействия или торможения и уменьшения сопротивления в катушках", подана 4 июля 2001 года, серийный номер 60/303,662;
"Устройство и способ выработки электрической энергии посредством перемены полей высокой частоты и высокого напряжения в поперечном направлении относительно статичных потоков магнитного поля и сбора тока на витках коллектора/проводника, переплетенных с витками генератора", подана 16 июля 2001 года, серийный номер 60/305,635;
"Описание неорганического полимерного электрета в коллоидном состоянии, а также метода получения и применения", подана 26 декабря 2000 года, серийный номер 09/749,243;
"Аппарат и способ обработки угля с высоким содержанием серы таким образом, что он будет сгорать в высокотемпературной печи с значительно уменьшенными выбросами диоксида серы (S02) оксидов азота и ртути," подана 28 марта 2001 года, серийный номер 60/279,325; и
"Уменьшение выбросов диоксида серы при сжигании угля," подана 28 марта 2002 года, серийный номер W02/079356.
ПоИеленский Н.К.
Формула изобретения:
1. Способ переработки С02 или других парниковых газов в пригодные к использованию элементарные компоненты, отличающийся тем, что парниковый газ ионизируют с образованием заряженных фрагментов молекул, которые затем подвергают воздействию внешнего электронного поля с высокой плотностью электронов до полного подавления повторного окисления углеродных фрагментов и других фрагментов молекул парникового газа.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что парниковые газы выбраны из группы, включающей S02, Nox, СО и углеводороды.
3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что ионизацию парниковых газов осуществляют посредством плазменной дуги.
4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что высокую плотность электронов электронного поля обеспечивают за счет использования магнитной камеры, образованной группой электромагнитов, последовательно расположенных таким образом, что последний электромагнит намотан параллельно магнитной катушке ниже дуги противоположного заряда для создания плотного электронного поля, предотвращающего повторное окисление углерода.
5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что газообразный С02 перед ионизацией подают в камеру удерживания, содержащую неорганический полимерный электрет.
6. Способ по п. 1, отличающийся тем, что газообразный С02 перед ионизацией подвергают сжатию.
7. Способ по п. 1, отличающийся тем, что элементарный углерод или
-2-
графит, образующийся в результате воздействия электронного поля на фрагменты молекул, собирают в отдельную емкость, а образующийся в результате указанного воздействия газообразный 02 подают в печь для сжигания ископаемого топлива.
8. Способ по п. 3, отличающийся тем, что взаимодействие заряженных фрагментов молекул с внешним электронным полем осуществляют на титановой сетке, расположенной вблизи плазменной дуги, в результате чего происходит восстановление парниковых газов до их элементарных компонентов.
9. Способ переработки парниковых газов, образующихся в виде газовых выбросов в печи сжигания ископаемого топлива, в пригодные к использованию элементарные компоненты, отличающийся тем, что парниковые газы ионизируют до заряженных фрагментов молекул, которые затем подвергают воздействию внешнего электронного поля с высокой плотностью электронов до полного подавления повторного окисления углеродных фрагментов и фрагментов других парниковых газов, с образованием в результате элементарного углерода, газообразного кислорода и других элементарных компонентов.
10. Способ по п. 9, отличающийся тем, что парниковые газы выбирают из группы, состоящей из С02, СО, Sox, Nox и других вредных газов.
11. Устройство для получения углеродных фрагментов и кислорода из газообразного С02, выделяющегося из печи для сжигания ископаемого топлива, отличающееся тем, что оно содержит средство сбора газообразного С02, вырабатываемого в печи, камеру удерживания, являющуюся средством
очистки и промывки газообразного С02, компрессор, являющийся средством сжатия промытых газов, и средство создания внешнего электронного поля с высокой плотностью электронов для полного подавления повторного окисления углеродных фрагментов.
12. Устройство по п. 11, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит средства сбора углеродных фрагментов и образующегося газообразного 02.
13. Устройство по п. 11, отличающееся тем, что оно представляет собой замкнутую систему, исключающую выделение в атмосферу газообразных или твердых выбросов.
14. Устройство по п. 11, отличающееся тем, что средство сбора газообразного С02, выделяющегося из печи, содержит напорную трубу.
15. Устройство по п. 11, отличающееся тем, что средство ионизации С02 представляет собой плазменную дугу.
16. Устройство по п. 11, отличающееся тем, что средство создания внешнего электронного поля содержит группу электромагнитов, размещенных с возможностью образования прилегающей к плазменной дуге зоны скопления свободных электронов для превращения ионов углерода и кислорода в элементарные фрагменты.
17. Способ переработки парниковых газов, таких как С02, СО, S02, N02 и других, в пригодные к использованию элементарные компоненты, отличающийся тем, что парниковые газы промывают в камере удерживания, подвергают сжатию для уменьшения их объема, ионизируют до образования заряженных ионов, которые подвергают воздействию внешнего электронного
-4-
поля с высокой плотностью электронов до полного подавления повторного окисления углеродных фрагментов и других фрагментов парникового газа.
18. Способ по п. 17, отличающийся тем, что получаемые элементарные компоненты представляют собой элементарный углерод в виде сажи или графита и газообразный кислород, и необязательно углеводородные масла и/или молекулы серы и/или азота.
19. Способ по п. 17, отличающийся тем, что парниковые газы ионизируют посредством узла плазменной дуги.
20. Способ по п. 17, отличающийся тем, что внешнее электронное поле создают путем удерживания свободных электронов внутри заряженного магнитного поля вблизи области образования заряженных ионов, выделяющихся из плазменной дуги.
21. Способ по п. 17, отличающийся тем, что в камере удерживания парниковые газы промываютс использованием неорганического полимерного электрета.
PCT/US2005/003472
Лист: 1
PCT/US2005/003472
Лист: 2
Фиг.2
PCT/US2005/003472
Лист: 3
Фиг.3
PCT/US2005/003472
Лист: 4
Фиг.4
PCT/US2005/003472
Лист: 5
Сравнение Концентраций СОг (Уголь из Ист Тэннэсси, Обработанный НПЭ)
<а о, н
W о
а w
80 т 70 -60 -50 40 -30 -20 -10 "
СОг (после преобразователя СОг)
СОг (до преобразователя СОг)
ПОООИВопидп""""пг,""пппГ|ппппПЯ"
35 40 45 50 55
Время (минуты)
60 65
Фиг, 5
PCT/US2005/003472
Лист: 6
N-У
н М о
Н" К
80 70 -60 -50 -40 -30 -20 -10
Сравнение Концентраций СОг (Необработанный Уголь из Ист Тэннэсси)
СОг (после преобразователя СОг)
СОг (до преобразователя СОг)
10 15 20 25 30 35 40
Время (минуты)
45 50 55 60
ФИГ. 6
PCT/US2005/003472
Лист: 7
80 ~ 70 ? 60 I 50 g. 40 I 30 I 20
Сравнение Концентраций О2 (Уголь из Ист Тэннэсси, Обработанный НПЭ)
- 02 (после преобразователя СОг)
О г (до преобразователя СОг)
40 45 50 55
Время (минуты)
60 65
ФИГ. 7
PCT/US2005/003472
Лист: 8
Сравнение Концентраций О 2 (Необработанный Уголь из Ист Тэннэсси)
О 2 (после преобразователя СОг)
Ог (до преобразователя CO2)
10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60
Время (минуты)
Фиг. 8
PCT/US2005/003472
Лист: 9
Энергетический Цикл Углерода
Фиг.9