WO2010128877A1 - Device for recovering energy from flue gases - Google Patents

Device for recovering energy from flue gases Download PDF

Info

Publication number
WO2010128877A1
WO2010128877A1 PCT/RU2009/000216 RU2009000216W WO2010128877A1 WO 2010128877 A1 WO2010128877 A1 WO 2010128877A1 RU 2009000216 W RU2009000216 W RU 2009000216W WO 2010128877 A1 WO2010128877 A1 WO 2010128877A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
reactor
energy
gas
flue gases
cavity
Prior art date
Application number
PCT/RU2009/000216
Other languages
French (fr)
Russian (ru)
Inventor
Владимир Анатольевич МАТВЕЕВ
Александр Александрович ЗВОНОВ
Original Assignee
Matveev Vladimir Anatolevich
Zvonov Aleksandr Aleksandrovich
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Matveev Vladimir Anatolevich, Zvonov Aleksandr Aleksandrovich filed Critical Matveev Vladimir Anatolevich
Priority to PCT/RU2009/000216 priority Critical patent/WO2010128877A1/en
Priority to RU2011123888/07A priority patent/RU2011123888A/en
Publication of WO2010128877A1 publication Critical patent/WO2010128877A1/en

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K44/00Machines in which the dynamo-electric interaction between a plasma or flow of conductive liquid or of fluid-borne conductive or magnetic particles and a coil system or magnetic field converts energy of mass flow into electrical energy or vice versa
    • H02K44/08Magnetohydrodynamic [MHD] generators

Definitions

  • the invention relates to energy, specifically to devices for generating energy from flue gases.
  • a device for generating energy from flue gases (SU 1824510, IPC: F23L15 / 00, 1993), comprising a heat exchanger installed in the chimney of a thermal power plant (CHP) and connected at the outlet to the turbine of the CHP.
  • flue gases SU 1824510, IPC: F23L15 / 00, 1993
  • CHP thermal power plant
  • a disadvantage of the known device for generating energy from gas waste is the lack of conversion of flue gas energy into electrical energy associated with the selection of only part of the heat from the flue gas.
  • Another disadvantage of the known device is the lack of environmental friendliness. This is due to the fact that the flue gases of CHP plants, which are the main source of atmospheric pollution, contain carbon dioxide (CO 2 ) according to GOST 17.2.1.04-77 (RU) - 93% and 7% - the rest in decreasing order: sulfur dioxide, nitrogen oxides, carbon monoxide, as well as soot, dust particles, often radioactive elements. At the same time, carbon dioxide (CO 2 ), which makes up the main percentage of flue gases, passes through the known device almost without delay and pollutes the atmosphere, causing a greenhouse effect in it.
  • CO 2 carbon dioxide
  • the internal cavity of the reactor is connected through sealed pipe (waveguide) with the output of the electromagnetic wave generator.
  • the reactor vessel is made of quartz glass with double walls and nozzles for connecting the cavity between the walls with a heat exchanger.
  • the space between the walls is filled with a coolant, mainly water, heated by the radiation of a gas plasma generated in the chamber cavity. Heated coolant can be used to produce mechanical and / or electrical energy using steam turbines.
  • the disadvantages of this device are: a relatively small output power associated with insufficient strength of the quartz chamber; the difficulty of operational control of the output power of the gas reactor, associated with the instability and relatively large required time for the formation of the "energetic core" of the plasma in an insufficiently strong glass vessel; as well as relatively large dimensions, due to restrictions on the strength of the reactor vessel (on the specific energy of pressure on the walls of a glass vessel in the reaction zone).
  • An object of the invention is to eliminate the disadvantages of the prototype and, first of all, increasing the output power of the device, the ability to control its energy in real time.
  • the technical result that provides the solution to this problem is the pulse activation of the gas reagent and the adjustment of the average output power of the device by the frequency of the activation pulses.
  • the device for generating energy from flue gases containing a gas reactor with a pump source and a pipe for supplying gas to the reactor cavity
  • the pump source of the reactor contains an electromagnetic wave generator with a resonator and a high voltage arrester, the electrodes of which are brought into the cavity of the reactor, according to the invention it further comprises a converter of plasma energy of the reactor into electrical energy
  • the reactor vessel is made of refractory dielectric material and installed in the resonator of the electromagnetic wave generator, when this inlet pipe for supplying gas into the chamber cavity is equipped with a check valve, the reactor plasma energy converter in electrical energy is made in the form of a nozzle with an inductive winding and is installed at the outlet of the reactor, and the inductive winding of the nozzle is connected to the supply input of the pump source and to the output of the device.
  • the refractory dielectric material of the camera body is made of porcelain or ceramic.
  • Refractory electrodes are made of tungsten or graphite.
  • the pump source is pulsed, and the frequency of its electromagnetic waves and / or discharge pulses is chosen equal to one or more resonant frequencies of absorption of molecules and atoms of flue gases.
  • the implementation of the reactor vessel from refractory dielectric material and its installation in the magnetron resonator allows the electromagnetic pumping of the gas reagent through the radiolucent gas reactor vessel in the longer wavelength region of the spectrum of resonant frequencies of absorption of electromagnetic waves (EMW). This makes it possible to use powerful magnetrons and klystrons with high efficiency for pumping in comparison with short-wave EMW sources and at the same time simplify the design of the device as a whole.
  • EMW absorption of electromagnetic waves
  • the introduction of the energy converter of the plasma of the reactor into electrical energy allows you to directly convert the plasma energy of the utilized gases into electrical energy.
  • the connection of the inductive winding of the nozzle with the supply input of the pump source, and with the output of the device allows you to provide your own needs with electricity for initiating the combustion reaction of flue gases and power supply to external energy consumers.
  • the execution of the pump source pulsed can reduce the energy consumption for activating the avalanche chemical reaction and simultaneously increase the output energy of a gas reactor.
  • FIG. 1 shows the design of a device for generating energy from flue gases
  • FIG. 2 - its cross section.
  • a device for generating energy from flue gases comprises a gas reactor 1 with a pumping source 2, a pipe 3 for supplying gas to the cavity of the reactor 1, and a nozzle 4 for removing plasma from the reaction zone.
  • the pump source 2 of the reactor 1 contains an electromagnetic wave generator, for example, a magnetron 5 and a high voltage arrester 6, the electrodes 7 of which are brought into the cavity of the reactor, and the modulating output 8 is connected to the cathode 9 of the magnetron 5.
  • the output of the electromagnetic waves (EMW) of the magnetron 5 is connected by the waveguide 10 to the resonator 11, through the cavity of which the gas reactor 1 passes.
  • the reactor vessel 1 is made of a cylindrical shape from a refractory dielectric (radiolucent) material, for example, from porcelain and / or ceramic.
  • a refractory dielectric (radiolucent) material for example, from porcelain and / or ceramic.
  • the inlet pipe 3 for supplying the gas reagent, and on the other end side, the nozzle 4.
  • the pipe 3 is equipped with a check valve 12, and the nozzle 4 is equipped with an inductive winding 13, forming an electric energy source 14 connected to the supply input of the pump source 2 and with external consumers of electricity .
  • the high-voltage spark gap 6 is made in the form of an inductive or capacitive energy storage device with an adjustable pulse repetition rate of 5 pulses modulating the magnetron and bursts of discharge pulses supplied to the electrodes 7.
  • the frequency f m of high-frequency electromagnetic oscillations in each magnetron 5 pulse and the frequency f n of discharge pulses in the packet are selected corresponding one or more resonant frequencies f 0 (Fraunhofer lines) of absorption (JOURNAL OF RESEARCH (7)f th Candida N Corporationtiopal ⁇ réelle für Technologyu (7)f Stapards ⁇ husises Canald ⁇ hemistr. VoI. 67A, 3, Mau-Jupe, 1963; Yamanov D. H. Elemental fundamentals trodynamics and radio wave propagation - Part 2: Fundamentals of electrodynamics - Lecture texts - M: MGTU GA, 2005.
  • volume of the internal cavity (chamber ) of the gas reactor 1 is selected from the condition that the energy of the pump source 1 is sufficient for the resonant activation of the flue gas and exclude the rupture of the chamber 1 during the explosion of the mass of the gas reagent enclosed in it.
  • a device for generating energy from flue gases works as follows. Ignition voltage U is supplied to the energy storage 6 - At the same time, flue gases fill the cavity of the gas reactor 1 through the valve 12, which is open in the normal state. When the high-voltage spark gap 6 enters the operating mode, the latter produces negative voltage modulation pulses with a repetition period T of polarity and duration ⁇ to the cathode 9 of magnetron 5. Simultaneously with the same repetition period, bursts of discharge pulses of duration ⁇ and pump frequency f n corresponding to or a multiple of the resonant absorption frequency f 0 of the gas reagent are output to the electrodes 7 of the gas reactor.
  • C (Ce) is a neutral carbon atom having one bond electron for each atom in the carbon chain of the fuel
  • O 2 (OeO) - an oxygen molecule having one electron bonding between two atoms of the molecule
  • O 2 O + + e + O + + Q 2 , (5) accompanied by explosive destruction of oxygen molecules, release of a free electron of their bond and quantum energy Q 2 of secondary ionizing radiation from the ultraviolet to the soft X-ray range of electromagnetic waves, leading to avalanche ionization of gas reagent in reactor 1 and to the complete separation of electrons from positively charged nuclei of oxygen atoms and other components of the flue gas.
  • the electrons jump at high energy levels relative to the nuclei distant from them.
  • quantum energy is released, which additionally causes instantaneous heating of the gas reagent in chamber 1 and energy is released through nozzle 4 mainly in the form of kinetic plasma energy.
  • the plasma passing through the cavity of the nozzle 4 induces a pulsed electric current in the inductive winding 13, which is supplied to the drive 2 to be converted into a form suitable for powering the magnetron 5 and spark gap 6, as well as for supplying external electricity consumers.
  • a vacuum vacuum is formed in its cavity.
  • the formation of vacuum leads to tearing off the check valve 12 and the intake of the next batch of gas reagent through the pipe 3 into the cavity of the reactor 1.
  • the pulse mode of operation of the gas reactor is repeated.
  • the output power of the electric energy of the device for receiving energy from gas waste is regulated by the repetition rate of the pump pulses of the device 2 (not shown in the figures).
  • Electron sources can be magnetrons, klystrons, and other sources of electromagnetic waves, the emission spectrum of which coincides with the absorption lines of the molecules and atoms of the gas reagent and freely passes through the radiolucent reactor vessel 1.
  • Non-combustible normal Gases sulfur dioxide, nitrogen oxides, carbon monoxide, as well as soot and dust particles in water vapor.
  • the invention was developed at the level of technical proposal and physical modeling of the activation of a gaseous medium by the combined action of microwave radiation and electric discharge in a volume isolated from the external environment.

Abstract

The invention relates to power engineering, more specifically to devices for recovering energy from flue gases. The device comprises a gas reactor with a pumping source and a converter for converting the plasma energy of the reactor into electrical energy. The pumping source comprises an electromagnetic wave generator with a resonator and a high-voltage discharger, the electrodes of which are introduced into the reactor cavity. The reactor vessel is made of a refractory dielectric material and is disposed in the resonator of the electromagnetic wave generator. The converter for converting the plasma energy of the reactor into electrical energy is designed in the form of a nozzle with an inductive winding and is situated at the outlet of the reactor. Furthermore, the inductive winding of the nozzle is connected to the feed inlet of the pumping source and to the outlet of the device for recovering energy from flue gases. The device makes it possible to recycle flue gases and supply electricity to external energy consumers.

Description

Устройство для получения энергии из дымовых газов Device for generating energy from flue gases
Изобретение относится к энергетике, конкретно к устройствам для получения энергии из дымовых газов.The invention relates to energy, specifically to devices for generating energy from flue gases.
Известно устройство для получения энергии из дымовых газов (SU 1824510, МПК: F23L15/00, 1993), содержащее теплообменник, установленный в дымовой трубе теплоэлектростанции (ТЭЦ) и соединенный по выходу с турбиной ТЭЦ.A device is known for generating energy from flue gases (SU 1824510, IPC: F23L15 / 00, 1993), comprising a heat exchanger installed in the chimney of a thermal power plant (CHP) and connected at the outlet to the turbine of the CHP.
Недостатком известного устройства для получения энергии из газовых отходов является недостаточный коэффициент преобразования энергии дымовых газов в электрическую энергию, связанный с отбором только части тепла от дымовых газов. Другим недостатком известного устройства является недостаточная экологичность. Это объясняется тем, что дымовые газы ТЭЦ, являющиеся основным источником загрязнения атмосферы, содержат по ГОСТ 17.2.1.04-77 (RU) углекислый газ (CO2) - 93% и 7% - остальное в порядке убывания: сернистый газ, окислы азота, угарный газ, а также сажу, пылевые частицы, нередко радиоактивные элементы. При этом углекислый газ (CO2), составляющий основной процент дымовых газов, проходит через известное устройство практически без задержки и загрязняет атмосферу, вызывая в ней парниковый эффект.A disadvantage of the known device for generating energy from gas waste is the lack of conversion of flue gas energy into electrical energy associated with the selection of only part of the heat from the flue gas. Another disadvantage of the known device is the lack of environmental friendliness. This is due to the fact that the flue gases of CHP plants, which are the main source of atmospheric pollution, contain carbon dioxide (CO 2 ) according to GOST 17.2.1.04-77 (RU) - 93% and 7% - the rest in decreasing order: sulfur dioxide, nitrogen oxides, carbon monoxide, as well as soot, dust particles, often radioactive elements. At the same time, carbon dioxide (CO 2 ), which makes up the main percentage of flue gases, passes through the known device almost without delay and pollutes the atmosphere, causing a greenhouse effect in it.
Указанные недостатки устранены в устройстве для получения энергии из газов воздуха (US 69369761, НКИ: 315.111.91; 315.108, 2005), содержащем газовый реактор с источником накачки и патрубком для подвода газа в полость реактора, причем источник накачки реактора содержит генератор электромагнитных волн с резонатором и высоковольтный разрядник, электроды которого выведены в полость реактора.These disadvantages are eliminated in a device for generating energy from air gases (US 69369761, NKI: 315.111.91; 315.108, 2005), containing a gas reactor with a pump source and a pipe for supplying gas to the reactor cavity, and the reactor pump source contains electromagnetic waves with a resonator and a high voltage arrester, the electrodes of which are brought into the cavity of the reactor.
При этом внутренняя полость реактора соединена через герметизированный патрубок (волновод) с выходом генератора электромагнитных волн. Корпус реактора выполнен из кварцевого стекла с двойными стенками и патрубками для соединения полости между стенками с теплообменником. Пространство между стенками заполнено теплоносителем, преимущественно водой, нагреваемой излучением плазмы газа, генерируемой в полости камеры. Нагретый теплоноситель может быть использован для получения механической и/или электрической энергии с помощью паровых турбин.In this case, the internal cavity of the reactor is connected through sealed pipe (waveguide) with the output of the electromagnetic wave generator. The reactor vessel is made of quartz glass with double walls and nozzles for connecting the cavity between the walls with a heat exchanger. The space between the walls is filled with a coolant, mainly water, heated by the radiation of a gas plasma generated in the chamber cavity. Heated coolant can be used to produce mechanical and / or electrical energy using steam turbines.
Недостатками этого устройства являются: относительно небольшая выходная мощность, связанная с недостаточной прочностью кварцевой камеры; трудностью оперативного управления выходной мощностью газового реактора, связанная с неустойчивостью и относительно большим требуемым временем формирования «энepгeтичecкoгo ядpa» плазмы в недостаточно прочном стеклянном сосуде; а также относительно большие габариты, обусловленные ограничениями на прочность корпуса реактора (на удельную энергию давления на стенки стеклянного сосуда в зоне реакции).The disadvantages of this device are: a relatively small output power associated with insufficient strength of the quartz chamber; the difficulty of operational control of the output power of the gas reactor, associated with the instability and relatively large required time for the formation of the "energetic core" of the plasma in an insufficiently strong glass vessel; as well as relatively large dimensions, due to restrictions on the strength of the reactor vessel (on the specific energy of pressure on the walls of a glass vessel in the reaction zone).
Технической задачей изобретения является устранение недостатков прототипа и, в первую очередь, повышение выходной мощности устройства, возможность управления его энергетикой в реальном масштабе времени.An object of the invention is to eliminate the disadvantages of the prototype and, first of all, increasing the output power of the device, the ability to control its energy in real time.
Техническим результатом, обеспечивающим решение этой, задачи является импульсная активация газового реагента и регулировка средней выходной мощности устройства частотой следования импульсов активации.The technical result that provides the solution to this problem is the pulse activation of the gas reagent and the adjustment of the average output power of the device by the frequency of the activation pulses.
Достижение заявленного технического результата и, как следствие, решение поставленной технической задачи достигается тем, что устройство для получения энергии из дымовых газов, содержащее газовый реактор с источником накачки и патрубком для подвода газа в полость реактора, причем источник накачки реактора содержит генератор электромагнитных волн с резонатором и высоковольтный разрядник, электроды которого выведены в полость реактора, согласно изобретению оно дополнительно содержит преобразователь энергии плазмы реактора в электрическую энергию, корпус реактора выполнен из тугоплавкого диэлектрического материала и установлен в резонаторе генератора электромагнитных волн, при этом входной патрубок для подвода газа в полость камеры снабжен обратным клапаном, преобразователь энергии плазмы реактора в электрическую энергию выполнен в виде сопла с индуктивной обмоткой и установлен на выходе реактора, причем индуктивная обмотка сопла соединена с питающим входом источника накачки и с выходом устройства. При этом тугоплавкий диэлектрический материал корпуса камеры выполнен из фарфора или керамики. Тугоплавкие электроды выполнены из вольфрама или графита. Источник накачки выполнен импульсным, а частота его электромагнитных волн и/или импульсов разряда выбрана равной одной или нескольким резонансным частотам поглощения молекул и атомов дымовых газов. Выполнение корпуса реактора из тугоплавкого диэлектрического материала и установка его в резонаторе магнетрона позволяет осуществлять электромагнитную накачку газового реагента через радиопрозрачный корпус газового реактора в более длинноволновой области спектра резонансных частот поглощения электромагнитных волн (ЭМВ). Это позволяет использовать для накачки мощные магнетроны и клистроны с большим КПД по сравнению с коротковолновыми источниками ЭМВ и одновременно упростить конструкцию устройства в целом.The achievement of the claimed technical result and, as a result, the solution of the technical problem is achieved by the fact that the device for generating energy from flue gases, containing a gas reactor with a pump source and a pipe for supplying gas to the reactor cavity, moreover, the pump source of the reactor contains an electromagnetic wave generator with a resonator and a high voltage arrester, the electrodes of which are brought into the cavity of the reactor, according to the invention it further comprises a converter of plasma energy of the reactor into electrical energy, the reactor vessel is made of refractory dielectric material and installed in the resonator of the electromagnetic wave generator, when this inlet pipe for supplying gas into the chamber cavity is equipped with a check valve, the reactor plasma energy converter in electrical energy is made in the form of a nozzle with an inductive winding and is installed at the outlet of the reactor, and the inductive winding of the nozzle is connected to the supply input of the pump source and to the output of the device. In this case, the refractory dielectric material of the camera body is made of porcelain or ceramic. Refractory electrodes are made of tungsten or graphite. The pump source is pulsed, and the frequency of its electromagnetic waves and / or discharge pulses is chosen equal to one or more resonant frequencies of absorption of molecules and atoms of flue gases. The implementation of the reactor vessel from refractory dielectric material and its installation in the magnetron resonator allows the electromagnetic pumping of the gas reagent through the radiolucent gas reactor vessel in the longer wavelength region of the spectrum of resonant frequencies of absorption of electromagnetic waves (EMW). This makes it possible to use powerful magnetrons and klystrons with high efficiency for pumping in comparison with short-wave EMW sources and at the same time simplify the design of the device as a whole.
Введение преобразователя энергии плазмы реактора в электрическую энергию, выполненного в виде сопла с индуктивной обмоткой и установленного на выходе реактора, позволяет непосредственно преобразовывать энергию плазмы утилизируемых газов в электрическую энергию. Соединение индуктивной обмотки сопла с питающим входом источника накачки, и с выходом устройства позволяет обеспечить электроэнергией собственные потребности по инициированию реакции горения дымовых газов и электроснабжению внешних потребителей энергии. Выполнение источника накачки импульсным, выбор частоты его электромагнитных волн и/или импульсов разряда равной одной или нескольким резонансным частотам поглощения молекул и атомов дымовых газов, а также ограничение релаксации плазмы путем экранирование зоны реакции от внешней нейтральной среды позволяют снизить энергозатраты на активацию лавинной химической реакции и одновременно повысить выходную энергию газового реактора.The introduction of the energy converter of the plasma of the reactor into electrical energy, made in the form of a nozzle with an inductive winding and installed at the outlet of the reactor, allows you to directly convert the plasma energy of the utilized gases into electrical energy. The connection of the inductive winding of the nozzle with the supply input of the pump source, and with the output of the device allows you to provide your own needs with electricity for initiating the combustion reaction of flue gases and power supply to external energy consumers. The execution of the pump source pulsed, the choice of the frequency of its electromagnetic waves and / or discharge pulses equal to one or more resonant frequencies of absorption of molecules and flue gas atoms, as well as limiting the relaxation of the plasma by shielding the reaction zone from an external neutral medium, can reduce the energy consumption for activating the avalanche chemical reaction and simultaneously increase the output energy of a gas reactor.
На фиг. 1 представлена конструкция устройства для получения энергии из дымовых газов, на фиг. 2 - его поперечный разрез.In FIG. 1 shows the design of a device for generating energy from flue gases, FIG. 2 - its cross section.
Устройство для получения энергии из дымовых газов содержит газовый реактор 1 с источником 2 накачки, патрубком 3 для подвода газа в полость реактора 1 и соплом 4 для вывода плазмы из зоны реакции. Источник 2 накачки реактора 1 содержит генератор электромагнитных волн, например магнетрон 5 и высоковольтный разрядник 6, электроды 7 которого выведены в полость реактора, а модулирующий выход 8 соединен с катодом 9 магнетрона 5. Выход электромагнитных волн (ЭМВ) магнетрона 5 соединен волноводом 10 с резонатором 11, через полость которого проходит газовый реактор 1. Корпус реактора 1 выполнен цилиндрической формы из тугоплавкого диэлектрического (радиопрозрачного) материала, например из фарфора и/или керамики. С одной из торцевых сторон реактора 1 установлен входной патрубок 3 для подвода газового реагента, а с другой торцевой стороны - сопло 4. Патрубок 3 снабжен обратным клапаном 12, а сопло 4 снабжено индуктивной обмоткой 13, образуя источник 14 электрической энергии, соединенный с питающим входом источника 2 накачки и с внешними потребителями электроэнергии. Высоковольтный разрядник 6 выполнен в виде индуктивного или емкостного накопителя энергии с регулируемой частотой следования модулирующих магнетрон 5 импульсов и пачек разрядных импульсов, подаваемых на электроды 7. Частота fм высокочастотных электромагнитных колебаний в каждом импульсе магнетрона 5 и частота fн разрядных импульсов в пачке выбраны соответствующими одной или нескольким резонансным частотам f0 (линиям Фраунгофера) поглощения (JOURNAL OF RESEARCH оf thе Nаtiопаl Вurеаu оf Stапdаrds Рhusisеs апd Сhеmistrу. VoI. 67A, 3, Мау-Juпе, 1963; Яманов Д. H. Основы электродинамики и распространение радиоволн. Часть 2. Основы электродинамики. Тексты лекций.- M: МГТУ ГА, 2005. 100 с) электромагнитных волн дымовым газом (CO2 - реагентом и его примесями), введенным в полость реактора 1. Объем внутренней полости (камеры) газового реактора 1 выбран из условия достаточности энергетики источника накачки 1 для резонансной активации дымового газа и исключения разрыва камеры 1 при взрыве заключенной в ней массы газового реагента.A device for generating energy from flue gases comprises a gas reactor 1 with a pumping source 2, a pipe 3 for supplying gas to the cavity of the reactor 1, and a nozzle 4 for removing plasma from the reaction zone. The pump source 2 of the reactor 1 contains an electromagnetic wave generator, for example, a magnetron 5 and a high voltage arrester 6, the electrodes 7 of which are brought into the cavity of the reactor, and the modulating output 8 is connected to the cathode 9 of the magnetron 5. The output of the electromagnetic waves (EMW) of the magnetron 5 is connected by the waveguide 10 to the resonator 11, through the cavity of which the gas reactor 1 passes. The reactor vessel 1 is made of a cylindrical shape from a refractory dielectric (radiolucent) material, for example, from porcelain and / or ceramic. On one of the ends of the reactor 1 is installed the inlet pipe 3 for supplying the gas reagent, and on the other end side, the nozzle 4. The pipe 3 is equipped with a check valve 12, and the nozzle 4 is equipped with an inductive winding 13, forming an electric energy source 14 connected to the supply input of the pump source 2 and with external consumers of electricity . The high-voltage spark gap 6 is made in the form of an inductive or capacitive energy storage device with an adjustable pulse repetition rate of 5 pulses modulating the magnetron and bursts of discharge pulses supplied to the electrodes 7. The frequency f m of high-frequency electromagnetic oscillations in each magnetron 5 pulse and the frequency f n of discharge pulses in the packet are selected corresponding one or more resonant frequencies f 0 (Fraunhofer lines) of absorption (JOURNAL OF RESEARCH оf thе Nаtiopal Вуеаu оf Stapards Рhusisesеd Сhemistr. VoI. 67A, 3, Mau-Jupe, 1963; Yamanov D. H. Elemental fundamentals trodynamics and radio wave propagation - Part 2: Fundamentals of electrodynamics - Lecture texts - M: MGTU GA, 2005. 100 s) electromagnetic waves with flue gas (CO 2 - reagent and its impurities) introduced into the reactor cavity 1. Volume of the internal cavity (chamber ) of the gas reactor 1 is selected from the condition that the energy of the pump source 1 is sufficient for the resonant activation of the flue gas and exclude the rupture of the chamber 1 during the explosion of the mass of the gas reagent enclosed in it.
Устройство для получения энергии из дымовых газов работает следующим образом. На накопитель 6 энергии подают напряжение питания Uподжига- Одновременно дымовые газы через открытый в нормальном состоянии клапан 12 заполняют полость газового реактора 1. При выходе высоковольтного разрядника 6 на рабочий режим последний с периодом T следования выдает высоковольтные импульсы модуляции отрицательной полярности и длительностью τ на катод 9 магнетрона 5. Одновременно с таким же периодом следования на электроды 7 газового реактора выдаются пачки разрядных импульсов длительностью τ и с частотой fн накачки, соответствующей или кратной резонансной частоте f0 поглощения газового реагента. Под воздействием разности потенциалов > 30 кВ/см между электродами 7 газового реактора 1 происходит электрический пробой газового реагента и образование стримера - трассы из носителей тока (ионов и электронов) с плотностью зарядов порядка 10"7 см"3. Одновременно магнетрон 5 под воздействием высоковольтных импульсов накачки вырабатывает пачки высокочастотных электромагнитных волн накачки (ЭМВ) с частотой f м = f0 и с плотностью энергии не менее 1 Дж/см2' и передает их по волноводу 10 в резонатор 11 для электромагнитной накачки ионизированного газового реагента в камере газового реактора 1. При этом за счет резонансного поглощения энергии ЭМВ и ударной ионизации происходит разрыв молекулярных связей и молекул CO2 на составные элементыA device for generating energy from flue gases works as follows. Ignition voltage U is supplied to the energy storage 6 - At the same time, flue gases fill the cavity of the gas reactor 1 through the valve 12, which is open in the normal state. When the high-voltage spark gap 6 enters the operating mode, the latter produces negative voltage modulation pulses with a repetition period T of polarity and duration τ to the cathode 9 of magnetron 5. Simultaneously with the same repetition period, bursts of discharge pulses of duration τ and pump frequency f n corresponding to or a multiple of the resonant absorption frequency f 0 of the gas reagent are output to the electrodes 7 of the gas reactor. Under the influence of a potential difference> 30 kV / cm between the electrodes 7 of the gas reactor 1, an electrical breakdown of the gas reagent and the formation of a streamer - paths from current carriers (ions and electrons) with a charge density of the order of 10 "7 cm " 3 occur. At the same time, the magnetron 5, under the influence of high-voltage pump pulses, generates packs of high-frequency electromagnetic pump waves (EMW) with a frequency f m = f 0 and with an energy density of at least 1 J / cm 2 'and transmits them through a waveguide 10 to a resonator 11 for electromagnetic pumping of ionized gas reagent in the chamber of a gas reactor 1. In this case, due to the resonant absorption of EMW energy and impact ionization, molecular bonds and CO 2 molecules are broken into constituent elements
CO2 = C+O2 (1);CO 2 = C + O 2 (1);
C = C_+ e (2);C = C_ + e (2);
O2=(OeO) — >O+ +(Oe) =O++O. (3), где:O 2 = (OeO) -> O + + (Oe) = O + + O. (3) where:
С = (Ce)- нейтральный атом углерода, имеющий один электрон связи на каждый атом в углеродной цепочке топлива;C = (Ce) is a neutral carbon atom having one bond electron for each atom in the carbon chain of the fuel;
O2=(OeO)- молекула кислорода, имеющая один электрон связи между двумя атомами молекулы;O 2 = (OeO) - an oxygen molecule having one electron bonding between two atoms of the molecule;
C- , O- - отрицательные ионы углерода и кислорода соответственно; O+ - положительный ион. Электродинамическое взаимодействие ионов C- и O+ вызывает реакцию горения (окисления углерода) с образованием окиси углерода и тепла Q1 C-, O- - negative carbon and oxygen ions, respectively; O + is a positive ion. The electrodynamic interaction of C- and O + ions causes a combustion reaction (carbon oxidation) with the formation of carbon monoxide and heat Q 1
C- + O+ - СО + Q1 (4).C- + O + - CO + Q 1 (4).
Выделяющееся в результате реакции 4 малоустойчивое к «cтpиммepнoй» ионизации образование СО, выделенное тепло Q, а также резонансное воздействие на ионизированную среду энергией ЭМВ и электрического разряда источника 2 накачки способствуют развитию дальнейшего процесса ионизации и разрушению атомов и ионов кислорода с образованием дефицита их массы lϊl. Повышение в реакторе 1 плотности носителей зарядов до 1014 см"3 приводит к инициированию «киcлopoднoй реакций))The formation of CO emitted by reaction 4, which is unstable to “moderate” ionization, emitted heat Q, as well as the resonant action of EMW energy and the electric discharge of pump source 2 on the ionized medium, contribute to the development of the further ionization and destruction of oxygen atoms and ions with the formation of their mass deficit lϊl . An increase in the density of charge carriers in the reactor 1 to 10 14 cm "3 leads to the initiation of" oxygen reactions))
O2= O+ +e+O++Q2, (5) сопровождающейся взрывным разрушением молекул кислорода, выделением свободного электрона их связи и квантовой энергии Q2 вторичного ионизирующего излучения от ультрафиолетового до мягкого рентгеновского диапазона электромагнитных волн, приводящих к лавинной ионизации газового реагента в реакторе 1 и к полному отрыву электронов от положительно заряженных ядер атомов кислорода и других составляющих дымовых газов. Наличие в дымовых газах небольшого процента азота, связывающего часть кислорода в реакторе 1, несколько снижает скорость реакции (5) из-за того, что молекулы азота, имея отрицательный избыточный заряд окружают часть молекул кислорода, имеющих положительный избыточный заряд, образуя агрегаты из кислорода, экранированного азотом от действия ионизирующих воздействий. Если первичное (от источника 2 накачки) и/или вторичное (результат «киcлopoднoй реакции))) ионизирующее воздействие достаточно для разрушения азота, молекула которого в два раза прочнее молекулы кислорода, так как имеет не один, а два электрона связи, то азот при этом разрушается не только на атомы, но и фрагменты, представляющие другие химические элементы в азотной реакцииO 2 = O + + e + O + + Q 2 , (5) accompanied by explosive destruction of oxygen molecules, release of a free electron of their bond and quantum energy Q 2 of secondary ionizing radiation from the ultraviolet to the soft X-ray range of electromagnetic waves, leading to avalanche ionization of gas reagent in reactor 1 and to the complete separation of electrons from positively charged nuclei of oxygen atoms and other components of the flue gas. The presence in the flue gas of a small percentage of nitrogen, which binds part of the oxygen in reactor 1, somewhat reduces the reaction rate (5) due to the fact that nitrogen molecules, having a negative excess charge, surround some of the oxygen molecules having a positive excess charge, forming aggregates of oxygen, shielded by nitrogen from ionizing effects. If the primary (from the source of 2 pump) and / or secondary (the result of the “oxygen reaction))) ionizing the effect is sufficient for the destruction of nitrogen, the molecule of which is twice as strong as the oxygen molecule, since it has not one but two binding electrons, while nitrogen is destroyed not only into atoms, but also fragments representing other chemical elements in the nitrogen reaction
N2 — >C,O,H. (6)N2 -> C, O, H. (6)
Освобожденные от электронных оболочек положительно заряженные ядра атомов прореагировавших газов объединяются (за счет свободы движения и возможности приближения к границе действия мощных гравитационных сил) в общее положительное ядро 15 и облако электронов 16 над объединенным ядром 14. В работах (www.blасklighроvеr.соm) Миллса Р.Л. (США) объединение ядер и скачкообразное повышение энергии газовой плазмы объяснятся туннельным эффектом, в работах (www.сhukапоvепеrgу.соm) Чуканова К.Б. (Болгария) - неизвестными ранее из классической физики законами материального мира. При этом ввиду затруднения доступа нейтральных атомов в зону реакции из внешней среды (преобладания процесса ионизации над процессом релаксации) и объединения ядер в одну общую массу электроны скачкообразно оказываются на высоких энергетических уровнях относительно удаленных от них ядер. При переходе возбужденных электронов на нижестоящие энергетические орбиты происходит выделение квантовой энергии, дополнительно вызывающей мгновенный нагрев газового реагента в камере 1 и выделение энергии через сопло 4 преимущественно в форме кинетической энергии плазмы. Проходящая через полость сопла 4 плазма наводит в индуктивной обмотке 13 импульсный электрический ток, который подается в накопитель 2 для преобразования в форму, удобную для электропитания магнетрона 5 и разрядника 6, а также для электропитания внешних потребителей электроэнергии. После выхода плазмы и из камеры 1 в ее полости образуется вакуумное разряжение. Образование вакуума приводит к отрыванию обратного клапана 12 и забору очередной партии газового реагента через патрубок 3 в полость реактора 1. Далее импульсный режим работы газового реактора повторяется. Выходная мощность электрической энергии устройства для получения энергии из газовых отходов регулируется частотой следования импульсов накачки устройства 2 (на фигурах не показано).The positively charged nuclei of the atoms of the reacted gases freed from the electron shells are combined (due to freedom of movement and the possibility of approaching the boundary of the action of powerful gravitational forces) into a common positive nucleus 15 and an electron cloud 16 above the combined nucleus 14. In the works (www.blackklighroverr.com) Mills R.L. (USA) the combination of nuclei and a jump-like increase in the energy of a gas plasma are explained by the tunneling effect, in the works (www.сhukapovepergu.som) Chukanova KB (Bulgaria) - previously unknown from classical physics, the laws of the material world. In this case, due to the difficulty of access of neutral atoms to the reaction zone from the external environment (the predominance of the ionization process over the relaxation process) and the combination of nuclei into one common mass, the electrons jump at high energy levels relative to the nuclei distant from them. During the transition of excited electrons to lower energy orbits, quantum energy is released, which additionally causes instantaneous heating of the gas reagent in chamber 1 and energy is released through nozzle 4 mainly in the form of kinetic plasma energy. The plasma passing through the cavity of the nozzle 4 induces a pulsed electric current in the inductive winding 13, which is supplied to the drive 2 to be converted into a form suitable for powering the magnetron 5 and spark gap 6, as well as for supplying external electricity consumers. After the plasma leaves the chamber 1, a vacuum vacuum is formed in its cavity. The formation of vacuum leads to tearing off the check valve 12 and the intake of the next batch of gas reagent through the pipe 3 into the cavity of the reactor 1. Next, the pulse mode of operation of the gas reactor is repeated. The output power of the electric energy of the device for receiving energy from gas waste is regulated by the repetition rate of the pump pulses of the device 2 (not shown in the figures).
Указанное изобретение не ограничивается выше приведенным примером его осуществления. В рамках указанного изобретения возможна активация газового реагента при различных сочетаниях параметров и видов источников ЭМВ и газовой среды. Так для уменьшения энергетических затрат на возбуждение газового реагента могут быть использованы катализаторы. В качестве источников ЭМВ могут использоваться магнетроны, клистроны и другие источники ЭМВ, спектр излучения которых совпадает с линиями поглощения молекул и атомов газового реагента и свободно проходит через радиопрозрачный корпус реактора 1. В качестве самостоятельных источников энергии и одновременно объектов утилизации могут быть использованы негорючие в нормальных условиях газы сернистый газ, окислы азота, угарный газ, а также сажа и пылевые частицы в парах воды.The specified invention is not limited to the above example of its implementation. Within the framework of this invention, the activation of a gas reagent is possible with various combinations of parameters and types of sources of electromagnetic waves and a gaseous medium. So, to reduce the energy cost of exciting a gas reagent, catalysts can be used. Electron sources can be magnetrons, klystrons, and other sources of electromagnetic waves, the emission spectrum of which coincides with the absorption lines of the molecules and atoms of the gas reagent and freely passes through the radiolucent reactor vessel 1. Non-combustible normal Gases sulfur dioxide, nitrogen oxides, carbon monoxide, as well as soot and dust particles in water vapor.
Изобретение разработано на уровне технического предложения и физического моделирования активации газовой среды комплексным воздействием СВЧ - излучения и электрического разряда в изолированном от внешней среды объеме. The invention was developed at the level of technical proposal and physical modeling of the activation of a gaseous medium by the combined action of microwave radiation and electric discharge in a volume isolated from the external environment.

Claims

Формула изобретения Claim
1. Устройство для получения энергии из дымовых газов, содержащее газовый реактор с источником накачки и патрубком для подвода газа в полость реактора, причем источник накачки реактора содержит генератор электромагнитных волн с резонатором и высоковольтный разрядник, электроды которого выведены в полость реактора, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит преобразователь энергии плазмы реактора в электрическую энергию, корпус реактора выполнен из тугоплавкого диэлектрического материала и установлен в резонаторе генератора электромагнитных волн, при этом входной патрубок для подвода газа в полость камеры снабжен обратным клапаном, преобразователь энергии плазмы реактора в электрическую энергию выполнен в виде сопла с индуктивной обмоткой и установлен на выходе реактора, причем индуктивная обмотка сопла соединена с питающим входом источника накачки и с выходом устройства.1. A device for generating energy from flue gases, containing a gas reactor with a pump source and a pipe for supplying gas to the reactor cavity, and the pump source of the reactor contains an electromagnetic wave generator with a resonator and a high voltage arrester, the electrodes of which are brought into the reactor cavity, characterized in that it additionally contains a converter of plasma energy of the reactor into electrical energy, the reactor vessel is made of refractory dielectric material and installed in the resonator of the generator electromagnetic waves, while the inlet for supplying gas to the chamber cavity is equipped with a check valve, the converter of plasma energy of the reactor into electrical energy is made in the form of a nozzle with an inductive winding and is installed at the outlet of the reactor, and the inductive winding of the nozzle is connected to the supply input of the pump source and to the output devices.
2. Устройство по п. I5 отличающееся тем, что тугоплавкий диэлектрический материал корпуса реактора выполнен из фарфора и/или керамики.2. The device according to p. I 5 characterized in that the refractory dielectric material of the reactor vessel is made of porcelain and / or ceramic.
3. Устройство по п. I5 отличающееся тем, что тугоплавкие электроды выполнены из вольфрама или графита.3. The device according to p. I 5 characterized in that the refractory electrodes are made of tungsten or graphite.
4. Устройство по п. I5 отличающееся тем, что источник накачки выполнен импульсным, а частота его электромагнитных волн и/или импульсов разряда выбрана равной одной или нескольким резонансным частотам поглощения молекул и атомов дымовых газов. 4. The device according to p. I 5 characterized in that the pump source is made pulsed, and the frequency of its electromagnetic waves and / or discharge pulses is chosen equal to one or more resonant frequencies of absorption of molecules and flue gas atoms.
PCT/RU2009/000216 2009-05-05 2009-05-05 Device for recovering energy from flue gases WO2010128877A1 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/RU2009/000216 WO2010128877A1 (en) 2009-05-05 2009-05-05 Device for recovering energy from flue gases
RU2011123888/07A RU2011123888A (en) 2009-05-05 2009-05-05 DEVICE FOR PRODUCING ENERGY FROM SMOKE GASES

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/RU2009/000216 WO2010128877A1 (en) 2009-05-05 2009-05-05 Device for recovering energy from flue gases

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2010128877A1 true WO2010128877A1 (en) 2010-11-11

Family

ID=43050239

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/RU2009/000216 WO2010128877A1 (en) 2009-05-05 2009-05-05 Device for recovering energy from flue gases

Country Status (2)

Country Link
RU (1) RU2011123888A (en)
WO (1) WO2010128877A1 (en)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012153156A3 (en) * 2011-05-11 2013-01-10 Egely Gyoergy Renewable energy production process with a device featuring resonant nano-dust plasma, a cavity resonator and an acoustic resonator
RU2545017C2 (en) * 2013-06-26 2015-03-27 Владимир Анатольевич Сирота Thermonuclear synthesis method orphans
RU2546057C2 (en) * 2013-12-09 2015-04-10 Александр Александрович Звонов Method and processing line for electric power generation
RU2564121C2 (en) * 2013-05-06 2015-09-27 Закрытое акционерное общество "Радиотехнические и Информационные Системы воздушно-космической обороны" (ЗАО "РТИС ВКО") Molecular source of electric energy
RU2573820C2 (en) * 2014-05-28 2016-01-27 Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Военный учебно-научный центр Военно-Морского Флота "Военно-морская академия имени Адмирала Флота Советского Союза Н.Г. Кузнецова" Fireball generation device
US9767212B2 (en) 2010-04-07 2017-09-19 Liveperson, Inc. System and method for dynamically enabling customized web content and applications
US9948582B2 (en) 2005-09-14 2018-04-17 Liveperson, Inc. System and method for performing follow up based on user interactions

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0398458A (en) * 1989-09-11 1991-04-24 Mitsubishi Electric Corp Mhd generating device
RU94031514A (en) * 1994-08-19 1996-06-20 Ф.В. Дубровин Impulse plasma jet engine
RU2003129203A (en) * 2003-09-30 2005-03-27 Иван Иванович Сташевский (RU) THERMAL POWER PLANT
RU2253938C2 (en) * 2001-06-14 2005-06-10 Открытое акционерное общество "Концерн Стирол" Method and device for producing electric current
US6936971B2 (en) * 2001-11-21 2005-08-30 Chukanov Quantum Energy, L.L.C. Methods and systems for generating high energy photons or quantum energy

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0398458A (en) * 1989-09-11 1991-04-24 Mitsubishi Electric Corp Mhd generating device
RU94031514A (en) * 1994-08-19 1996-06-20 Ф.В. Дубровин Impulse plasma jet engine
RU2253938C2 (en) * 2001-06-14 2005-06-10 Открытое акционерное общество "Концерн Стирол" Method and device for producing electric current
US6936971B2 (en) * 2001-11-21 2005-08-30 Chukanov Quantum Energy, L.L.C. Methods and systems for generating high energy photons or quantum energy
RU2003129203A (en) * 2003-09-30 2005-03-27 Иван Иванович Сташевский (RU) THERMAL POWER PLANT

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9948582B2 (en) 2005-09-14 2018-04-17 Liveperson, Inc. System and method for performing follow up based on user interactions
US9767212B2 (en) 2010-04-07 2017-09-19 Liveperson, Inc. System and method for dynamically enabling customized web content and applications
WO2012153156A3 (en) * 2011-05-11 2013-01-10 Egely Gyoergy Renewable energy production process with a device featuring resonant nano-dust plasma, a cavity resonator and an acoustic resonator
RU2564121C2 (en) * 2013-05-06 2015-09-27 Закрытое акционерное общество "Радиотехнические и Информационные Системы воздушно-космической обороны" (ЗАО "РТИС ВКО") Molecular source of electric energy
RU2545017C2 (en) * 2013-06-26 2015-03-27 Владимир Анатольевич Сирота Thermonuclear synthesis method orphans
RU2546057C2 (en) * 2013-12-09 2015-04-10 Александр Александрович Звонов Method and processing line for electric power generation
RU2573820C2 (en) * 2014-05-28 2016-01-27 Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Военный учебно-научный центр Военно-Морского Флота "Военно-морская академия имени Адмирала Флота Советского Союза Н.Г. Кузнецова" Fireball generation device

Also Published As

Publication number Publication date
RU2011123888A (en) 2013-06-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2010128877A1 (en) Device for recovering energy from flue gases
RU2436729C2 (en) Carbonless dissociation of water and accompanying production of hydrogen and oxygen
Eliasson et al. Nonequilibrium volume plasma chemical processing
US6245309B1 (en) Method and devices for producing hydrogen by plasma reformer
US8090071B2 (en) Apparatus for hot fusion of fusion-reactive gases
US3883413A (en) Ozone generator using pulsed electron beam and decaying electric field
KR100965491B1 (en) Complex plasma generating device
US20140126679A1 (en) Renewable energy production process with a device featuring resonant nano-dust plasma, a cavity resonator and an acoustic resonator
EA012529B1 (en) Plasma reactor and process for producing lower-energy hydrogen species
JP2007113570A (en) Ignition device, internal combustion engine, ignition plug, plasma device, exhaust gas decomposition device, ozone generation/sterilization/infection device, and deodorizing device
KR20040020893A (en) Method for plasma catalytic conversion of fuels usable in an internal combustion engine of gas turbine into a synthesis gas and the plasma catalytic converter therefor
RU2393988C1 (en) Device for plasma-chemical conversion of hydrocarbon gas
RU116973U1 (en) DEVICE FOR PRODUCING ENERGY FROM SMOKE GASES
RU2596605C2 (en) Hydrogen generator of electric energy
RU91498U1 (en) Microwave Excitation Gas Reactor
RU2522636C1 (en) Microwave plasma converter
RU2408418C2 (en) Gas reactor
WO2023285299A1 (en) Apparatus and method for electron irradiation scrubbing
RU2427755C2 (en) Electric power plant, for example for brown coals (method and device)
RU132664U1 (en) BALL LIGHT GENERATOR
RU2675732C2 (en) Hydrocarbon fuel combustion method and device for its implementation
WO2010128878A1 (en) Gas reactor
WO2007067083A1 (en) Plasma power supply
RU2788267C1 (en) Method for obtaining thermal energy, extracting hydrogen and a device for its implementation.
RU2428823C2 (en) Method for conducting self-sustained low-temperature plasma molecular synthesis and apparatus for realising said method

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 09844416

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2011123888

Country of ref document: RU

Kind code of ref document: A

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 09844416

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1