Способ получения тепловой энергии

Способ получения тепловой энергии

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Использование. Для нагрева и поддержания заданной температуры рабочего тела и теплоносителей в автономных объектах. Сущность изобретения заключается в том, что тепловую энергию получают путем взаимодействияi фторсодержащего соединения: перфтортриэтиламина и/или перфтортрипропиламина и/или перфтортрибутиламина и/или перфтордекалина с карбидом лития в присутствии соединений внедрения лития в графит формулы CeLi. 2 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (si)s С 09 К 5/00

ДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ.

OMCTBO СССР

ПАТЕНТ СССР) Г СУ

В Д (Г С (21 (22 (4 (71 нГ ми (72 . ра (56 пр н уче чес кар еди зов тем лей нос акц нат

Na+ SFg 6Naf.+ Йа2$

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

4855079/26

27.07.90

01.02,93, Бюл. M 5

Научно-производственное объединение сударственный институт прикладной хиГ.Н. Шнитко, К:).В.Терентьев и В.С.Цакин

Исикова Н., Кобаяси Е. Фтор. Химия и менение. M.: Мир, 1982, с,70..

Изобретение отногсится к способам полия тепловой энергии ТЭ на основе химиой реакцйи, а именно вэаймодействия ида лития с перфторорганическимй соениями.

Заявляемый способ может быть испольн для нагрева и поддержания знаданйой ературы рабочего тела и теплоноситев автономных объектах.

Наиболее близким по технической сущи способом получения ТЭ является рея взаимодействия металлического ия к гексафторидом серы SF6: при ятая за прототип, еакция (1).описана в книге нФтор и его сое инения" т,1. ИЛ., M.1953., с.81. и в книге

Н,И икава, Е.Кобаясй. Фтор, химия и прймен ние. Мир, M. 1982., с.70). результате реакции (1) выделяется

2576 кДж тепла. Способ по прототипу основан 4а взаимодействии щелочного металла

2 (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ТЕПЛОВОЙ

ЭНЕРГИИ (57) Использование. Для нагрева и поддержания заданной температуры рабочего тела и теплоносителей в автономных объектах.

Сущность изобретения заключается в том, что тепловую энергию получают путем взаимодействия фторсодержащего соединейия . перфтортризтиламина и/или перфтортрипропиламина и/или перфтортрибутиламина и/или перфтордекалина с карбидом лития в присутствии соединений внедрения лития в графит формулы CeLi. 2 табл. натрия при температуре его кипения с окислителем — гексафторидом серы.

По прототипу способ получения ТЭ осу- а ществляют следующим образом: в расплав металлйческого натрия при температуре

250 С подают газообразный Sfg и далее ре- ъ акция протекает при температуре кипения .

1 натрия за счет экзотермического эффекта.

При этом образуются продукты реакции фторид натрия и сульфид натрия, которые представля)от собой жидкие шлаки. О

Прототип имеет следующие недостатки: (Л

1) необходимость подготовки исходных Qо реагентов для предварительного инициирование реакции (расплавление и нагрев на- ) в трия):

2) затруднение количественного протекания реакции из-за образования сйека жидких шлаков, необходимость нали4ия натрия при температуре кипения;

3) затруднение очистки реактора от I1po- дуктов реакции, представляющих спекшуюся монолитную массу не поддающуюся механическому разрушению;

1792958

4) коррозионнэя активность расплава натрия в присутствии продуктов реакции оказывает разрушающее действие на конструкционные материалы реактора.

Целью изобретения является повыше- 5 ние технологичности процесса.

Цель достигается тем, что в качестве горючего используют литийсодержащее соединение — карбид лития; LizCz и в качестве окислителя — перфтороргэнические соеди- 10 нения или их смесь: перфтортриэтиламин (CzFs)oN; перфтортрипропиламий (Сзаду)зй; перфтортрибутиламин (C

Техническая сущность заявляемого спо- 15 саба заключается в том. что ТЭ на основе химической реакции получают взаимодействием твердого соединения карбида лития

Li2C2 и жидких перфторсоединений, 20 (С2 и)зй; (СзГ7)зМ; (С4 ghN; СюРю.

В табл,1 представлены сопоставительные данные прототипа и заявляемого объекта.. -: .: . : 25

Как видно, заявляемый способ более технологичен, чем способ rio прототипу.

Изобретение иллюстрируется следующими примерами.

Пример 1. В герметичный реактор 30 объемом 500 см из стали Х18К10Т. снабз

Менный рубашкой, съемной крышкой (уплотнение при помощи прокладки из красной меди), термопарами и майометром, в атмосфере аргона загружают 600 r карби- 35 да лития Li2C2 и 70 г соединений внедрения лития в графит, отвечающих формуле С8О.

В реактор подают 890 г перфтортрибутиламина (CaFg)8N. Количество реагентов соответствует стехиометрическому соотно- 40 шению по реакции:. : .:

1402Сг + 2C8Li + {С4Р9)зМ - 27LiF + 0зй + С

В результате реакции получают 9452 45 кДж тепла, снимаемого с наружной стенки ,\

Ф о р м у-л à и э о б р е т е н и я 50

Способ получения тепловой эйергии йу - "" тем взаимодействия вещества, содержащего щелочный металл, и фторсодержащего соединения, отл и ч а ю щи и с я тем, что, с целью повышения технологичности 55 процесса, в качестве вещества, содержареактора водой, Температура вблизи стенки реактора составляла 700 — 900 С. Диапазон реализуемых температур находится в пре.— делах 700-2000 С.

После подачи всего количества перфтортрибутиламина реактор охлаждают до комнатной температуры, иэ реактора извлекают шлак, который не содержит химически активного лития и представляет собой механически непрочную массу светлосерого цвета.

Опыты вйполнены без" теплоизоляции фланцев реактора и не претендуют на измерения полного тепловыделения в системе, Реактор после проведения реакции не имеет каких-либо центров коррозионных разрушений. После механической очистки реактор готов для дальнейшего использования.

Остальные примеры конкретного выполнения доказывают правомерность применяемых соединений, аналогично примеру

1, а их переменные условия приведены В табл. 2, включая пример 1.

Как видно, заявляемые в способе исходные реагенты обеспечивают высокотехнологичное получение тепловой энергии при химическом взаимодействии указанных соединений в их различном сочетании с высоким тепловыделением (см, примеры %М 1 — 7).

Использование же В качестве горючего чистого щелочного металла — натрия (см. пример 1Ф 11) или лития (см. пример f+ 12) неприменимо из-за взрывообразного протекания реакции. Что касается проведения процесса без соединения С80, то примеры

ММ 8-10 исключают самоинициирование и протекание реакции.

Внедрение предлагаемого безгэзового топлива позволит создать энергоемкие эффективные автономные экологически чистые источники тепловой энергии с регулируемым тепловыделением отличающиеся повышенной безопасностью в эксплуатации и возможностью перезарядки. щего щелочной металл, используют карбид литИя, а в качестве фторсодержащего соединения — перфтортриэтиламин. и/или перфтортрипропиламин, и/или перфтортрибутиламин, и/или перфтордекалин, причем процесс проводят в присутствии соединений внедрения лития в графит формулы С80.

1792958

Таблица 1

Показатель

Прототип

Агрегатное состояние исходных веществ: а) горючее б) окислитель — фторсодержаgee соединение твердое жидкое твердое газообразное

SF6

ПДК=5 мгlм

ПДК=500 мг/м необходимо расплавить на- не требуется трий время, требуемое на плэвле- отсутствует ние и нагрев натрия реакция.не требует специального инициирования

9201 отсутствует

2576

Табпица 2

Составитель Г.Шнитко

Техред М.Моргентал . Корректор P. Эсманский!

Редактор

За аз 481: . Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул,Гагарина, 101

Необходимость изменения агрегатного состояния исходных реагентов для проведения реакции

Подготовительный период выхода peaктoрa на рабочий рея им

В озможность самоиницииров ния реакции

П лучаемая тепловая энергия О, ж/моль

К ррозионное воздействие р агентов на аппаратуру значительно, повторное ис- незначительно, возможно пользование реактора невоз- многократное использование можно еакто а