[其他]电化学反应的蒸汽发生装置

说明书

本发明公开了一种将水转换成蒸汽的电化学反应的蒸汽发生装置，它利用电化学原理以及化学动力学原理，通过电能对电解液的持续不断的作用，使水直接受热汽化。它通过供给系统给反应胆提供电解液，通电后电解液中的水吸热而汽化并产生循环，消耗掉的电解液由补偿系统进行补充，产生的汽水混合物经汽水分离板分离后输出蒸汽作功。利用本装置代替原有的燃煤产生蒸汽装置成本低、污染少。

本发明涉及一种利用电化学反应而产生蒸汽的一种新型蒸汽动力发生装置。

现有的蒸汽锅炉，大多是通过煤与空气混合后的有焰燃烧发热而使锅炉筒壁传热给其中水，以此来获得蒸汽。另外，US-3908602公开了一种具有蓄水容器的热水或蒸汽锅炉装置。它是以一排管子为中心进行工作的，这排管子设置在含催化剂燃烧室处，通过碳氢化合物燃料进行无焰氧化来加热水至液态或气态，并使其流经闭式或开式的回路作功。

在上述已有技术中，水总是间接受热，这样，由于传热中传热热阻较大，以及在有焰或无焰燃烧时存在较大的不完全燃烧，从而使得能量损耗较大，热效率较低。同时，由于燃煤锅炉的烟尘排放量大，又可造成十分严重的环境污染。

本发明的目的要提供能耗低、热效率和蒸发率高、减少污染的一种利用电化学反应而产生蒸汽的装置。

在化学热力学中，硫酸溶于水，形成硫酸水合物的过程是一个放热过程，其反应方程式为：H₂SO₄+XH₂O/H₃O⁺+HSO^-4MH₂O+热量，同时与放热过程并存的硫酸水合物是以离子形式存在的强电解质，因而其电解液具有较强的导电能力。故当持续不断通入电流于电解液时，由于电解液中电阻的存在，使得溶液温度升高。波恩-哈伯热力学循环理论认为：随着温度升高，离子间的距离增大，其晶格引力减少，这个过程使得电化反应速率增大，电化热能增加，当温度超过一定值后，电解液中的水将会吸热、直至汽化。

本发明正是根据这一原理而提出的。其采用的解决方案为：将配制好的一定浓度的电解液经输入管送入反应室的混鼓中，随后由混鼓分别流入2个反应胆中，当供入电解液达到特定水位线后，即可关闭输入管，工作过程中电解液的补充，可通过补偿管输入。

在一个反应胆的上、下端，分别引入正、负电极碳棒，当通过持续电流一段时间后，一部分电解液中的水便可吸热汽化成蒸汽，这部分蒸汽进入混鼓后，经汽水分离多孔板和汽水分离净化室而除去蒸汽夹带的电解液。然后蒸汽经蒸汽输出管输出。

另外，在电解液输入、输出和补偿过程中，电解液均要经过2级隔水仓。隔水仓中除以逆止阀（仓式）连接各室以防止电解液发生倒流外，还分别在2个隔水仓中外部引入导线，输入电流，使两室内形成一个均等电势，防止电子经仓式逆止阀逆向运动。

为了达到上述目的本发明采取了下述解决方案，根据上述原理设计出了电化学反应的蒸汽发生装置系统其工作原理为：（见图）

以下结合附图对本发明的工作过程作进一步说明。

图1是电化学反应的蒸汽发生装置的反应室结构示意图。

图2是电化学反应的蒸汽发生装置的给水隔水仓结构示意图。

图3是电化学反应的蒸汽发生装置的补偿隔水仓结构示意图。

图4是电化学反应的蒸汽发生装置中汽水分离净化结构示意图。

由图1可见，电解液经输入管1由混鼓2右侧进入，在输入管1下方的补偿输入管5也连于混鼓2右侧面。电解液由混鼓2直接流入下面的下降管3和位于左侧面的垂直管式反应胆4中、下降管3和反应胆4通过底部的管路连通。

在反应胆4的上、下端分别设有电极输入导线及正电极碳棒6和电极输入导线及负电极碳棒7。电解液在电流作用下受热使其水份蒸发，蒸汽上升进入混鼓2后经位于混鼓2内部的格栅式汽水分离多孔板8后进入位于混鼓2上方的2个汽水分离净化室9，以除去蒸汽中夹带的少量电解液和水份，最后蒸汽经由输出导管10和输出导管11进入输出系统。工作后的残余物经底部排污管12间断排出。