[发明专利]用于生产可燃流体的方法和设备

说明书

技术领域

本发明涉及用于生产可燃流体的方法和设备。更具体地，本发明涉及 通过水性电解溶液的电解而生产氢和氧的方法和设备。

在本说明书中，术语“可燃流体”在其范围内包括主要含有氢和氧的 可燃气体。

美国专利4,379,043号公开了一种用于通过电解将水分解并且产生爆 鸣气的设备。该设备包括多个在共同的垂直轴周围同心布置的环形电极。 这些环形电极穿有孔并且具有上端和下端，对下端定位于近邻密封和绝缘 元件以便形成多个用以容纳电解质、例如水的同心布置的槽。在最小的同 心电极内并且沿着共同的轴定位实心圆柱形碳电极。通过直流电源向该设 备施加12V的电压和80A的电流，以便通过电解从槽中的电解质放出爆鸣 气。

上述已知设备的缺点是，消耗的功率和产生的可燃流体之间的比例是 不利的，使得其效率相对低，即产生的能量小于在该过程中所消耗的能量 的65％。

发明目的

因此本发明的目的是提供用于生产可燃流体的替代方法和设备，该方 法和设备通过以相对较高的效率(efficiency rate)、即产生的能量基本上 大于在该过程中所消耗的能量的65％来制备可燃流体而克服上述缺点。

发明概述

根据本发明的第一方面，提供由水性电解溶液生产可燃流体的方法， 该方法包括以下步骤：

-提供水性电解溶液；

-提供具有至少两个间隔开的电极的电解槽，所述至少两个间隔开的 电极在它们之间限定出通道；和

-使所述溶液沿所述通道经过且同时跨电极施加DC电压以电解所述 溶液，所述电压是在1V-6V的范围。

所述两个间隔开的电极可以是第一外电极和第二内电极，并且所述方 法可以包括提供多个置于第一和第二电极之间的中间电极、布置成使得在 电极之间限定出各具有入口和出口的多个通道的另外步骤，和使溶液沿所 述通道经过的步骤，可包括使溶液沿所述通道经过且同时跨电极施加电压 的另外步骤。

跨电极施加DC电压的步骤可以包括跨电极施加2V-4V的范围、优选 2.75V-3.25V范围的DC电压的步骤。

跨电极施加DC电压的步骤可以包括跨电极施加脉冲DC电压的另外步 骤。

跨电极施加脉冲DC电压的步骤可以包括施加具有10％-90％的占空比 (duty cycle)和5kHz-20kHz的频率的脉冲DC电压的另外步骤。

该电压是可以按30％-70％、优选40％-60％的占空比脉冲产生的。

该电压是可以按10kHz-15kHz、优选13kHz的频率脉冲产生的。

可以使溶液沿着通道从入口到出口连续经过。

在使溶液沿通道经过中，可将溶液从入口泵送至通道的出口。

在电极之间的通道中，可燃流体可以在电极的表面上和在电极之间以 气泡形式产生，并且对溶液进行电解的步骤可包括从电极的表面和从通道 物理移除气泡且通过使溶液流沿通道流动而使气泡朝通道的出口移动的另 外步骤。

提供水性电解溶液的步骤可以包括提供基于质量/质量计的在水中的 1％-5％氢氧化钠、优选在水中的3％氢氧化钠的另外步骤。

根据本发明的第二方面，提供了由水性电解溶液生产可燃流体的设备， 该设备包含：

-用于电解水性电解溶液的电解槽，该电解槽具有第一电极和与所述 第一电极间隔开的第二电极以及在电极之间所限定的通道，该通道具有入 口和出口；

-用于使溶液从入口沿通道循环至出口并通过独立的通道回到入口 的循环装置；和

-用于跨电极施加DC电压以电解溶液同时使其沿通道经过的电源， 所述电压是在1V-6V的范围。

跨电极施加的DC电压可优选是在2V-4V的范围、更优选在 2.75V-3.25V的范围、最优选该电压可以在2.85V-2.95V的范围。

该设备可以包括用于跨电极施加脉冲电压的脉冲装置(pulsing means)。

该脉冲装置可适于以10％-90％的占空比和5kHz-20kHz的频率施加脉冲 DC电压。

更具体地，该脉冲装置可适于以30％-70％、优选40％-60％的占空比施加 脉冲DC电压。

进一步更具体地，该脉冲装置可适于以10kHz-15kHz、优选13kHz的 频率施加脉冲DC电压。

电解溶液可以是在水中的氢氧化钠溶液的形式。