[发明专利]光电效应电离大气发电供热装置

说明书

本发明公开了一种利用光电效应电离大气发电供热装置。本发明的理论根据为菲利普.勒纳特提出的“当电子通过一种气体时，必须具有一个确定的最小能量，才能产生气体的电离”光电效应原理以及W.泡利提出的“要使原子产生电离，原子的内壳层必须产生电子空位。”泡利原理。本发明由竖直直角净化空气发电供热设备、旋转式斜角净化空气发电供热设备、竖直直角空气净化器、旋转式斜角空气净化器、竖直直角接地屏蔽散热降温柜、旋转式斜角接地屏蔽散热降温柜、半自动可编程控制器操作系统等组成。本发明在发电和供热实现温室气体零排放的同时，可净化污染大气，并回收稀贵气体和其他宝贵物质，形成资源利用的绿色循环。

技术领域

本发明属于新能源技术领域，具体涉及光电效应电离大气发电供热技术装置。

背景技术

我国是一个“富碳贫油少气”国家。根据中电联发布《中国电力行业年度发展报告2021》显示，2020年我国全口径发电量为762 64亿千瓦时，其中煤电46296亿千瓦时，占比约为61％。我国电力需求将持续刚性增长，全社会用电量年增长将为 4000亿千瓦时，预计2025年我国全社会用电量将达到9.5万亿千瓦时以上。

在碳达峰碳中和背景下，本发明不仅可实现在受污染的大气环境下发电、供热零碳排放，还能将大气中的污染物实行净化回收。本发明可为我国构建一个新型电力能源系统，可在保证我国能源安全的前提下，使我国由世界能源消费大国跃迁成为世界绿色能源生产大国和强国。

根据1905年诺贝尔物理学奖金得主(德国物理学家菲利普.勒纳特)在1902年提出：“当电子通过一种气体时，必须具有一个确定的最小能量，才能产生气体的电离”的光电效应原理。根据1945年诺贝尔物学奖金得主(奥地利物理学家W.泡利)提出的泡利原理：要使原子产生电离，原子的内壳层必须产生电子空位。根据北京大学禇圣麟教授1979年在高等教育出版社出版的《原子物理学》第219页-235页指出：通电使阴极 K钨丝发热到白热，就会发射电子，在高熔点阳极A上加上几万伏到二十几万伏高压，使电子加速，被加速的电子打在高熔点阳极上又会发射高速电子，高速电子轰击高温金属靶要产生轫致辐射或非弹性碰撞；在“8.3同X射线有关的原子能级”指出：产生电子空位可以由高速电子对原子的非弹性碰撞实现，也可以由吸收能量足够高的光子来实现。并在8.4X射线的吸收指出：实验可准确地证明τα＝CZ⁴λ³(7)，式(7)中的C为常数，式(7)说明：波长λ越短，吸收系数τα越小，X射线贯穿本领越高。原子序数Z越高，吸收系数τα越大。本发明将式(7)命名为“光电定则”。在“10.3射线同实物的相互作用和放射性应用”指出：“当电子的能量小于2MeV时，该类电子使原子发生激发或电离”；本发明采用的¹³⁷Cs(93)和²⁴¹Am(96)密封源产生电子的能量都小于662keV和59.5keV，但都远大于氧原子的K吸收限值0.531keV、氮原子的0.399keV，都能使空气中的氧原子和氮原子发生激发和电离。从而，与勒纳特和泡利两位诺贝尔物理学奖金得主的光电效应原理相符合。清华大学张家骅教授、徐君权先生、朱节清先生通过十多年的基础试验研究和总结，在1981年7月原子能出版社出版的《放射性同位素X射线荧光分析》的第4 至5页，公布了原子序数Z＝13至92的荧光产额ωK值，上述包括80％元素原子的荧光产额ωK实验表明：低原子序数元素的荧光产额ωK接近零，高原子序数元素的荧光产额ωK接近1；此后张家骅教授、徐君权先生、朱节清先生，又将原子序数Z＝1至12，原子序数Z＝93至100的20种元素原子的荧光产额ωK的基础研究试验值汇总为附录二和附录三。该附录二和附录三的基础试验数据表明：空气中氮原子的K吸收限和氧原子的K吸收限分別为0.399keV和0.531keV，采用I类²⁴¹Am密封源可以产生大量的氮气等离子N(g)³⁺和大量的氧气等离子O(g)²⁺，为氮气发电供热设备和氧气发电供热设备的运行作好了准备；空气中的CO₂(g)、CO(g)、CH₄(g)、NO(g)、NO₂(g)、SO₂(g)等污染气体，被²⁴¹Am密封源的59.5keV光子电离为C(s)⁴⁺、S(s)⁴⁺、O(g)²⁺、N(g)³⁺，C(s)⁴⁺和S(s)⁴⁺，在竖直直角接地屏蔽散热降温柜的接地氡气分子筛A和接地直角氡气输入管还原并粘贴在接地直角氡气输入管的内表面上，O(g)²⁺、N(g)³⁺与接地直角氡气输入管的内表面碰撞被还原成氧气和氮气后，被电枢电压调速直流电动机的HP-8硬质金云母风扇牵引到直角空气等离子发生器内再次被²⁴¹Am密封源的59.50keV光子电离为氧气等离子O(g)²⁺和氮气等离子N(g)³⁺后，输送到卢瑟福原子核式结构模型蒙乃尔合金真空检测仪A内，增加氮气发电供热设备的氮气等离子N(g)³⁺的浓度、增加氧气发电供热设备的氧气等离子O(g)²⁺的浓度，从而增加本发明的发电供热量。关于旋转式斜角接地屏蔽散热降温柜的除氡脱硫去硝增加本发明发电供热量，因原理一致，在此不重复叙述。该附录二和附录三的试验数据还表明：空气中氡原子的原素K吸收限能量值为98.418keV，采用能量值为662keV的¹³⁷Cs光子电离氡原子Rn(g)，使氡原子及其子体都带正电e+，并粘贴于每一个带负电e-的接地直角氡气输入管85管壁的内表面。