Вода, разложение термохимическое

При этом водород необходимо отделить от диоксида углерода и других продуктов конверсии. Эту проблему еще нельзя считать разрещенной. Одним из основных методов получения водорода в недалеком будущем рассматривается электролиз на атомных электростанциях. Кроме водорода выделяется и кислород, который также может быть использован в промыщленности и быту. Кроме электролитического рассматриваются термохимические и фотохимические методы получения водорода. Термохимический метод получения может быть особенно перспективен при разработке термоядерных энергоустановок. Однако для применения этого метода необходимо рещить задачу разделения водорода и кислорода. Большой интерес вызывает фотохимический способ разложения воды с использованием биологических катализаторов. [c.392]

Теоретическое напряжение разложения, рассчитанное для реакции (б), меньще, чем для прямого электролиза воды оно составляет 0,17 В, тогда как при прямом электролизе воды ит(25°)= 1,23 В. Расчетные затраты для комбинированной установки меньще, чем при электролизе воды. Суммарный КПД процесса должен составить 35—37%. В качестве источника энергии для комбинированной системы может быть использован ядерный газовый реактор, снабжающий отбросной теплотой термохимическую ступень процесса и электроэнергией — электрохимическую. [c.83]

Еще одним способом получения водорода из воды является применение термохимических циклов, где разложение воды идет в несколько стадий с использованием реагентов, которые теоретически в конце цикла полностью возвращаются в исходное состояние. Например [c.131]

Практическое осуществление этого способа получения водорода возможно путем замены реакции непосредственного разложения воды термохимическим циклом, состоящим из нескольких реакций, имеющих значения констант равновесия, допустимые для практики. Изучено и предложено много термохимических циклов с целью разложения воды при температурах, не превышающих температуру теплоносителя, отходящего из ядерного реактора (при использовании отбросной теплоты ядерных реакторов). В разработанных термохимических циклах промежуточные вещества — галогены, элементы VI группы (сера), металлы И группы (Mg, Ва, Са), переходные элементы с переменной степенью окисления (V, Ре)— имеют большое сродство либо по отношению к водороду, либо к кислороду. Ниже приведен пример термохимического цикла реакций, приводящих к разложению воды на водород и кислород [c.82]

Теоретическое количество теплоты Q , необходимое для термохимического разложения воды, можно определить по термодинамическим формулам типа [c.81]

В этих термохимических уравнениях — теплота разложения этилена, величина которой равна величине теплоты образования этилена, взятой с противоположным знаком АЯ — теплота образования углекислого газа, а ДЯ3 — теплота образования воды (см. приложение, табл. 6). Тепловой эффект реакции горения равен сумме тепловых эффектов реакций разложения этилена, образования углекислого газа и воды [c.180]

Термохимические способы производства водорода заключаются в разложении воды с применением тепловой энергии, которую предполагают получать, используя теплоту гелия, выходящего из ядерных реакторов с гелиевым охлаждением, или другие дешевые источники теплоты. [c.81]

В целом термохимическое разложение воды является замкнутым циклом, так как все исходные реагенты отделяются от продуктов реакции и возвращаются в цикл, кроме воды, расходуемой на образование водорода и кислорода. Максимальная температура реакций (реакция г) не превышает 700°С н может быть обеспечена теплоносителем на выходе из ядерного реактора на уровне 800— 900 С. [c.82]

Производство водорода в промышленных масштабах с достаточной степенью экономичности может быть осуществлено электролизом воды, пиролизом воды в плазмотроне, обработкой биомассы водяным паром, фоторазложением воды в присутствии ферментов, проведением термохимических и термоэлектрохимических циклов разложения воды. [c.61]

Водородная энергетическая система будет иметь установки для получения водорода, подсистемы его передачи и распределения и установки для его использования. Существует большое количество способов получения водорода. Наиболее широко в настоящее время применяются способы пароводяной конверсии и электролиза. В последнее время большое внимание уделяется фотохимическому способу получения водорода. В перспективе при разработке термоядерных реакторов может стать экономически целесообразным получение водорода термохимическим разложением воды. Таким образом, водородную энергетическую систему с учетом различных способов получения водорода и путей его использования можно представить схемой, представленной на с. 357. [c.356]

Термохимическое разложение воды, катализируемое цеолитами 402 [c.5]

Использование тепла атомного реактора для термохимического разложения воды 585 [c.7]

В докладе В. Хауса на конференции в Сан-Диего [547] указывалось, что наибольшим экономическим потенциалом обладает энергетическая система на основе водорода, в фундамент которой заложена ядерная станция, выдающая тепло для термохимического разложения воды. Принципиальная схема такого комплекса представлена на рис. 8.1 [548]. В этом случае дорогие паровые турбины заменяются сравнительно дешевыми аппаратами для проведения химических процессов [549]. В своем сообщении В. Хаус, опираясь на ряд современных данных и проведенных расчетов, указывает, что в настоящее время реально выкристаллизовываются два решения задачи создания энергетических систем I) тепло ядерной реакции — пар — электричество — водород и 2) тепло ядерной реакции — водород — тепло (или электричество). [c.350]

Термодинамика термохимических циклов разложения воды. Известно, что диссоциация воды при 5000 К протекает практически нацело, однако задача заключается в том, чтобы осуществлять этот процесс при более низких температурах теплоносителя атомного реактора. Для обычного атомного реактора эта температура 530 К, для реактора-размножителя — 830 К, для высокотемпературного атомного реактора может достигать 1300 К и даже выше [63]. [c.352]

Рис. 8.2. Диаграммы Н — Т для некоторых процессов термохимического разложения воды

Сейчас исследования термохимического разложения воды настолько расширились, а усилия по реализации этого процесса столь значительны, что сложилось единодушное признание перспективности подобных методов получения водорода в крупных масштабах еще до конца нынешнего столетия [553]. [c.354]

Таким образом, КПД термохимического кругового процесса выше КПД цикла Карно примерно на фактор 1,2. Это обусловлено тем, что цикл Карно соответствует обратимому процессу, в котором энтропия не изменяется, в то время как термохимический процесс разложения воды связан с изменением энтропии и определяется фактором [c.354]

Функ [555] показал, что термохимический процесс разложения воды, который будет проходить при температурах ниже 2800 К, должен состоять из нескольких стадий. Действительно, свободная энергия диссоциации воды колеблется в пределах от 239 кДж/моль при 273 К до 184 кДж/моль при 1200 К. Следовательно, константа равновесия для термической диссоциации воды составляет примерно 10 при 273 К и около Ю при 1200 К. При температуре 2773 К в парах воды содержится около 4,5 % смеси Ог -Ь и 5,6 % смеси Н + ОН. Таким образом, при указанных температурах невозможно провести термическое разложение воды только за счет тепла (без затраты работы) в одну стадию. Но это разложение может быть проведено в несколько химических стадий, каждая из которых протекает при оптимальной температуре в пределах указанных температур с рециклом всех продуктов за исключением водорода и кислорода. Термодинамической особенностью этих процессов является то, что сумма стандартных энтальпий реакций по индивидуальным стадиям должна быть равна или превосходить 285 кДж/моль для полной диссоциации 1 моля жидкой воды или 242 кДж/моль, если на входе в процесс подается водяной пар. Последнее значение мало зависит от температуры в пределах интересующих нас температур (242,96 кДж/моль при 298 К и 249,20 кДж/моль при 1200 К). [c.355]

Из ряда термодинамических положений следует, что реакционных стадий в термохимическом цикле может быть, как минимум, три. Как показано в работе Г. И. Новикова [556], в двухстадийном термохимическом процессе максимальная температура разложения воды снижается примерно до 2300 К, а в трехстадийном — до 1700 К и, возможно, ниже для ряда конкретных циклов. [c.355]

В Государственной химической лаборатории для промышленности (Япония) проведены исследования термохимического метода разложения воды с использованием соединений иода и брома с щелочными металлами [573]. Общая принципиальная схема этих циклов состоит из следующих стадий [c.365]

Ряд термохимических процессов основывается на реакции взаимодействия газообразного хлора и водяного пара с образованием хлорида водорода (кислоты) и кислорода. Они образуют особую группу термохимических циклов разложения воды, в основе которых лежат процессы, основанные на обратной реакции Дикона [c.377]

Рис, 8,11. Блок-схема термохимического процесса разложения воды на основе системы А Си-Мд-С1-0-Н [c.387]

Известны двухступенчатые термохимические циклы разложения воды с использованием оксидов железа, например [c.388]

Рис. 8,12, Блок-схема трехступенчатого процесса термохимического разложения воды на основе системы Ре—3—О—Н

Установлено, что на цеолитах, содержащих поливалентные катионы, возможно проведение термохимического разложения воды в двухстадийном цикле. [c.402]

ХИМИЧЕСКИЕ СПОСОБЫ ПЕРЕДАЧИ ЭНЕРГИИ, основаны на обратимости энергоемких хим. р-ций, в к-рых эиергия, 1юглощенная при прямой р-ции, выделяется при обратной. В простейшем случае энергия, затрачиваемая на прямую р-цию А Ч- В С Ч- D, запасается в неравновесных (при т-ре окружающей среды) продуктах С и D. Для предотвращения преждеврем. обратной р-ции эти продукты подвергают хим. закаливанию (напр., путем быстрого Охлаждения) или разделяют, после чего они м. б. транспортированы в пункты потребления энергии, где их взаимод. инициируют термически или (и) каталитически. Выделяющаяся при этом эиергия отводится 1ютребителям, а продукты А и В поступают в повторный цикл. При таком замкнутом цикле возможны разл. варианты подвода и отвода энергии напр., в термохим. цикле разложения воды (см. Термохимические циклы) м. б. подведена тепловая энергия, а отведена электрическая, образующаяся при взаимод. и Оа в электрохим. генераторе. [c.649]

Представленные в табл. 8.10, 8.11 данные могут рассматриваться как чисто ориентировочные для данных процессов, однако и на основании проведенных вычислений можно сделать ряд важных заключений для уточнения направлений дальнейших исследований в области термохимии и требований к термохимическим процессам разложения воды. [c.406]

Анализ ряда термохимических циклов показал, в частности, что их термический КПД составляет примерно 30 % при КПД современного электролиза 26 %. При этом следует учесть, что минимальное количество перерабатываемых материалов при получении 1 т водорода составляет примерно 300 т (расходы на транспортирование). Средний же показатель много выше 800 т на I т водорода. Все эти расчеты показали, что термохимическое разложение воды (это относится и к комбинированным циклам — термоэлек- [c.408]

Использование электрохимических стадий в процессе термохимического разложения воды уменьшает общее число стадий в термохимическом цикле, упрощает технологию процесса, снижает рабочую температуру цикла, требует значительно меньшего напряжения и сопряжена с меньшими потерями энергии, чем прямой электролиз воды. Кроме того, такой комбинированный цикл делает доступными для практического использования ряд реакций, проведение которых обычными термохимическими путями затруднено или просто неосуществимо. [c.412]

Ранее было показано, что двухстадийные термохимические циклы мало вероятны при использовании тепла атомных реакторов. Но необходимые для двухстадийного термохимического цикла разложения воды температуры могут быть достигнуты при использовании солнечной энергии. Например, предлагается следующий цикл [612] [c.416]

Попытки использовать плазмохимические процессы для разложения воды на водород и кислород основываются на том фундаментальном факте, что термодинамическая эффективность термохимических процессов разложения [c.420]

Термохимическое разложение воды происходит с использованием термохимических циклов. Циклы состоят из несколь- их химических стадий, протекаюхцих с использованием реа- ентов, которые затем регенерируются и возвращаются в цикл. В качестве примера приведем реакции цикла Марк-16 [c.153]

При разработке сбалансированных по хлору промышленных процессов с целью возвращения хлора в цикл применяются различные методы регенерации хпора из хлористого водорода. Наиболее технически совершенными являются электролиз соляной киспоты, процесс Дикона, взаимодействие хлористого водорода с оксидами железа и других металлов и регенерация хлора из хлоридов термическим способом. Последний процесс положен в основу термохимического цикла разложения воды-В цикле протекают следующие реакции [c.130]

При обезвоживании РеСЬ-4П20 в атмосфере азота термографическим методом отмечено образование четырех эндотермических эффектов при 76, 120, 168 и 232 °С, каждый из которых соответствует удалению 1 моль воды [106]. В работе [107] исследовано термохимическое превращение тетрагидрата хлорида железа (И). При нагревании этой соли в инертной атмосфере на кривой ДТА зарегистрированы эндотермические эффекты при 85, 123, 180, 230 °С, а также два небольших эффекта при 137 и 345 °С. Эндоэффект при 85 °С обусловлен плавлением кристаллов в своей кристаллизационной воде, последующие три эндоэффекта. при. 123, 180 и 230 °С связаны с удалением кристаллизационной воды Эффекты при 137 и 345 °С вызваны гидролизом хлорида железа (И) и разложением оксихлорида [c.111]

К концу 80-х годов предполагалось, что станет возможным определить какие из проектов явятся наиболее перспективными для создания опытных установок, а в течение 90-х годов будут созданы крупномасштабные промышленные установки. Д. Мен и С. Маркетти разработали [552] тактику и стратегию, а также экономическую модель для обоснования проекта создания промышленности термохимического разложения воды до 2000 г. [c.352]

Лабораторные исследования реакций гидролиза и хлорирования, а также обратной реакции Deakon, являющихся стадиями циклов термохимического разложения воды, с точки зрения их осуществимости в процессах химической технологии показали, что наиболее предпочтительными являются трех-, че.-тырехступенчатые циклы, включающие следующие реакции [579] [c.380]

Лучистая энергия солнца, преобразуемая в тепло, может быть использована, минуя электролиз, непосредственно для тер.мо.химического разложения воды. Проведенные расчеты для ряда термохимических циклов показывают, что общий КПД получения водорода в этом случае может достигнуть 33 %. [c.416]

Рис. 8.21. Водородно-электрическая, атомная и термоядерная энергосистема I — атомная установка 2—термоядерная установка 3—электролизер воды 4—установка обессоливанйя воды 5—установка термохимического разложения воды 5—блок радиолиза 7—хранилище Оа 5—хранилище Нг 5—региональное хранилище Нг / —районные энергетические центры

Справочник химика 21

Химия и химическая технология