化学反应产生热能的方法技术

化学反应产生热能的方法，反应釜中设置多层石墨盒，在石墨反应盒放入四种物质，一是性质活跃的活化元素，二是单质元素，三是还原剂，四是催化剂。向反应釜加热并通入氧化剂，反应釜中发生化学反应，使单质元素气化成可燃气体，通过循环管道输送到交换器中的储气室，向储气室输入氧化剂，点燃气化物质，燃烧放热，热量被交换器的介质吸收，生成的含氧化物气体又通过管路送回反应釜进行还原反应，还原的单质可燃气体再次进行燃烧反应放热，如此往复循环，不断的产生热能。本方法提供了一种新的能源，通过消耗较少的物质，获得大量的热能，具有设备成本低，体积小，运行费用低等优势。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及化学反应产生热量技术。
技术介绍
目前，工业和民用锅炉都是以煤炭和燃油为原料，由于煤炭和原油都是不可再生 能源，且储存量越来越少，因此，开发其它能源势在必行。原子核能、太阳能及风能等目前已 在逐步开发利用，但这些能量不能直接变成热能，尤其不能直接用于锅炉来产生热量，且设 备成本和能量的储存成本很高，因此，具有一定的局限性。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种以化学物质为原料，利用和 设备，该方法和设备产生的热量可直接通过交换器交换，将热交换器内的水加热。本专利技术的 原理是将化学物质放在一个反应釜中使其不断地发生化学反应，收集化学反应产生的气体 输送到热交换器燃烧放热，并回收参于化学反应的气体元素，本专利技术的化学反应在反应釜 中进行，在反应釜中设置石墨反应体，石墨反应体由石墨粉、碳素、耐火土、硼、锌、铝、锆、锡 组成，其配比(重量比)为石墨粉45-60%，碳素8-15%，耐火土 10-20%，还原铁粉3-6%， 硼3-6%，锌3-6%，铝3-6%，锆3-6%，锡3_6%，将原料混合后压制成盒形，共10个，叠放 于反应釜中，在石墨盒中部插入一个电加热装置，在最下层的石墨盒底部设置一个电加装 置，其特征在于自下而上在石墨盒中放入下列物质第一层五氧化二钒V2O5，80克；第二层磷P，100 克；第三层钾K，60克；第四层锡Sn，120克，还原铁粉20克；第五层铋Bi，140克，还原铁粉25克；第六层锌Zn，150克，还原铁粉30克；第七层钠Na，80克；第八层锑Sb，150克，还原铁粉25克；第九层镁Mg，100克，还原铁粉15克；第十层铝Al，90克，还原铁粉15克；控制过程如下通过电加热装置向反应釜加热，当反应釜温度升高到673° K时，向反应釜通入氧 化剂三氧化硫SO3或三氧化碲TeO3气体，当单质元素气化成可燃气体通过封闭的循环管道 输送到交换器中的储气室时，向储气室上方的燃烧室输入三氧化硫SO3，经点火器点燃气化 物质，燃烧放热，通过控制氧化剂向反应釜的输入量，控制氧化反应速度，从而控制反应产 生热量的速度。本方法原理如下通过加热反应釜温度逐步升高时，向反应釜通入氧化剂，活化元素首先发生化学 反应，使单质元素气化成可燃气体，通过封闭的循环管道输送到交换器中的储气室，然后再 次向储气室上方的燃烧室输入三氧化硫SO3，经点火器点燃气化物质，燃烧放热，热量被交 换器的介质吸收后，生成的含氧化物气体(包括二氧化硫气体)又通过封闭的管路送回反 应釜中进行还原反应，还原的单质可燃气体再次进行燃烧反应放热，如此往复循环，不断的 产生热能，经热交换器交换热量。通过控制氧化剂向反应釜的输入量，可控制氧化反应速 度，从而控制反应产生热量的速度。置于石墨盒中的物质，可分成四种成份，一是磷、钾、钠、 性质活跃的活化元素，二是镁、铝、锌、锡、锑、铋单质元素，三是还原剂还原铁粉，四是催化 剂五氧化二钒。本反应分为四个过程吸热、气化、燃烧、还原。1、吸热过程通过电加热 装置向反应釜加热，使元素吸热。2、气化过程当反应釜内温度升到673° K时，通入三氧 化硫，活化元素磷、钾、钠首先发生化学反应，做体积功运动，使原子与原子间发生激烈的碰 撞，而产生经久不息的高温气体，然后使单质元素镁、铝、锌、锡、锑、铋逐步气化。在气化时 产生的氧化物被还原铁粉还原成单质气体可燃物。3、燃烧过程然后通过封闭的循环管道 将气化可燃物质输送到交换器内的储气室，再次向储气上方的燃烧室，通入氧化剂三氧化 硫SO3及助燃剂乙炔或天然气，经点火器点燃气化物质，燃烧放热。由于在燃烧反应过程中， 气化物质需要氧才能燃烧，所以气化燃烧物质要吸收氧化剂三氧化硫SO3的一个氧，才能燃 烧放热，三氧化硫被氧化成二氧化硫，单质气体元素被还原成气体氧化物。4、还原过程燃 烧放热后，再将含氧化物气体(包括二氧化硫气体)通过封闭的循环管路送回反应釜进行 还原。本反应釜底部设置一个电加热装置，温度控制在673° K，当氧化物及二氧化硫气体 接近电加热装置时，在催下剂五氧化二钒V2O5的作用下，又产生逆反应，二氧化硫SO2又夺 回含氧化物的一个氧，二氧化硫又被还原成三氧化硫，氧化物气体又被氧化成单质气体可 燃物，还原率一般可达98 %左右。 另外，由于反应釜内的石墨体是碳的同素异形体，是自然界里存在的游离态的碳， 它是碳元素组成的单质，在高温下，碳能跟很多种物质起反应，碳的一个重要化学性质是 还原性，它能在较高温度下夺取其它含氧化物的氧，使其它元素还原，是弥补其它还原剂 温差不能还原的最佳元素，剩余2%左右的氧化物由石墨体来还原。本专利技术是通过元素吸热一气化一燃烧放热一还原一再燃烧放热一还原......这样一个持续循环过程，产生大量的热能，并利用这些热量将热交换器中的介质加热。本方法产生的热能是可控的，停 止向反应釜内输入氧化剂，釜内的化学反应便停止，因此本方法产生的气体输入交换器燃 烧可以作为一个锅炉，当然这些热量也可以作为其它设备的热源。本方法提供了一种新的 能源，将物质的化学能转化为热能，通过消耗较少的物质，获得大量的热能。本方法具有设 备成本低，体积小，运行费用低等优势。本专利技术的燃烧反应和还原反应的化学方程式如下燃烧过程反应方程 Mg+S03 — Mgo+S02"502. 7IKJSn+2S03 — Sn02+2S02"379. 85KJZn+S03 — ZnCHSO2H. 57KJ2Sb+5S03 — Sb205+5S02+477. 45KJ2Bi+3S0s — Bi203+3S02+2 7 7 . 33KJ2A1+3S03 — A1203+3S02+1379. 03KJ还原过程反应方程 附图说明附图为本专利技术设备示意图，图中1、进水口，2、热交换器，3、氧化物气体回路管，4、 燃烧室，5、出水口，6、点火器，7、储气室；8、指挥阀，9、气体输入管，10、石墨体；11、加热管， 12、加热片，13、进气阀，14、助燃剂输入管，15、氧化剂输入管，16、内衬，17、真空层，18、反应^r ο具体实施例方式一、反应釜由耐高温不锈钢304制成，反应釜内衬耐火层由耐火可塑料、反应釜内 腔呈圆柱形，直径219毫米，高400毫米。每个石墨盒重100克，呈圆盒形，直径150毫米， 高25毫米，盒沿高15毫米，盒沿上有均勻分部的豁口，其中含石墨粉48%、碳素8%、耐火 土 14%、还原铁粉5%、硼5%、锌5%、铅5%、锆5%、锡5%，在石墨盒中部插入一个电加热 管，在最下层的石墨盒底部设置一个电加片。每层石墨盒中放入物质的重量如下第一层五氧化二钒V2O5，80克，催化；第二层磷P，100克，加温；第三层钾K，60克，活化；第四层锡Sn，120克，还原铁粉20克；第五层铋Bi，140克，还原铁粉25克；第六层锌Zn，150克，还原铁粉30克；第七层钠Na，80克，活化；第八层锑Sb，150克，还原铁粉25克；第九层镁Mg，100克，还原铁粉15克；第十层铝AI，90克，还原铁粉15克；控制过程如下通过电加热装置向反应釜加热，当反应釜温度升高到673° K时，向反应釜通入氧 化剂三氧化硫SO3气体12升，当单质元素气化成可燃气体通过封闭的循环管道输送到交换 器中的储气本文档来自技高网...

【技术保护点】
化学反应产生热能的方法，化学反应在反应釜及交换器中进行，反应釜中设置石墨反应体，石墨反应体由石墨粉、碳素、耐火土、硼、锌、铝、锆、锡组成，其配比（重量比）为：石墨粉４５－６０％，碳素８－１５％，耐火土１０－２０％，还原铁粉３－６％，硼３－６％，锌３－６％，铝３－６％，锆３－６％，锡３－６％，将原料混合后压制成盒形，共１０个，叠放于反应釜中，在石墨盒中部插入一个电加热装置，在最下层的石墨盒底部设置一个电加热装置，其特征在于自下而上在石墨盒中放入下列物质：第一层：五氧化二钒Ｖ↓［２］Ｏ↓［５］，８０克；第二层：磷Ｐ，１００克；第三层：钾Ｋ，６０克；第四层：锡Ｓｎ，１２０克，还原铁粉２０克；第五层：铋Ｂｉ，１４０克，还原铁粉２５克；第六层：锌Ｚｎ，１５０克，还原铁粉３０克；第七层：钠Ｎａ，８０克；第八层：锑Ｓｂ，１５０克，还原铁粉２５克；第九层：镁Ｍｇ，１００克，还原铁粉１５克；第十层：铝Ａｌ，９０克，还原铁粉１５克；控制过程如下：通过电加热装置向反应釜加热，当反应釜温度升高到６７３°Ｋ时，向反应釜通入氧化剂三氧化硫ＳＯ↓［３］或三氧化碲ＴｅＯ↓［３］气体，当单质元素气化成可燃气体通过封闭的循环管道输送到交换器中的储气室时，向储气室上方的燃烧室输入三氧化硫ＳＯ↓［３］，经点火器点燃气化物质，燃烧放热，通过控制氧化剂向反应釜的输入量，控制氧化反应速度，从而控制反应产生热量的速度。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：袁敏业，
申请(专利权)人：袁敏业，
类型：发明
国别省市：82[中国|长春]