Генераторы водорода ГВ и ГВ-ВЧ

измерительные приборы, аналитическая аппаратура, лабораторное оборудование, расходные материалы

Данное оборудование указано в следующих разделах каталога:

• Генераторы водорода, азота, блоки питания газовые, компрессоры

Генераторы водорода серии ГВ (генератор водорода) и ГВ-ВЧ (генератор водорода высокой чистоты) предназначены для питания газом пламенных хроматографических детекторов. Вырабатываемый водород соответствует требованиям ГОСТ 3022-80. Кроме того, ГВ-ВЧ за счет дополнительной очистки газа, может быть применен в качестве источника газа-носителя, особенно, в тех случаях, когда потребителю недоступен гелий, например, при работе с детектором по теплопроводности (ДТП). Высокая теплопроводность водорода позволяет работать ДТП с большей чувствительностью по сравнению с гелием.

Микропроцессорное управление режимами работы делает генератор водорода автономным изделием, а также позволяет контролировать основные и технологические параметры генератора, в т. ч. давление, расход, уровень воды, заливаемой в бак, ток электролизера, герметичность газовых магистралей. Все магистрали генератора выполнены из инертных материалов.

Оба типа генераторов обеспечивают:

• многоступенчатую систему очистки газа
• микропроцессорное управление
• уменьшение тепловыделения и повышение надёжности за счет применения источника питания электролизёра с высоким КПД
• защиту по превышению давления водорода и превышению тока электролизёра
• автоматический перелив, обеспечивающий отсутствие провалов по давлению
• управление температурой дожигателя кислорода
• увеличение срока службы электролизера за счет регулирования производительности водорода
• предотвращение попадание влаги в линии потребителя за счет использования индикации влажности водорода.

На жидкокристаллическом дисплее устройств ГВ и ГВ-ВЧ отображаются основные параметры:

• выходное давление
• заданное давление
• ток электролизера
• температура дожигателя
• расход водорода.

Управление и ввод параметров осуществляется с 4-х кнопочной клавиатуры. Заправка генераторов производится бидистиллированной или особо чистой водой с дозаправкой «на ходу» без выключения прибора, при этом генераторы водорода обеспечивают возможность длительной непрерывной работы. Генераторы водорода позволяют существенно сократить, а в большинстве случаев и полностью отказаться от применения баллонных газов для питания хроматографов.

В генераторах нет запаса водорода, который мог бы одномоментно заполнить помещение лаборатории или хроматограф, а его производительность не позволит создать взрывоопасную концентрацию газа в помещении, что повышает безопасность последнего.

Электрическое питание устройств осуществляется от однофазной сети переменного тока напряжением 187…242 В, частотой (50±1) Гц, режим работы — непрерывный.

Для питания генераторов водорода используется бидистиллированная вода с показателями качества не хуже воды марки В по ОСТ 11. 029.003—80 с удельным электрическим сопротивлением не менее 1 МОм×см.

Технические характеристики

	ГВ-7	ГВ-16	ГВ-ВЧ-7	ГВ-ВЧ-16	ГВ-25
Производительность, л/час	0…7,5	0…16	0…7,5	0…16	0…25
Максимальное выходное давление, атм	4*
Стабильность давления водорода, не хуже, атм	0,0025
Обводненность водорода, не более, ppm	5
Чистота водорода, %	99,995
Время выхода на режим, мин	30
Потребление воды, г/л Н2	1,0
Объем бака О2, л	1,0
Объем доливаемой воды в бак О2 при срабатывании сигнализации «Долить воду» не более, л	0,65
Наличие дожигателя О2			да	да
Потребляемая мощность, не более, ВА	130	170	140	175	300
Габаритные размеры (ширина×глубина×высота), не более, мм	200×450×500
Масса, не более, кг	14	15	14	15	17

*по заказу 6 атмосфер

Почтовый адрес: 190013, Санкт-Петербург, а/я 120
Офис: Клинский проспект, д.

25
Телефон: +7 (812) 336-90-86 (многоканальный)
Транспортный отдел: +7 (931) 535-80-69
Факс: +7 (812) 336-90-86

электрохимия — Как работает высокочастотный электролиз воды?

спросил 8 лет, 11 месяцев назад

Изменено 11 месяцев назад

Просмотрено 28 тысяч раз

$\begingroup$

Я читал, что при сочетании постоянного тока с высокочастотным переменным током электролиз воды ускоряется. Это правда? В таком случае, как меньше энергии теряется в виде тепла? Или просто катализирует процесс?

• электрохимия
• вода
• электролиз

$\endgroup$

1

$\begingroup$

Прежде всего, взгляните на страницу Википедии об электролизе воды.

• Мне также нравится этот обзор: Zoulias et al. : Обзор электролиза воды, TCJST, 4 (2) (2004) 41-71
  

  В частности, они перечисляют ряд реально существующих установок (контекст: возобновляемые источники энергии) и их реально достигнутую эффективность.

• Увеличение скорости не обязательно связано с повышением эффективности. В электролизе часто бывает наоборот: если вы хотите выжать максимум свободной энергии, вам нужно проводить реакцию бесконечно медленно (несмотря на то, что термодинамика имеет динамическое название, она рассматривает бесконечно медленные процессы).

• Таким образом, ускорение , обычно , означает, что вы найдете способ увеличить мощность вашей системы. Большая проблема состоит в том, чтобы найти способ сделать это без потери (слишком большой) эффективности.

• Импульсный/модулированный постоянный ток: просмотрев несколько статей, мне понравилась эта: Shimizu et al. : Новый метод получения водорода электролизом воды с использованием источник питания с ультракороткими импульсами, Журнал прикладной электрохимии (2006) 36:419–423, DOI 10. 1007/s10800-005-9090-

  Они направлены на то, чтобы избежать ситуации с контролируемой диффузией за счет достаточно коротких импульсов, чтобы не возникало зоны истощения. Посмотрите на эти диаграммы:

  Итак, они сообщают об одной настройке, в которой импульсный электролиз на самом деле более эффективен, чем постоянный ток в их ячейке.

  По этому поводу проводятся дополнительные исследования, однако в найденных мною документах сообщается о повышении эффективности по сравнению с чистым электролизом на постоянном токе, но абсолютная эффективность составляет около 10%. Однако сравните их количество с 80% эффективностью, приведенной в обзоре для промышленного щелочного электролиза. Обратите внимание, что большое различие заключается в подаваемом напряжении: для постоянного тока оно составляет около 1,85–2,05 В, что намного меньше перенапряжения. Заметьте также, что когда они говорят, что более высокое напряжение ускоряет перенос ионов, то это перенапряжение преобразуется в тепло (ионы сталкиваются с трением в среде при своем движении) и, таким образом, в основном теряются.

• Другая линия, которая выглядит реальной, заключается в том, что если вы перейдете к более высоким температурам, (небольшая) часть энергии может быть получена за счет тепла. Поскольку тепло дешевое, это может помочь. Однако следует помнить об одном моменте: расчеты КПД могут выполняться только по отношению к электроэнергии (без учета подводимой теплоты) и, таким образом, выглядеть искусственно красивыми (например, КПД конденсационных котлов, рассчитанный по более низкой теплотворной способности).

• Я нашел кучу бред утверждает в инете, о резонансе частоте воды помогающей расщепить связи .

  • Первое, что нужно понять, это то, что нет одной резонансной частоты воды. С подходящей энергией вы можете возбудить вращательные, колебательные и электронные состояния (перевод я не учел — там энергия перехода минутная). При комнатной температуре вы можете сказать, как правило, что большинство молекул будут находиться в каком-то возбужденном вращательном состоянии, но в колебательном и электронном основном состояниях. Энергии возбуждения для вращения находятся в дальней инфракрасной или микроволновой области энергии/частоты. Широко используется, например. в микроволновой печи на частоте 2,45 ГГц ($\ок$ 12 см). На самом деле весь регион изобилует полосами, где поглощается вода. Обратите внимание, что микроволновый нагрев воды не вызывает электролиза. Колебательные переходы около 2,9{15}$ Гц. Сравните это с кГц и МГц, где ваша ссылка требует диссоциации.

• Это не значит, что импульсный постоянный ток не поможет, а спектроскопия импеданса не даст важной информации. Но резонансные частоты в диапазоне кГц являются резонансами электрического LC-контура в зависимости от геометрии ячейки и электрода, электрических двойных слоев и т. д. Но ни от вибраций, ни от разрыва связей молекулы воды.

• Чтобы дать «метод», вы спрашиваете о некоторых числах реального мира,

  • в самом конце страницы Wiki энергоэффективность промышленного электролиза воды обычно составляет от 50 до 80 %.
  • Затем в статье предлагается сжигать газ в машине внутреннего сгорания. Поскольку такой стационарный процесс можно настроить так, чтобы двигатель работал с максимальной эффективностью, мы можем принять здесь КПД 1/3 или 35%.
  • нам нужен генератор для преобразования механической энергии в электрическую. К счастью, этот шаг довольно эффективен. Скажем, 95 %.
  • Топливный элемент был бы более эффективным, чем комбинация сжигания и генератора: ок. 40 — 60 % согласно Википедии.
  • К сожалению, зарядка аккумулятора тоже не на 100% эффективна. Допустим, 80–90% (взято из Википедии по литий-ионным аккумуляторам). Для аккумуляторов, которые заряжаются более высоким током (или плотностью тока), КПД меньше. Примером могут служить свинцово-кислотные аккумуляторы, используемые в автомобилях. Wiki указывает эффективность от 50 до 80%.

  Суммируя эти цифры, я заключаю, что после прохождения одного цикла предложенного «вечного двигателя» 8–24 % энергии сохраняется в «полезном состоянии», а 76–92 % стало теплом. С топливными элементами мы можем «повысить» энергоэффективность до 43%.

---

Полезные общие знания (в дополнение к закону сохранения энергии)

• Патентная система США отличается, например, от немецкая патентная система в том смысле, что здесь, в Германии, патентная заявка должна иметь коммерческое/промышленное применение. Это включает в себя технический аргумент , почему работает (в соответствии с физическими законами). Вечный двигатель был бы отвергнут на этих основаниях (конечно, изобретатель мог бы доказать свою правоту с помощью прототипа). Патенты США не имеют этой технической проверки.

• Генераторы

  (механическое -> электрическое преобразование) являются источниками тока , а батареи (гальванические элементы) являются источниками напряжения .

$\endgroup$

6

$\begingroup$

С сайта, на который вы ссылаетесь:

Батарея будет использоваться в качестве источника электроэнергии, которая будет разделять водород/кислород на газы. Затем газы будут подпитывать двигатель внутреннего сгорания, который будет питать генератор для непрерывной подзарядки батареи, а также вырабатывать полезную механическую энергию. Если такой двигатель удастся заставить работать, энергетический кризис на этой планете закончится навсегда.

Похоже, кто-то предлагает вечный двигатель первого рода . Я очень впечатлен! Остальное на этой странице — техно-болтовня того же качества.

Редактировать Это не означает, что не может быть серьезных исследований по электролизу с использованием чего-то другого, кроме постоянного постоянного тока, например. ШИМ (широтно-импульсная модуляция).

Беглый поиск (могут быть и другие источники) дал:

К. Мазлуми, Н. Сулейман, С. А. Ахмад, Н. А. Юнус, Анализ частотной характеристики ячейки электролиза воды, Междунар. Дж. Электрохим. науч. , 2013 , 8 , 3731-3739, PDF

$\endgroup$

5

$\begingroup$

Среди «научной» чепухи, которую я здесь услышал, большинство комментаторов упустило несколько ключевых фактов.

1) большинство достижений в области электролиза достигается при чрезвычайно высоком напряжении и чрезвычайно малом токе. Это устанавливает состояние заряженной емкости, в котором водород и кислород вытягиваются почти до точки разрыва, чтобы получить соответствующие заряды.

2) что касается частоты, то дело не в поглощении энергии. Речь идет о создании базовой частоты в одном или нескольких атомах внутри молекулы, а затем о воздействии на нее коротким импульсом вторичной частоты, вызывающим эффект разрушения, очень похожий на то, когда оперный певец разбивает хрустальное стекло.

Идея состоит в том, чтобы добавить изолятор к положительно и отрицательно заряженным пластинам, например, запечатав их тонким слоем пластика или другого такого непроводящего материала. Затем установите базовый импульсный постоянный ток, желательно такой, который соответствует собственной базовой частоте этого атома. Затем периодически используют вторичную более высокую или более низкую частоту, чтобы инициировать разрушительный эффект на молекулу.

$\endgroup$

$\begingroup$

Я плазменный магграв-физик. и что-то, чтобы попробовать, было бы взять медную трубку, заполнить ее неодимовыми магнитами, которые выглядят как бублик. закройте оба конца медной трубки. 1 и должны быть постоянно закрыты. нанопокрытие снаружи методом испарения. на это уйдет около двух недель. как только это будет сделано, распечатайте конец, который не запечатан окончательно, и удалите магниты. припаяйте провод к внутренней части трубки с нанопокрытием, какой бы длины провод вам ни потребовался. сделайте газ оксида меди в нано-состоянии и заполните трубку на 30% этим материалом, долейте дистиллированной водой. возьмите цинковую или никелевую проволоку и вставьте ее в трубку, чтобы получился провод любой длины, который вам может понадобиться. теперь добавьте медную проволоку к центру и держите медную проволоку и никелевую или цинковую проволоку подальше от стенок медной трубки и от соприкосновения друг с другом, и запечатайте верхнюю часть воском, эпоксидной смолой или любым другим методом по вашему выбору. что это сделает, так это даст вам возможность вытягивать напряжение переменного и постоянного тока. поместив его в воду с проводами, выходящими даже частично в воду, вы сможете измерить частоту этой воды в этом объеме, а затем определить свойства, необходимые для вашего электролиза, чтобы сделать его наиболее эффективным.

$\endgroup$

Патент США на метод сублимации или пиролиза углеводородов с использованием энергии РЧ для разрыва ковалентных связей Патент (Патент № 8,888,995, выдан 18 ноября 2014 г.) № 8,674,785, опубликованный 18 марта 2014 г., и патент США № 2012-0321526, опубликованный 20 декабря 2012 г., оба из которых настоящим включены в настоящий документ во всей своей полноте.

ПРЕДПОСЫЛКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Настоящее изобретение относится к сублимации и пиролизу углеводородов. В частности, настоящее изобретение относится к сублимации и пиролизу углеводородов с использованием радиочастотной (РЧ) энергии, усиленной кольцевым резонатором.

По мере того, как мировые стандартные запасы сырой нефти истощаются, а постоянный спрос на нефть вызывает рост цен на нефть, предпринимаются попытки перерабатывать всевозможные углеводороды все более разнообразными способами. Например, были предприняты попытки нагрева подземных пластов, содержащих тяжелую нефть, с использованием пара, микроволновой энергии и радиочастотной энергии. Однако эти попытки, как правило, были неэффективными и дорогостоящими.

Сублимация или пиролиз таких веществ, как уголь и сланцевое масло, могут давать ценные продукты, такие как природный газ. Сублимация, по сути, перевод материала из твердой фазы в газообразную без присутствия жидкой фазы. Пиролиз, с другой стороны, включает химическое разложение органических веществ путем нагревания для разрушения водородных связей. Такой процесс может производить природный газ из сублимированных или пиролизованных веществ с низким уровнем выбросов парниковых газов. Однако существующие технологии требуют больше энергии для сублимации или пиролиза таких веществ, как уголь или сланцевое масло, чем производимой энергии.

Пиролиз отличается от других процессов (горения и гидролиза) тем, что в реакциях не участвуют кислород или вода. Пиролиз органических веществ обычно дает газообразные и жидкие продукты и оставляет твердый остаток, богатый углеродом. Во многих промышленных применениях процесс осуществляется под давлением и при рабочих температурах выше 430°C. Поскольку пиролиз является эндотермическим, существуют проблемы с современными технологиями, из-за которых вещества биомассы не получают достаточно тепла для эффективного пиролиза, что приводит к низкому качеству. В таких случаях становится обязательным использование реакции инициирования для увеличения количества тепла, подводимого к углеводородному материалу.

По мере старения органической химической структуры различных углеводородов ароматичность (определяемая как отношение ароматического углерода к общему углероду) увеличивается. Эти ароматические структуры представляют собой цепочки углеродов, предназначенные для разрыва в процессе нагревания. Чтобы произошло производство природного газа, эти большие сложные структуры разрушаются во время реакций и, таким образом, увеличивают растворимость органической части вещества. Некоторыми из этих реакций являются (но не ограничиваются ими) крекинг, алкилирование, гидрирование и деполимеризация.

Таким образом, различные углеводородные материалы должны подвергаться интенсивной переработке для достижения максимального производства топлива. В промышленности используются средства модернизации, чтобы сделать материал более пригодным для использования и более ценным. Возможно, что радиочастотная энергия, применяемая в этой технологии, может быть использована также для изменения молекулярной структуры материала путем его разбиения на более мелкие компоненты, минуя необходимость обработки и обработки углеводородов на модернизационных установках.

Известно, что резонансное кольцо может быть использовано для создания очень сильного электромагнитного поля и передачи этой радиочастотной мощности через соединительный механизм в реакционную камеру. Для достижения требуемой высокой амплитуды поля резонансный механизм, именуемый далее кольцом, должен максимально находиться в состоянии резонанса на своей рабочей частоте. Для этого длина кольца должна быть целым числом волноводных длин связанной волны. Волны, проходящие через резонансное кольцо, вместе с направленным ответвителем создают эффективное усиление мощности. Амплитуда этого волнового фронта может быть отслежена и измерена на протяжении всего этого процесса путем соответствующего увеличения резонансного кольца. Для построения резонансного кольца реализуются два ответвителя аналогичной конструкции с соединительной структурой между ними. Структура связи может быть либо волноводной, либо коаксиальной линией передачи. Резонатор обеспечивает необходимую полосу пропускания для отслеживания зависимости частоты резонатора от размера кольца.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

В одном варианте осуществления способ переработки углеводородов включает помещение углеводородного материала в реакционную камеру, соединенную с резонансным кольцом, передачу радиочастотной энергии на резонансное кольцо через четырехпортовый ответвитель, усиление радиочастотную энергию с использованием резонансного кольца и получение радиочастотной энергии в реакционной камере для обработки углеводородного материала путем разрыва ковалентных связей углеводородного материала.

Способ может дополнительно включать мониторинг уровня мощности в резонансном кольце. Для соединения реакционной камеры с резонансным кольцом можно использовать диэлектрические порты давления. Способ может дополнительно включать мониторинг состава газового потока, выходящего из газового отверстия в реакционной камере. Этот контроль может быть выполнен с использованием газового хроматографа для контроля газового потока, выходящего из газового порта реакционной камеры. Способ может дополнительно включать мониторинг давления и температуры в резонаторной полости реакционной камеры.

В другом варианте осуществления способ переработки углеводородов включает подключение генератора радиочастотных сигналов к четырехпортовому соединителю на первом порту на четырехпортовом соединителе, подключение второго порта и третьего порта на четырехпортовом соединителе к резонансное кольцо, резонансное кольцо, включающее в себя фазовращатель и реакционную камеру, реакционная камера, имеющая резонатор, подключение фиктивной нагрузки к четырехпортовому соединителю на четвертом порту, размещение углеводородов в реакционной камере, управление радиочастотой генератор сигналов для выработки радиочастотной энергии; направление по меньшей мере части радиочастотной энергии на резонансное кольцо в третьем порту четырехпортового соединителя и через реакционную камеру и регулятор фазы ко второму порту и регулировка фазы электрического тока путем управления фазой регулятор для достижения целого кратного резонансной длины волны, так что радиочастотная энергия в реакционной камере разрывает ковалентные связи между молекулами углеводородов в реакционной камере.

Способ может дополнительно включать подключение измерителя мощности к резонансному кольцу; подсоединение устройства измерения давления и устройства измерения температуры к реакционной камере для измерения давления и температуры внутри резонансной полости; подключение портов диэлектрического давления между реакционной камерой и резонансным кольцом; подключение газового порта к реакционной камере; и/или мониторинг газового потока, выходящего из газового порта реакционной камеры. Газовый хроматограф можно использовать для контроля газового потока, выходящего из газового порта реакционной камеры.

В еще одном варианте осуществления способ переработки углеводородов включает работу генератора радиочастотных сигналов, подключенного к первому порту четырехпортового соединителя, для генерирования радиочастотной энергии, при этом по меньшей мере часть радиочастотной энергии направляется на резонансное кольцо на третьем порту четырехпортового ответвителя и через реакционную камеру и регулятор фазы в резонансном кольце ко второму порту четырехполюсного ответвителя; и регулирование фазы электрического тока с использованием регулятора фазы для достижения целого кратного резонансной длины волны, так что радиочастотная энергия в реакционной камере разрывает ковалентные связи между молекулами углеводородов в реакционной камере.

В этом варианте осуществления часть радиочастотной энергии может поступать на фиктивную нагрузку, подключенную к четвертому порту четырехпортового соединителя. Способ может дополнительно включать: мониторинг уровня мощности в резонансном кольце; контроль давления и температуры в резонаторной полости реакционной камеры; и отслеживание состава газового потока, выходящего из газового отверстия в реакционной камере. Газовый хроматограф можно использовать для контроля газового потока, выходящего из газового порта реакционной камеры. Кроме того, для соединения реакционной камеры с резонансным кольцом можно использовать диэлектрические порты давления.

Другие аспекты изобретения будут очевидны из этого раскрытия.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

РИС. 1 иллюстрирует вариант осуществления настоящего способа сублимации/пиролиза с использованием радиочастотной энергии.

РИС. 2 иллюстрирует реакционную камеру, связанную с настоящим процессом сублимации/пиролиза с использованием радиочастотной энергии, показанной на фиг. 1.

РИС. 3 иллюстрирует усиление мощности в кольце как функцию затухания в кольце для варианта осуществления, показанного на фиг. 1.

РИС. 4 иллюстрирует усиление мощности кольца как функцию коэффициента связи для варианта осуществления, показанного на фиг. 1.

РИС. 5 иллюстрирует затухание в кольце как функцию коэффициента связи для варианта осуществления, показанного на фиг. 1.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Теперь предмет настоящего раскрытия будет описан более полно, и показаны один или несколько вариантов осуществления изобретения. Однако это изобретение может быть реализовано во многих различных формах, и его не следует рассматривать как ограниченное вариантами осуществления, изложенными в настоящем документе. Скорее, эти варианты осуществления являются примерами изобретения, которое имеет полный объем, указанный формулировкой формулы изобретения.

РИС. 1 показан вариант осуществления настоящего устройства 10 для сублимации/пиролиза угля, сланцевого масла и других углеводородов с использованием радиочастотной энергии. Генератор радиочастотных сигналов 12 подает питание на резонансное кольцо 32 через четырехпортовый ответвитель 14 . В целях данного изобретения для подачи питания на резонансное кольцо используется передатчик неспецифического диапазона мощностей. Генератор ВЧ сигналов 12 подключен к четырехпортовому соединителю 14 в первый порт 16 . Электроэнергия 26 , генерируемая генератором радиочастотных сигналов 12 , поступает в резонансное кольцо 32 через третий порт 20 и проходит через реакционную камеру 34 и фазовращатель 36 и возвращается в четырехканальный ответвитель 60 90 94 второй порт 18 . Вся или часть этой мощности объединяется с поступающей мощностью 26 от генератора радиочастотных сигналов 12 для формирования мощности 30 , которое затем повторяет контур вокруг резонансного кольца 32 . Измеритель мощности 38 может быть подключен к резонансному кольцу 32 между третьим портом 20 и реакционной камерой 34 .

Резонатор может использоваться для хранения углеводородного материала и обеспечения гибкой реакционной камеры пиролиза/сублимации для оценки оптимальной ВЧ-частоты в зависимости от ВЧ-мощности в зависимости от вторичного источника смещения (длина волны и интенсивность) для заданного диапазона температур. Плазма ВЧ-разряда, генерируемая в резонаторе 52 реакционной камеры 34 (см. фиг. 2) создает измеримое выделение газа. Резонансное кольцо 32 поддерживает непрерывную выработку топлива и может быть настроено, как описано ниже.

Конструкция резонансного кольца 32 и регулятора фазы 36 служат для «настройки» резонансного кольца 32 на резонансную частоту реакционной камеры 34 для оптимизации сублимации/пиролиза в реакционной камере 394 . Регулятор фазы 36 можно регулировать фазу фронта волны 30 бегущее резонансное кольцо 32 для достижения целого кратного резонансной длины волны. Радиочастотная энергия в реакционной камере 34 используется для разрыва ковалентных связей молекул углеводородов, помещенных в реакционную камеру 34 без нагрева. В результате температуры в реакционной камере могут быть оптимальными для сублимации и/или пиролиза. Сублимация преобразует материал, тогда как пиролиз разлагает его, разрывая его ковалентные связи. В процессе пиролизного разложения тяжелый материал распадается на более легкие, более желательные соединения. Это будет достигнуто за счет синхронизации поля радиочастотного сигнала генератора 9.0068 12 с резонансным кольцом 32 характеристики распространения. Настройка процесса в диапазоне его рабочих температур, приблизительно от 45°С до 500°С, может быть полезной для облегчения обсуждаемого процесса разложения (разрыва ковалентных связей). Кроме того, этот процесс способствует образованию водорода и минимизирует образование серы. Это форма повышения качества, которая осуществляется в процессе сублимации и/или пиролиза и приводит к производству природного газа. Настройка мощности для достижения желаемой температуры для протекания этого процесса обеспечивает оптимально более низкую температуру и минимизирует потребление энергии, что повышает эффективность системы.

Имитатор нагрузки 24 представляет собой пассивное устройство, подключенное к четырехпортовому соединителю 14 через четвертый порт 22 . Имитатор нагрузки 24 используется для поглощения и рассеивания энергии, не необходимой для процесса сублимации/пиролиза. Таким образом, не вся мощность, поступающая на четырехпортовый ответвитель 14 через второй порт 18 , соединяется с мощностью 26 от генератора сигналов 12 , поскольку некоторые из них могут быть перенаправлены на фиктивную нагрузку 24 . Размер четырехпортового соединителя подобран таким образом, чтобы свести к минимуму рассеиваемую мощность и обеспечить эффективность системы.

РИС. 2 более подробно показана реакционная камера 34 , которая показана отдельно от резонансного кольца 32 . Радиочастотная энергия поступает в реакционную камеру 34 через первое соединение 44 и выходит через второе соединение 46 . Реакционная камера 34 соединена с резонансным кольцом 32 через диэлектрические порты давления 40 и 42 . Порты диэлектрического давления 40 и 42 представляют собой окна, прозрачные для радиочастотной энергии, но механически изолирующие резонатор 52 реакционной камеры 34 из резонансного кольца 32 с учетом процесса сублимации/пиролиза материала помещенного в реакционную камеру 34 . Конструкция реакционной камеры не зависит от конкретных материалов и может состоять из одного или комбинации подходящих материалов.

РЧ-энергия используется для разрыва ковалентных связей углеводородов, вводимых в резонатор 52 реакционной камеры 34 , и выделения газообразных продуктов, которые затем выходят из реакционной камеры 34 в газовом порту 50 . Газовый хроматограф (не показан) может быть подключен к газовому потоку у газового порта 50 или рядом с ним для контроля побочных продуктов содержимого газового потока, выходящего из реакционной камеры 34 , для облегчения настройки процесса. Этот газовый поток 34 может содержать более легкие компоненты, такие как, помимо прочего, метан, пропан и различные производные спиртов. Такие газообразующие компоненты будут существовать во время процесса (как сублимации, так и пиролиза) при температуре от 45°C до 500°C. Устройства для измерения давления и температуры 48 находятся в функциональном контакте с резонаторной полостью 52 .

Уравнивание составляющих волн вокруг резонансного кольца 32 можно рассчитать по следующим формулам: ⁢1-c2)E4E1=c1-ⅇ-ⅈϕ⁡()⁢1-c2P4P1={c1-ⅇ-ⅈϕ⁡()⁢1-c2}2Gлинейный={c1-()⁢1-c2}2⁢Gлинейный= {10-C201-()⁢1-(10-C20)2}2⁢⁢⁢
Где:

Glinear=линейное усиление мощности;

α=затухание в контуре в дБ;

Φ=2πnλ, где n — целое число;

C=коэффициент связи в дБ; и

c=10−C/20

Характеристики кольца можно измерить с помощью уравнения усиления мощности, которое зависит от нескольких переменных внутри системы: коэффициента связи, затухания и отражения в кольце, передачи и электрической длины.

РИС. 3-5 иллюстрируют рабочие характеристики резонансного кольца 32 тремя различными способами. Обращаясь к фиг. 3 коэффициент усиления мощности (G) резонансного кольца 32 показан как функция затухания в кольце (а). Коэффициент связи (C) представлен на графике в виде четырехпортового соединителя 9.0068 14 имеет переменный характер. Настоящее устройство для сублимации/пиролиза с использованием радиочастотной энергии 10 спроектировано так, чтобы иметь очень малые потери мощности вокруг резонансного кольца 32 .

РИС. 4 показывает характеристики резонансного кольца 32 с использованием усиления мощности (G) вокруг резонансного кольца 32 в зависимости от коэффициента связи (C). Здесь кольцевое затухание (α) представлено на графике. Существует оптимальный коэффициент связи и коэффициент усиления по мощности максимален.

На фиг. 5 кольцевое затухание (α) показано как функция коэффициента связи (C). Прирост мощности (G) представлен на графике в верхней части коэффициента связи (C). Этот рисунок является еще одним способом выразить бегущую волну и определить максимальное усиление мощности, возможное при указанном коэффициенте связи.

Генератор сигналов соединен с приспособлением для проверки резонансного кольца. Резонатор устроен таким образом, чтобы принимать большую мощность и синхронизировать генератор ВЧ-сигналов с резонансной кольцевой структурой. Реакционная камера пиролиза и/или сублимации соединена с резонансным кольцом через диэлектрические порты. Эта реакционная камера предназначена для простой оценки оптимальной РЧ-частоты, РЧ-мощности, длины волны и интенсивности, чтобы максимизировать количество выходов из испытуемого углеводородного вещества. Вещества ВЧ-разряда, образующиеся в ходе химических реакций пиролиза/сублимации, подлежат измерению и анализу. Резонансное кольцо рассчитано на непрерывную работу.