ВОЗОБНОВЛЯЕМЫЕ ИСТОЧНИКИ ЭНЕРГИИ
Термохимическое разложение воды
Для того чтобы обойти трудности, связанные с прямым те
мическим разложением воды, было предложено использовать вспомогате ные химические реакции. Во всех этих реакциях промежуточные реаген регенерируются, поэтому, по крайней мере теоретически, в этом проце, расходуется только вода. Для практической реализации термохимическо разложения воды температура, при которой проходит процесс, должна бі достаточно низкой. В частности, желательно, чтобы температура не прей, шала ] 100 К. В этом случае можно использовать в качестве источника те высокотемпературный ядерный реактор.
Одна из предложенных цепочек химических реакций приведена ниже. Ма». симальная температура в данном процессе составляет 730 °С. Общий КПД п цесса равен 50 %. Основным недостатком является использование агрессив бромисто-водородной кислоты:
|
(581 |
Hg + 2HBr HgBr2 + Н2 ,
HgBr2 + Са(ОН)2 -> CaBr2 + HgO + Н20,
|
(5 |
|
(Wi |
HgO -» Hg + і о2,
CaBr2 + 2Н20 -» Са(ОН)2 + 2НВг.
Общей реакцией процесса будет следующая:
|
ів- |
Другой, более сложный процесс, используемый при термолитическом прс водстве водорода, состоит из следующих химических реакций:
реакция 1
бт ■с
Cr203(s) + 4Ba(OH)2(l) -» 2Ba2Cr04(s) + 3H20(g) + H2(g); (62»
реакция 2
850 "С 1
2BaCr04(s) + Ва(ОН)2(1) -> Ba3(Ci04)2(s) + H20(g) + ^02(g). (63)
Отметим, что реакции 1 и 2 протекают в разных частях оборудования, поэтому водород и кислород, которые участвуют в 1-й и 2-й реакциях соответственно, могут быть легко разделены. Исходными реагентами являются Сг203 и ВаСг04 . Продуктами реакций кроме водорода и кислорода являются Ва2СЮ4 и Ва3(Сг04)2. Дія восстановления реагентов проводят реакцию полученных хроматов с водой при низкой температуре:
реакция 3
2Ba2Cr04(s) + Ва3(Сг04)2 + 5Н20 - ч>
-» Cr203(s) + 2BaCr04 (s) + 5Ва (ОН)2 (d). (64)
|
Сг203 |
|
і |
|
Реакция 3 “ |
|
>4 низкотем - ^Осушитель |
|
-"О |
|
■* ~ Реакция J |
|
Н20 |
|
(5 кмоль) [пературнаяГ |
|
Н20 ч (3 кмоля) (выход) |
|
(вход) |
|
н2о |
|
Н, |
|
ч с 7 Ва(ОН)2 |
|
о2 « н2о ч- (1 кмоль) (выход) |
|
Реакция 2| 850 °С - |
|
ВаСгО, |
Рис. 8.12. Блок-схема цикла термохимического цикла разложения воды с использованием хромата бария
В гл. 1 было показано, что ядерные реакторы с жидкометаллическим тепло - т сителем, благодаря которым в настоящее время предполагается восстановить іулярность ядерных реакторов и атомной энергетики в целом, могут использо-
|
8.5. |
ваться в качестве источника теплоты в термохимических процессах произвол водорода. Данный тип реакторов работает при высокой температуре и низи давлении, что существенно упрощает проектирование и создание необходим химического оборудования для термохимического разложения воды.
