专利名称：产生海水气体的装置及使用该装置获得的易燃气体产品的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种海水气体发生器及使用该气体发生器所产生的可燃或易燃气体。具体来说涉及一种通过电解海水而产生可燃气体的海水气体发生器。
背景技术：
考虑到海洋面积占整个地球表面积的71％、海水包含60种丰富的原子，海水可被认为是地球上最好的资源。
为了实际利用海水资源，已提出了各种不同的技术，但都没有收到实际的效果。例如，在这类技术中，通过电解海水以产生氯气和亚氯酸盐，或者产生氧气和氢气。
同时，韩国实用新型公开号1985-1413披露了一种内部带有正(+)极和负(-)极碳素电极棒的电解池的海水气体发生器。然而，由于所产生气体含有少量的水蒸汽、70-80％的氢气和氧气，所含氢气和氧气不能彼此分离，在点燃时由于氢气和氧气之间发生爆炸反应而生成水，致使在实际应用中不可能把该气体用作燃料。
相反，韩国专利公开号1991-12338披露了一种海水气体(SWG)，含有34.7％的氢气、5.1％的二氧化碳、15％的氧气、15％的氩气、30.2％的氮气，这种组成成分可通过控制上述海水气体发生器碳电极棒上的电压来制得。对这种海水气体的实验结果显示由氢和氧之间的爆炸反应生成水的问题不存在了，每千克气体所含的热量可达13,000千卡。因此，这样的气体在实际中可被用作燃料。
本发明的另一目的提供一种具有预定成分的可燃气体。
一种带有电解池的海水气体发生器可达到上述这些目的和其它一些目的，其中电解池具有阴极和阳极。阴极和阳极之一由碳制成，另一电极由金属制成。
所生成的气体可被有效地用作替代石油气体的燃料。
图2是作为本发明的第二个优选实施例的海水气体发生器的示意图，其中用碳块作为阳极。
图3是作为本发明的第三个优选实施例的海水气体发生器的示意图，其中阴极是由碳电解溶液构成的。
本发明所述的海水气体发生器有一碳基阴极和一金属基阳极。
例如，阳极可由奥氏体基SUS、铜或钢组成。
奥氏体基SUS的主要成份为铁，还有其它添加成分如0.15％或更少的碳、1.7％或更少的硅、3.0％或更少的锰、0.045％或更少的磷、0.03％或更少的硫、6.0-15.0％的镍和15-20％的铬。尤其，奥氏体基SUS可从SUS301、SUS304、SUS305、SUS316、SUS317、SUS321中选择。其中，考虑到海水的电解反应速度，将最优先选用主要成分为铁，其它添加成分为0.08％或更少的碳、1.0％或更少的硅、2.0％或更少的锰、0.045％或更少的磷、0.03％或更少的硫、8.0-10.5％的镍和18-20％的铬的SUS304。此外，倘若不改变海水的成分，也可将其它金属材料添加到上面的基本成分中。
此外，除了奥氏体基SUS外，可从现有的所有钢产品中选择一种产品作为阳极。例如，像型钢、钢筋、厚钢板和薄钢板制成的钢棒均可用作阳极。
也可从现有的所有铜产品中选择一种作为阳极。例如，黄铜、镍黄铜、铬铜合金和铍铜均可用作阳极。
除了用碳电极代替金属电极以外，所述海水气体发生器具有韩国专利公开号1991-12338所披露的基本结构。
图1是作为本发明的第一个优选实施例的海水气体发生器的示意图。
如图1所示，海水气体发生器包括一个电解池1。电解池1的外壳11由耐酸材料制成、内壳12为镍板或钛板，外层11和内层12之间有一绝缘层10。电解池1内部的上部空间S可用来收集气体。阴极13和阳极13’被装配在电解池1的内部，并被分别电连接到外部电源2的正极和负极的接线端上。电解池1的侧壁上部有一海水注入孔14。电解池1的底板上有一海水排出孔15。在电解池1上有一止回阀16用来以大于或等于预定的压力将收集的气体排放到外部气体存贮罐3中。液化气体存贮罐4经由排气管5与气体存贮罐3相连。
阴极与阳极之一由碳制成，另一电极由金属制成。
外壳11由抗氧化材料制成，内壳12由镍板或钛板制成。外壳11和内壳12的截面可制成圆形或矩形。
碳电极可有不同的形状。如图1所示，碳电极呈棒状连接到电解池1的内壁上。另外一种选择，如图2所示，在电解池1内部底板上排列有碳块，它们被连接到外部电源2的正极(+)接线端或负极(-)接线端。对后一种情况，试验表明所产生的可燃气体成分为90-95％氢气、5-8％的氮气。
此外，如图3所示，也可将碳粉注入内壳12，与此同时碳粉溶于海水，并且将内壳12连接到外部电源2的正极端(+)和负极端(-)。
在阴极13或阳极13’由碳棒构成的情况下，根据将要产生的海水气体量可提供多个碳电极棒。
同时，金属基电极可以以分离方式可拆卸的连接到电解池1的内壁上，或者内壳12本身可被用作金属电极。此外，根据将要产生的海水气体量可以提供多个金属电极棒。试验测试表明阴极或阳极之一由金属棒组成与韩国实用新型公开号1985-1413所披露的阴极和阳极都是由碳棒组成相比，所产生的可燃气体的成分是不相同的。这可能是由于阴极金属棒的金属成分在电解海水过程中有催化剂的作用。由于海水有各种不同的成分，所以就有各种不同的电解反应发生。这样，金属成份a在A反应中有催化剂的作用，金属成分b在B反应中有催化剂的作用，而在C反应中不涉及任何催化反应。因此，所产生的海水气体的成分会有所不同。
连接到阴极和阳极上的电源2可利用由原子能发电、蒸汽发电、磁力发电、太阳能电池或普通电池所获得的电能。并且，电源2可由超导基整流器，和超导基电流—电压环路构成。
下面将详细描述应用本发明的海水气体发生器生成可燃气体的过程。
预先确定的一定量的海水W通过海水注入孔14被送入电解池1。这时，除了装有海水W的部分外，电解池1内部的剩余空间被用作气体收集空间S用于收集由电解所产生的可燃气体。
然后，在电解池1的阴极13和阳极13’上加上1-30V的电压，电压大小可通过调节电源2的交变电流来调整。从而，电解池1中的海水被电解。这时，依据电解反应的速度电流有所不同，电解池1的内部温度优选保持在50-70℃，最好为50℃左右。
所生成的气体被收集在电解池的气体收集空间S中，并以大于或等于预定的压力通过止回阀16被排放到外部贮气罐3中。这些气体随后又通过排气管5被排放到液化贮气罐4中，在液化贮气罐4中进行液化处理并以压缩状态存储在那里。
在预定的条件下对由本发明的海水气体发生器所得到的海水气体进行分析，其结果被列在表1中
表1
此外，对海水气体进行液化检测(使用奥氏体基SUS作为阴极，由IIShin Lab Corporation，Kim-Jaeyong完成)。结果列在表2和表3中。
表2
*在压力为7kg/cm2下、温度为-130℃时开始充气，并逐渐升高温度。
从表2可知，压力随着温度的升高而加大，但在-76℃时压力急剧减小。出现另外的液化反映可能是由于填充物的量不足。
表3
●在-76℃充气。
从表3可知，在温度为-76℃，压力为16kg/cm2时液化反应发生。
此外，对海水气体(SWG)、LPG、LNG进行了燃烧试验。结果列在表4中。在试验中，每一种气体与500ml的水相混合，燃烧从周围环境温度至ΔT＝50℃(没有热损失500ml×50＝25000卡)。
表4
Add增加，Com燃烧，Con消耗量在试验中，点燃时没有发生爆炸反应，并没有观察到有水产生。
与LNG相比，海水气体的气体消耗和燃烧时间都有明显的减少。因此，它可用作石油或汽油的替代品。
在本发明的海水气体发生器中，海水在包含碳质材料和金属基阴极或阳极的电解池中进行电解，因此，在点燃时不会发生爆炸反应，液化反应可在温度为-76℃时、压力为16kg/cm2时发生。
通过参照优选实施例对本发明进行详细地描述，专业人员将会理解，在不偏离本发明权利要求的实质和范围的条件下，本发明可以有各种各样的改造和替代实施方案。
权利要求
1.一种产生可燃气体的海水气体发生器，所述海水气体发生器包括一个电解池，其带有抗氧化材料基外壳和镍板或钛板基的内壳，该电解池内部有一气体收集空间；一个置于外壳和内壳之间的绝缘层；形成在电解池中的阴极和阳极；形成在电解池壁上部的海水注入孔；形成在电解池底壁的海水排出孔；形成在电解池处在预定的或更大的压力下将所收集的气体向外排放的止回阀；电连接到电解池阴极和阳极的电源；一个气体贮存罐，连接到电解池外部用来贮存由电解池上的止回阀排出的气体；一个经由排气管连接到气体存贮罐的液化气存贮罐，在其中对由气体存贮罐送来的气体进行液化和储存，其中阴极和阳极其中之一是由碳构成的，另一电极是由金属构成的。
2.根据权利要求1所述的海水气体发生器，其特征在于金属基电极是由奥氏体基SUS构成的。
3.根据权利要求2所述的海水气体发生器，其特征在于奥氏体基SUS的主要成份是铁，添加成分为0.15％或更少的碳、1.7％或更少的硅、3.0％或更少的锰、0.045％或更少的磷、0.03％或更少的硫、6.0-15.0％的镍和15-20％的铬。
4.根据权利要求2所述的海水气体发生器，其特征在于奥氏体基SUS的主要成份是铁、添加成分为0.08％或更少的碳、1.0％或更少的硅、2.0％或更少的锰、0.045％或更少的磷、0.03％或更少的硫、8.0-10.5％的镍和18-20％的铬。
5.根据权利要求1所述的海水气体发生器，其特征在于金属基电极是由铜制成的。
6.根据权利要求1所述的海水气体发生器，其特征在于金属基电极是由铁制成的。
7.根据权利要求1所述的海水气体发生器，其特征在于碳基电极为棒状，连接到电解池的内壁上，并电连接到电源的正(+)或负(-)极接线端上。
8.根据权利要求1所述的海水气体发生器，其特征在于碳基电极由排列在电解池内部底板上的碳块制成，并电连接到电源的正(+)或负(-)极接线端上。
9.根据权利要求1所述的海水气体发生器，其特征在于碳基电极由溶解在海水中的碳粉构成，并电连接到电源的正(+)或负(-)极接线端上。
10.根据权利要求1所述的海水气体发生器，其特征在于电解池的内部温度保持在50-70℃，通过电源对阴极和阳极施加1-30V的电压从而对海水进行电解。
11.根据权利要求1所述的海水气体发生器，其特征在于电源上设置有超导基整流器和超导基电流—电压环路。
12.根据权利要求1所述的海水气体发生器，其特征在于可燃气体成分中有90-95％的氢气、5-8％的氮气。
13.根据权利要求1所述的海水气体发生器，其特征在于可燃气体成分中有43-75％的氢气、18-47％的氮气、和5-13％的氧和氩的混合气。
全文摘要
一种产生可燃气体的海水气体发生器包括一个具有阴极和阳极的电解池。阴极和阳极其中之一是由碳构成的,另一电极是由金属构成的。在生成的可燃气中,不会发生点火爆炸反应,且可在温度为－76℃,压力为16kg/cm
文档编号C25B1/00GK1353747SQ00808507
公开日2002年6月12日 申请日期2000年5月15日 优先权日1999年5月15日
发明者朴炳淳 申请人:朴炳淳