На рис. 1 показано, что энергоноситель (воздух) из рессивера 19 подается в коллектор
26, затем следует в погруженный теплообменник 17, где энергоноситель нагревается
через стенку от расплава силиката реактора 2. Затем, энергоноситель, приобретая
необходимые теплоэнергетические характристики, из теплообменника поступает в
верхний сборный газовый коллектор 5. В последнем энергоноситель приобретает
необходимые параметры давления и температуру. Из коллектора 5 энергоноситель
подается на ГТУ 13 для выработки электрической энергии, в теплообменные аппараты
14 для горячего водоснабжения и непосредственно на калориферы для теплогазоснабжения.
Такое комплексное энерготеплоснабжение на основе газового энергоносителя (воздуха)
крайне выгодно для районов Крайнего Севера и Дальнего Востока. Строительство
теплоэлектростанций с энергоагрегатами на новом источнике энергии с газовым
энергоносителем и с ГТУ не будет связано с необходимым наличием вод
ных бассейнов и может осуществляться в любом месте.
Энергоустановка не производит выбросов в атмосферу продуктов распада высокомодульных
силикатов под воздействием кремнебескислородных соединений.
Продуктами распада высокомодульных под воздействием карбида кремния являются
соединения окиси углерода и кремния (СО, SiO). Но последние, в отличие от продуктов
сжигания углеводородного топлива в классических теплоагрегатах ТЭЦ и котельных,
не выбрасываются в окружающую среду при помощи дымовых труб а идут на регенерацию
исходных топливных элементов. Регенерация исходного высокомодульного силиката
М20 Si02 происходит по обычной силикатной технологии стекловарения, по реакции
вида:
М20(x - pi D) Si02+piDSi02=M20xSi02
где pi - нестехиометрический коэффициент 1-ой реакции.
Регенерация второго вещества, т.е стержней из карбида кремния происходит по
реакции:
SiC+Co=2/3SiO2+1/3SiC+2/3CO
Реакция (6) в соответствие с законами термодинамики протекает при соотношении
реагирующих компонентов SiC:CO=1:1.
Поскольку весь процесс регенерации топливных элементов носит довольно слож
ный характер и протекает через комплекс как основных, так и промежуточных реакций,
ему отведена отдельная работа и освещена в специализированных журналах.
Итак, выделяемые продукты распада высокомодульных силикатов под воздействием
стержней из карбида кремния - СО +SiO из верхнего коллектора реактора по трубопроводу
отводятся в подтопок доокисления 22. В циклонной топке происходит их доокисление
по реакциям. Образующаяся гетерогенная смесь продуктов доокисления по трубопроовду,
через теплообменный аппарат отводится в циклон 9, где производится сепарация
твердых частиц из газовой смеси, в частности порошка двуокиси кремния SiO2 .
Последний, в дальнейшем, идет на регенерацию исходного силиката M20xSi02, согласно
реакции (5). Реакция (5) регенерации идет со значительным тепловыделением. Оставшиеся
продукты доокисления из циклона, при помощи вентилятора (дымососа) 1 возвращаются
(а не выбрасываются) в трубопровод подвода продуктов реакции на доокисление.
У непосвященного читателя может возникнуть мысль о “вечном двигателе” вопреки
знанию закона сдвига энергии Гиббса вида:
DG0T = Ц3 DGT
где - DG0T и DGT стандартный и реальный потенциалы Гиббса.
Это означает, что продукты реакции никогда не доокисляются до 100%.
В это время в период доокисления продуктов реакции, происходит образование кремнебескислородного
соединения - SiC. Последний вместе с порошком SiC2 отсепарируется в циклоне
и вводится в расплав силиката реактора. Однако этот вариант возможен лишь в
случае наличия силиката - в докритической массе силиката. Если же в энергоагрегате
имеет место критическая масса силиката, то подвод его в смеси с SiО2 исключается
во избежание взрыва в реакторе. В этом случае смесь SiO2 + SiC предварительно
отводится, не в реактор, а в устройство для разделения этой смеси (на схеме
этот вариант не показан, но дан в технологической карте).
