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. Мах симальная температура в данном процессе составляет 730 °С. Общий КПД п цесса равен 50 %. Основным недостатком является использование агрессив бромисто-водородной кислоты:
Hg + 2НВг — э HgBr2 + Н2 ,
HgBr2 + Са(ОН)2 -> CaBr2 + HgO + Н20,
HgO -» Hg + і о2,
CaBr2 + 2Н20 -» Са(ОН)2 + 2НВг. Общей реакцией процесса будет следующая:
т
Другой, более сложный процесс, используемый при термолитическом пре водстве водорода, состоит из следующих химических реакций:
|
(62* |
реакция 1
реакция 2
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 Ва2Сг04и Ва3(Сг04)2. _Для восстановления реагентов проводят реакцию полученных хроматов с водой гри низкой температуре:
реакция 3
2Ba2Cr04(s) + Ва3(Сг04)2 + 5Н20 — э
-» Cr203(s) + 2BaCr04 (s) + 5Ва (ОН)2 (d).
Рис. 8.12. Блок-схема цикла термохимического цикла разложения воды с использо-
ванием хромата бария
В гл. 1 было показано, что ядерные реакторы с жидкометаллическим тепло — |Ці жителем, благодаря которым в настоящее время предполагается восстановить лулярность ядерных реакторов и атомной энергетики в целом, могут использо
ваться в качестве источника теплоты в термохимических процессах произвол водорода. Данный тип реакторов работает при высокой температуре и низк давлении, что существенно упрощает проектирование и создание необходим химического оборудования для термохимического разложения воды.