NO753598L - - Google Patents

Description

"Fremgangsmåte og apparat til fremstilling"Procedure and apparatus for production

av hydrogen fra vann" of hydrogen from water"

TEKNIKKENS STANDSTATE OF THE ART

Den foreliggende oppfinnelse angår fremstilling av hydrogen og nærmere bestemt en fremgangsmåte og et apparat til fremstilling av hydrogen fra vann ved hjelp av en reaksjon. The present invention relates to the production of hydrogen and, more specifically, a method and an apparatus for the production of hydrogen from water by means of a reaction.

1970-årene er blitt en kritisk periode for menneskeheten. Energiforbruket har fortsatt å øke over hele verden som et resultat av befolkningsckplosjonen, akselerert industrialisering, økonomisk vekst og sosial utvikling. The 1970s have become a critical period for humanity. Energy consumption has continued to increase worldwide as a result of population explosion, accelerated industrialization, economic growth and social development.

Prognosene tilsier en fortsettelse av den sterke etter-spørsel etter alle former for energi over hele verden. De stadige fremstøt for økt industrialisering og mekanisering og bedre leve-standard vil fortsette å øke behovet for alle typer brensel, spesielt i utviklingslandene. The forecasts indicate a continuation of the strong demand for all forms of energy worldwide. The constant push for increased industrialization and mechanization and better living standards will continue to increase the need for all types of fuel, especially in the developing countries.

Denne vekst vil komplisere allerede kompliserte problemer ved utvikling av brenselsressurser og deres tjénlighet nar det gjelder tilførsel, omdannelse og utnyttelse. This growth will complicate already complicated problems in the development of fuel resources and their serviceability when it comes to supply, transformation and utilization.

Hos almenheten er der en økt bevissthet om de sosiale og miljømessige problemer som er forbundet med fremstilling og forbruk av.brensler. Dette forhold har ført til kompliserte restriksjoner for utvinning, viderebehandling og bruk av energikilder. At the public authority, there is an increased awareness of the social and environmental problems associated with the production and consumption of fuels. This situation has led to complicated restrictions on the extraction, further processing and use of energy sources.

Virkningsgraden av energiproduksjonen er et av de aller viktigste tekniske problemer ldag. De beste av våre naturlige brensler, som også er lettest tilgjengelige, nemlig kull, jordolje og naturgass, står uten tvil i fare for å bli oppbrukt, og. det er av avgjørende betydning at alle anstrengelser gjøres for å bruke disse ressurser på en mere intelligent måte. The efficiency of energy production is one of the most important technical problems today. The best of our natural fuels, which are also the most readily available, namely coal, petroleum and natural gas, are undoubtedly in danger of being exhausted, and. it is of crucial importance that all efforts are made to use these resources in a more intelligent way.

Å forbruke jordens kull, råolje og naturgass som brenselTo consume the earth's coal, crude oil and natural gas as fuel

for omdannelse til varmeenergi, er fullstendig galt. Når disse uvurderlige ressurser omdannes til varme, forsvinner de og er tapt for alltid. Når de imidlertid omdannes til et av de tusener av kjemiske produkter som vi sterkt behøver, vedlikeholdes ressursene i en meget mer verdifull form. for conversion to heat energy, is completely wrong. When these invaluable resources are converted into heat, they disappear and are lost forever. However, when they are converted into one of the thousands of chemical products that we badly need, the resources are maintained in a much more valuable form.

Det følger av dette at der må skaffes mer effektive energl-oradannelsesprosesser og -utstyr, og at der for hele jorden for enhver pris må utvikles en alternativ brenseltilførsel som ikke vil utarme våre naturlige ressurser på samme måte som ldag. It follows from this that more efficient energy production processes and equipment must be obtained, and that an alternative fuel supply must be developed for the entire earth at any cost that will not deplete our natural resources in the same way as today.

Der er betydelig enighet blant tekniske fagfolk ora at hydrogen skaffer den mest praktiske løsning på dette generelle problem. Også miljøhensyn taler i retning av å forbrenne hydrogen som et brensel, idet produktene av denne forbrenning er fullstendig rene. There is considerable agreement among technical professionals that hydrogen provides the most practical solution to this general problem. Environmental considerations also speak in favor of burning hydrogen as a fuel, as the products of this combustion are completely clean.

Dette absolutt påtrengende behov har fått den foreliggende patenthaver til å konsentrere sine anstrengelser og ressurser om å perfeksjonere en fremgangsmåte og et apparat til fremstilling av hydrogen i stor industriell målestokk og til økonomisk interes-sante kostnader.. This absolutely urgent need has caused the present patent holder to concentrate his efforts and resources on perfecting a method and an apparatus for the production of hydrogen on a large industrial scale and at economically interesting costs.

Loven om energiens konstans eller termodynamikkensThe law of the constancy of energy or thermodynamics

første hovedsetningfirst main sentence

Det er kjent at der foreligger mange slags energi, f.eks. varmeenergi, stråleenergi (lysenergi) og mekanisk, elektrisk og magnetisk arbeid. . Fra loven om energiens konstana er det videre kjent at energi hverken kan skapes eller ødelegges ved den type fysiske og kjemiske prosesser som vil bli beskrevet nedenfor. Hvis en fastlagt mengde energi i en bestemt form forsvinner, er det videre kjent at en tilsvarende mengde energi dannes i annen form. Varmeenergi betraktes ofte som en spesiell klasse energi adskilt fra alle andre former for energi, idet forsøk har vist at varme ikke (alltid) kan omdannes fullstendig til andre former for energi. It is known that there are many types of energy, e.g. thermal energy, radiant energy (light energy) and mechanical, electrical and magnetic work. . From the law of the constancy of energy, it is further known that energy can neither be created nor destroyed by the type of physical and chemical processes that will be described below. If a fixed amount of energy in a specific form disappears, it is further known that a corresponding amount of energy is formed in another form. Heat energy is often considered a special class of energy separate from all other forms of energy, as experiments have shown that heat cannot (always) be completely converted into other forms of energy.

Dette forhold står ikke i motsetning til loven om energiens konstana, idet denne lov bare sier at så sant varme faktisk omdannes til en annen form for energi, oppstår der en tilsvarende mengde av denne energiform l This relationship does not contradict the law of the constancy of energy, as this law only states that if heat is actually converted into another form of energy, a corresponding amount of this form of energy is produced.

Fordi den foreliggende oppfinnelse så sterkt angår visse grunnleggende naturlover, vil disse bli behandlet hver for seg Because the present invention so strongly concerns certain fundamental laws of nature, these will be dealt with separately

etterhvert som det passer. Når det er hensiktsmessig eller relevant, vil ikke bare den termodynamiske lov som det er tale om, bli angitt, men der vil også bli satt inn ligninger som har forbindelse med hva som behandles på vedkommende sted. as and when it suits. When it is appropriate or relevant, not only will the thermodynamic law in question be stated, but equations will also be inserted that have a connection with what is being treated at the place in question.

Når der henvises til et termodynamisk system, er det meningen at dette skal omfatte et hvilket som helst av ett eller flere stoffer som betraktes. 1 mol av en bestemt gass under bestemte betingelser med hensyn til volum, trykk og temperatur kan f.eks. When reference is made to a thermodynamic system, it is intended to include any one or more substances under consideration. 1 mol of a certain gas under certain conditions with regard to volume, pressure and temperature can e.g.

anses som et system. En bestemt mengde vann ved en bestemt temperatur og et bestemt trykk kan være et system, og det samme kan en kjent mengde fast jern sammen med en kjent mengde oksygengass ved 25°C og 1 atm. considered as a system. A certain amount of water at a certain temperature and pressure can be a system, as can a known amount of solid iron together with a known amount of oxygen gas at 25°C and 1 atm.

Omgivelsene består av alt utenfor systemet som betraktes. Spesielt siktes det til det miljø som på. en eller annen måte på-virkes av de forandringer som finner sted i systemet. Et lukket systera utveksler ikke stoff med sine omgivelser, men kan utveksle energi.i en eller annen form, f.eks. varme. Et isolert system utveksler hverken stoff eller energi med sine omgivelser.. The environment consists of everything outside the system that is considered. In particular, it is aimed at the environment that on in one way or another is affected by the changes that take place in the system. A closed systera does not exchange matter with its surroundings, but can exchange energy in one form or another, e.g. heat. An isolated system exchanges neither matter nor energy with its surroundings.

Når et system angis å være i en bestemt tilstand, sies systemet å være fullt beskrevet, og alle relevante betingelser vil da vare angitt. Hvis f.eks. systemet er en ideell gass, er dets tilstand fastlagt av tre av de følgende egenskaper: Temperatur T, trykk P, volum v og antall mol N. Den fjerde egenskap kan utledes av tilstandsligningen for ideelle gasser eller av Van der Waals' tilstandsligning (P + ^y) (V-b)°RT for en mol av en hvilken som When a system is stated to be in a certain state, the system is said to be fully described, and all relevant conditions will then be stated. If e.g. system is an ideal gas, its state is determined by three of the following properties: temperature T, pressure P, volume v and number of moles N. The fourth property can be derived from the equation of state for ideal gases or from Van der Waals' equation of state (P + ^y) (V-b)°RT for one mole of which which

v helst gass. v preferably gas.

For et system som består av et bestemt antall mol av en væske eller et rent fast stoff, er temperaturen og trykket vanligvis tilstrekkelig til fullstendig å beskrive tilstanden av et stabilt systera, dvs. ét system i likevekt; Hvis vi' derfor betrakter 1 mol væskeformet vann ved 20°C under et samlet trykk på 1 atm, kan det fra tabeller over fysiske konstanter finnes at massetett-heten er 1,0 g/cm<3>, og derav kan man finne at 1 mol (18,0 g) vaeskeformet HjO inntar et volum på 18,0 cm<3>. For a system consisting of a certain number of moles of a liquid or a pure solid, the temperature and pressure are usually sufficient to completely describe the state of a stable system, i.e. a system in equilibrium; If we therefore consider 1 mol of liquid water at 20°C under a total pressure of 1 atm, it can be found from tables of physical constants that the mass density is 1.0 g/cm<3>, and from this it can be found that 1 mol (18.0 g) of liquid HjO occupies a volume of 18.0 cm<3>.

For faste stoffer foreligger den mulighet at forskjellige krystallinske modifikasjoner kan eksistere på ubestemt tid, selv om bare én form er stabil. I dette tilfelle må krystallformen For solids, the possibility exists that different crystalline modifications can exist indefinitely, even if only one form is stable. In this case, the crystal form must

også angis.also indicated.

Kår systemet er en blanding av to eller flere stoffer i likevekt/vil endelig mengden av hvert stoff som er tilstede, If the system is a mixture of two or more substances in equilibrium/will the amount of each substance present,

også bli angitt sammen med temperatur og trykk.also be indicated together with temperature and pressure.

For å resymere: Tilstanden av et.termodynamisk system i den foreliggende fremstilling vil være fastlagt når følgende angis: To summarize: The state of a thermodynamic system in the present formulation will be determined when the following is stated:

1) Alle de stoffer som systemet består av.1) All the substances of which the system consists.

2) Piengden og den fysikalske tilstand (gass, væske, fast stoff og eventuelt krystallform) av hvert av stoffene. 2) The concentration and physical state (gas, liquid, solid and possibly crystal form) of each of the substances.

3) Temperaturen og trykket av systemet.3) The temperature and pressure of the system.

Omdannelse av et system betegner en hvilken som helst prosess som fører til at systemet går fra en bestemt utgangstilstand til en bestemt angitt sluttilstand. En hvilken som helst kjemisk reaksjon utgjør en omdannelse av systemet. Utgangstilstanden av systemet består av reåksjon&bestanddélene, og sluttilstanden ut-gjøres av produktet. Transformation of a system denotes any process that causes the system to go from a particular initial state to a particular specified final state. Any chemical reaction constitutes a transformation of the system. The initial state of the system consists of the reaction & constituents, and the final state is made up of the product.

Entalpi Enthalpy

Entalpi er det begrep3om betegner den varme som utveksles ved omdannelser ved konstant trykk. Dette begrep forekommer i termodynamikkens første hovedsetning, nærmere bestemt som den varme som utveksles mellom systemet og dets omgivelser. Enthalpy is the term used to describe the heat that is exchanged during transformations at constant pressure. This term occurs in the first law of thermodynamics, more precisely as the heat exchanged between the system and its surroundings.

.En omdannelse ved konstant trykk P,,hvor der ikke utføres noe arbeid bortsett fra det uunngåelige trykk/voluar-arbeid, er .A transformation at constant pressure P,,where no work is done apart from the inevitable pressure/voluar work, is

w = -PAV. For slike omdannelser kan den første hovedsetning AE = q + w skrives w = -PAV. For such transformations, the first main theorem AE = q + w can be written

■A-E = q - PAV, hvor P «= konstant.■A-E = q - PAV, where P «= constant.

Da P alltid er en positiv størrelse, har uttrykket PAV negativt fortegn hvis arbeidet utføres av omgivelsene på systemet (systemet trekker seg sammen når AV V - V , hvor indeksene s og b står for henholdsvis slutt og begynnelse, er negativ), bg har et positivt fortegn når arbeidet utøves av systemet på omgivelsene (systemet utvider seg når AV = V - V er positiv). Den utvekslede varme-so As P is always a positive quantity, the expression PAV has a negative sign if work is done by the system's surroundings (the system contracts when AV V - V , where the indices s and b stand for end and beginning respectively, is negative), bg has a positive sign when work is done by the system on its surroundings (the system expands when AV = V - V is positive). The exchanged heat-so

mengde q er rett og slett varmemengden for omdannelse ved konstant trykk, og denne kalles omdannelsens entalpi-endring AH. For enhver omdannelse ved konstant trykk hvor der bare forkommer trykk/volura-arbeid, kan den første hovedsetning således skrives slik: quantity q is simply the amount of heat for conversion at constant pressure, and this is called the enthalpy change AH of the conversion. For any conversion at constant pressure where only pressure/volura work occurs, the first main theorem can thus be written as follows:

Termokjexal Terrcokjerai er den betegnelse sota benyttes for å beskrive det kvantitative studium av entalpi-endringer (varmeendringer) som følger med kjemiske reaksjoner. De kvantitative entalpiforhold som termokjemién beskjeftiger seg med, er basert pa loven om energiens konstans og er gyldige for en hvilken som helst kjemisk endring som betraktes uavhengig av den strukturelle tolkning av selve den kjemiske forandring. Termokjemiske data er kontinuerlig blitt anvendt for å bidra til a fastlegge de mest betydningsfulle . av de observerte energifaktorer og for å sjekke gyldigheten av ekstrapoleringer av dem. Termokjexal Terrcokjerai is the term used to describe the quantitative study of enthalpy changes (heat changes) that accompany chemical reactions. The quantitative enthalpy relationships that thermochemistry deals with are based on the law of the constancy of energy and are valid for any chemical change considered regardless of the structural interpretation of the chemical change itself. Thermochemical data have continuously been used to help determine the most significant. of the observed energy factors and to check the validity of extrapolations thereof.

Under reaksjonen kan temperaturen av systemet øke eller avta, og det samme gjelder trykket, men disse endringer vil ikke påvirke verdiene av aH som er entalpiendringen av reaksjonen når systemet, dvs. produktene, har nådd sin endelige tilstand, dvs. har kommet tilbake til temperaturen og trykket i henhold til During the reaction, the temperature of the system may increase or decrease, and the same applies to the pressure, but these changes will not affect the values of aH which is the enthalpy change of the reaction when the system, i.e. the products, has reached its final state, i.e. has returned to the temperature and the pressure according to

systemets begynnelsestilstand. Det vil således bemerkes at entalpien av et system er en termodynamisk funksjon (funksjon av en tilstand), the initial state of the system. It will thus be noted that the enthalpy of a system is a thermodynamic function (function of a state),

slik at den entalpi av ét system som følger med reaksjonen AH «= Hs - nfa, er uavhengig av eventuelle mellomtilstander. so that the enthalpy of one system that follows the reaction AH «= Hs - nfa is independent of any intermediate states.

Hår det ikke angår ligningen, vil den fysiske tilstand, temperaturen og trykket av.hyer av reaksjonsbestanddelene og produktene i en termokjemisk reaksjon uttrykkes som normaltilstand. As far as the equation is concerned, the physical state, temperature and pressure of the reaction components and products in a thermochemical reaction will be expressed as normal state.

En hvilken som helst entalpiandring som omhandler stoffer i sin normaltilstand, vil da bli kalt en nprmalentalpiendring ved den angitte temperatur og betegnes somAH°. Any enthalpy change that deals with substances in their normal state will then be called an nprmale enthalpy change at the specified temperature and denoted as ΔH°.

Atbmiseringsentalpi (AHatont£S^Enthalpy of Atbmization (AHatont£S^

Atomiseringsentalpien er den energi som kreves ved omdannelse av, 1 mol av et stoff til gassatomer ved samme temperatur og trykk. Energi er alltid nødvendig for omdannelse av et hvilket som helst stoff, enten det er fast, i væskeform eller i gassforro, til gassatomer, og atomiseringsentalpien 6KatoxniS er derfor alltid positiv (dvs. at varme absorberes aV systemet). The atomization enthalpy is the energy required when converting 1 mol of a substance into gas atoms at the same temperature and pressure. Energy is always required for the transformation of any substance, whether it is solid, liquid or gaseous, into gas atoms, and the atomisation enthalpy 6KatoxniS is therefore always positive (ie heat is absorbed by the system).

£U$6p;aiasjonsentalpi (ARdlfJp)£U$6p;ation enthalpy (ARdlfJp)

penne betegnelse benyttes for å angi den energi som det er tale orn ved dissosiasjon av et gassformet kovalent molekyl til dets enkelte gassatomer ved samme temperatur og trykk som i det opp- penne designation is used to indicate the energy that is released during the dissociation of a gaseous covalent molecule into its individual gas atoms at the same temperature and pressure as in the

rinnelige molekyl. For de elementer som ved 25°C og 1 atm foreligger som to-atomi8ke gassrcolekyler, er dissoslasjonsentalplen den samme som atomiseringsentalpien som er angitt i publiserte tabeller. liquid molecules. For those elements that exist as diatomic gas molecules at 25°C and 1 atm, the dissociation enthalpy is the same as the atomization enthalpy given in published tables.

Ioniseringsentalpi (AH..„)Ionization enthalpy (AH..„)

ion 13ion 13

Som kjent må energi alltid tilføres for fjerning av et elektron fra et gassatom for å danne dets monopositive gass-ion, og en enda større energimengde må tilføres for å fjerne ett eller flere ytterligere elektroner fra det monopositive gass-ion. Entalpiendringen AH for fjerning av et elektron fra enten et nøytralt atom eller et positivt ion har derfor alltid en positiv verdi. As is known, energy must always be supplied to remove an electron from a gas atom to form its monopositive gas ion, and an even greater amount of energy must be supplied to remove one or more additional electrons from the monopositive gas ion. The enthalpy change AH for the removal of an electron from either a neutral atom or a positive ion therefore always has a positive value.

AH^on^sfor et gassatom for dannelse av et positivt gass-ion kalles ioniseringsenergien. Omvendt er den entalpiendring som følger med den prosess at et gassatom opptar et elektron for å danne.et mononegativt gass-ion, rett og slett elektronaffiniteten av elementet. AH^on^for a gas atom to form a positive gas ion is called the ionization energy. Conversely, the enthalpy change accompanying the process of a gas atom gaining an electron to form a mononegative gas ion is simply the electron affinity of the element.

Vanligvis blir verdiene for ioniseringsenergiene og elektron-aff initetene av elementene angitt for prosessen ved 25°C og 1 atm selv om slike reaksjoner i praksis ikke finner sted under disse betingelser. Usually, the values for the ionization energies and electron affinities of the elements are given for the process at 25°C and 1 atm, although in practice such reactions do not take place under these conditions.

Smelteentalp<i>(AK ^X-,' fordampningsentalpi (AHfor<d>) og sub! jUaer i ngsen tal pi (ABsubj) Melting enthalpy<i>(AK ^X-,' vaporization enthalpy (AHfor<d>) and sub! jUaer in ngsen number pi (ABsubj)

Disse betegnelser angir den energi som er forbundet med omdannelse av 1 mol av henholdsvis et fast stoff til en væske, en væske til en damp og ét fast stoff til en damp. Igjen skal både reaksjonsbestanddelene og produktet av omdannelsen ha samme temperatur og trykk i These designations indicate the energy associated with the conversion of 1 mol of a solid into a liquid, a liquid into a vapor and a solid into a vapor, respectively. Again, both the reaction components and the product of the conversion must be at the same temperature and pressure

Energi er alltid nødvendig for å omdanne et fast stoff til en væske eller en damp og en væske til en damp ved samme temperatur. Energy is always required to convert a solid into a liquid or a vapor and a liquid into a vapor at the same temperature.

ÅHsmel'ABsublogAHforder derfor alltAd P°sitlve«ÅHsmel'ABsublogAH therefore requires alltAd P°sitlve«

Hvis en bestemt mengde varmeenergi er nødvendig for å smelte 1 mol av et fast stoff eller fordampe 1 mol av en væske, vil den samme varmemengde frigjøres når væsken stivner eller gassen for-. tettes. Stivningsvarroen av et stoff er derfor lik dets smeltevarme, men mea et minustegn, og pa lignende mate er rortetmngsvarmen av en gass lik fordampningsvarmen, men med et minustegn. If a certain amount of heat energy is required to melt 1 mole of a solid or vaporize 1 mole of a liquid, the same amount of heat will be released when the liquid solidifies or the gas evaporates. closes. The heat of solidification of a substance is therefore equal to its heat of fusion, but with a minus sign, and in a similar way the heat of fusion of a gas is equal to the heat of vaporization, but with a minus sign.

Normal dannelsesentalpi (Af,°aann^Normal enthalpy of formation (Af,°aann^

Den normale dannelsesentalpi for en forbindelse er definert som den varme som er forbundet med den reaksjon hvor 1 mol av forbindelsen dannes fra sine elementer, når hvert element opprinnelig er i normaltilstand og på samme temperatur som den dannede forbindelse. For alle elementer, i sin standardtilstand settes dannelsesvarmen konvensjonelt lik null. Den normale dannelsesentalpi AH°dann av forbindelser er vanligvis gitt ved 25°C, og denne kon-vensjon vil derfor følges. The normal enthalpy of formation for a compound is defined as the heat associated with the reaction where 1 mole of the compound is formed from its elements, when each element is initially in its normal state and at the same temperature as the formed compound. For all elements, in their standard state, the heat of formation is conventionally set equal to zero. The normal enthalpy of formation AH°formation of compounds is usually given at 25°C, and this convention will therefore be followed.

Normalt har en forbindelse med dannelsesvarmenAH<0>, ikke dann Normally has a connection with the heat of formationAH<0>, not dann

evne til å dekomponeres til siné elementer, dvs. den er stabil mot slik dekomponering. Hvis på den annen side iH0^ har en rimelig stor positiv verdi, er forbindelsen tilbøyelig til å dekomponere spontant til sine elementer ved værelsetemperatur. ability to be decomposed into its elements, i.e. it is stable against such decomposition. If, on the other hand, iH0^ has a reasonably large positive value, the compound is apt to decompose spontaneously into its elements at room temperature.

Variasjon av entalpien med temperaturen Variation of the enthalpy with temperature

Entalpien H for et system under konstant trykk øker alltid med temperaturen som vist ved følgende betraktninger. For et hvilket The enthalpy H for a system under constant pressure always increases with temperature as shown by the following considerations. For a which

som helst system som underkastes en omdannelse ved konstant trykkbg bare innbefatter trykk/volum-arbeid, har man forholdet AE » AH-PAH Den indre energi av ét system er direkte proporsjonal med dets temperatur, slik at en økning av temperaturen betyr at AE er positiv. any system that undergoes a transformation at constant pressure bg only involves pressure/volume work, one has the relationship AE » AH-PAH The internal energy of a system is directly proportional to its temperature, so that an increase in temperature means that AE is positive .

Da de fleste systemer ekspanderer når temperaturen øker, er PAV positiv,bg man kan slutte at en økning av temperaturen medfører en økning i entalpien av systemet (AH er positiv), dvs. H er større enn H^. As most systems expand when the temperature increases, PAV is positive, bg one can conclude that an increase in temperature leads to an increase in the enthalpy of the system (AH is positive), i.e. H is greater than H^.

Den molare varmekapasitet av ét stoff ved konstant trykk, C^, ér den spesifikke varmemengde som kreves for å øke temperaturen av The molar heat capacity of a substance at constant pressure, C^, is the specific amount of heat required to raise the temperature of

1 mol av stoffet med 1 grad. For et system som består av rene stoffer 1 mole of the substance with 1 degree. For a system consisting of pure substances

står derfor verdien AH i forhold til varmekapasiteten Cp gjennom uttrykket AH C AT, hvor AT «= T„ T.. I dette uttrykk antas C the value AH is therefore related to the heat capacity Cp through the expression AH C AT, where AT «= T„ T.. In this expression, C is assumed

P 8O. p å ha en konstant verdi innenfor det betraktede temperaturområde P8O. p to have a constant value within the considered temperature range

T. - T . I virkeligheten er varmekapasiteten C for faste og væske-DS P T. - T . In reality, the heat capacity C for solid and liquid DS is P

formede stoffer ved konstant trykk nesten uavhengig av temperaturen så sant temperaturområdet ikke er altfor vidt. For gasser vil shaped substances at constant pressure almost regardless of temperature as long as the temperature range is not too wide. Because gases will

imidlertid Cp variere betydelig. Verdien av CD er vel kjent for mange stoffer. however, Cp vary significantly. The value of CD is well known for many substances.

For alle stoffer følger økningen av entalpien med økende temperatur et lignende mønster som for HjO, selv om verdiene for de For all substances, the increase in enthalpy with increasing temperature follows a similar pattern as for HjO, although the values for the

relative entalpier av forskjellige 3toffer ved samme temperatur naturligvis kan variere betydelig, spesielt da smelte- og koke-punktene kan avvike så meget som 1 000 grader eller mer for forskjellige stoffer. relative enthalpies of different 3toffers at the same temperature can of course vary considerably, especially as the melting and boiling points can differ by as much as 1,000 degrees or more for different substances.

Et systems entropiEntropy of a system

Da en hvilken som helst egenskap av et system hvis endring ved reaksjon bare avhenger av begynnelses- og sluttilstanden, er en termodynamisk funksjon, kan der nå defineres en ny funksjon, nemlig.systemets entropi. Entropien betegnes med symbolet S, og Since any property of a system whose change by reaction depends only on the initial and final state is a thermodynamic function, a new function can now be defined, namely the entropy of the system. The entropy is denoted by the symbol S, and

dens endring ved en reaksjon ved konstant temperatur T er its change by a reaction at constant temperature T is

Da T alltid har en.positiv verdi, er AS positiv (dvs. systemets entropi S øker) når systemet opptar varme fra omgivelsene (q er positiv). Omvendt avtar systemets entropi S (AS er negativ) når • systemet avgir varme til omgivelsene (q er negativ). Av den ovennevnte definisjon fremgår det at entropien S av et system uttrykkes som energienheter dividert med grader absolutt temperatur. As T always has a positive value, AS is positive (ie the system's entropy S increases) when the system absorbs heat from its surroundings (q is positive). Conversely, the system's entropy S decreases (AS is negative) when • the system emits heat to the surroundings (q is negative). From the above definition it appears that the entropy S of a system is expressed as units of energy divided by degrees absolute temperature.

Da termodynamiske beregninger vanligvis bruker 1 mol som basis'for stoffmengder, uttrykkes AS ± cal/mol • K. As thermodynamic calculations usually use 1 mol as the basis for quantities of substances, AS is expressed as ± cal/mol • K.

Denne enhet kalles entropienheten (e.u.). For å uttrykke This unit is called the entropy unit (e.u). To express

ligningen the equation

i ord, vil entropiendringen AS for enhver om- in words, the entropy change AS for any re-

dannelse ved konstant temperatur være lik den varme grev som systemet utveksler med omgivelsene under reversible betingelser, dividert med den absolutte temperatur T som varmen utveksles ved. Det følger at verdien åv AS er omvendt proporsjonal med den absolutte temperatur T for samme verdi av grev« formation at constant temperature be equal to the amount of heat that the system exchanges with the surroundings under reversible conditions, divided by the absolute temperature T at which the heat is exchanged. It follows that the value of AS is inversely proportional to the absolute temperature T for the same value of count

Sammenfatningsvis kan det sies at entropien er en termodynamisk funksjon som er et mål for forstyrrelsen av systemet - en forstyrrelse som kan tenkes oppdelt i to arter, først en stilllngs-forstyrrelae, som er en forstyrrelse av raolekylanordningen, og dernest én energiforstyrrelse, som er en forstyrrelse av energifordel-ingen i forhold til de mulige fordelinger av energi mellom alle In summary, it can be said that the entropy is a thermodynamic function that is a measure of the disturbance of the system - a disturbance that can be thought of as divided into two species, first a static disturbance, which is a disturbance of the molecular arrangement, and secondly an energy disturbance, which is a disturbance of the energy distribution in relation to the possible distributions of energy between everyone

molekyler i systemet.molecules in the system.

Etterhvert som temperaturen blir lavere, avtar entropien av et hvilket som helst system, idet både stillingsforstyrrelsen og energiforstyrrelsen avtar. Ved den lavest mulige temperatur, OK, As the temperature becomes lower, the entropy of any system decreases, as both the position disorder and the energy disorder decrease. At the lowest possible temperature, OK,

anses entropien for et hvilket som helst stoff i form av et perfekt krystall, i virkeligheten å være null. the entropy of any substance in the form of a perfect crystal is considered to be zero in reality.

Et systems frie entalpiFree enthalpy of a system

Hvla Wnyttigmaks er ne9atAvt (systemet utfører arbeid), kan omdannelsen finne sted spontant. Hvis wnyt^igjnaks er P08*^^ If Wnyttigmaks is ne9atAvt (the system does work), the transformation can take place spontaneously. If wnyt^igjnaks is P08*^^

(arbeid utføres på systemet), er omdannelsen ikke spontan, og der må utøves arbeid for å utføre omdannelsen, dvs. (work is performed on the system), the transformation is not spontaneous, and work must be performed to perform the transformation, i.e.

Wnyttigmak8 rePresenterer igjen endringen av systemet ved utfør-else av nyttig arbeid ved overgang fra en angitt begynnelsestiistand til en angitt sluttilstand ved konstant temperatur og trykk. Denne evne av systemet til å utføre nyttig arbeid når det befinner seg len gitt tilstand, kalles Glbbs-energi, og betegnes som G. Wnyttigmak8 rePresents the change of the system when performing useful work during transition from a specified initial state to a specified final state at constant temperature and pressure. This ability of the system to perform useful work when it is in a given state is called Glbbs energy, and is denoted as G.

Disse uttrykk angir at når ét system ved konstant temperatur og trykk går over fra en angitt begynnelsestiistand til en angitt sluttilstand, er endringen av systemets frie entalpi (Gibbs-energi) ( AG « Gs - Gfe) lik det maksimale nyttige arbeid som er forbundet med omdannelsen. Hvis derfor wnyttigmakserP°sitivt (arbeid utføres på systemet), øker den frie entalpi av systemet ved omdannelsen (AG er positiv). Hvis omvendt ^yttigmaVs er negativt (systemet utfører arbeid), vil den frie entalpi av systemet avta (AG er negativ). These expressions indicate that when a system at constant temperature and pressure passes from a specified initial state to a specified final state, the change in the system's free enthalpy (Gibbs energy) ( AG « Gs - Gfe) is equal to the maximum useful work associated with the transformation. If, therefore, wnyttigmaximsP°sitively (work is done on the system), the free enthalpy of the system increases during the conversion (AG is positive). Conversely, if ^yttigmaVs is negative (the system does work), the free enthalpy of the system will decrease (AG is negative).

Ved konstant temperatur og trykk er også endringen AG i den frie entalpi lik endringen i -entaifciéh AH minus produktet av den absolutte temperatur T og entropiendringen AS. At constant temperature and pressure, the change AG in the free enthalpy is also equal to the change in -entaifciéh AH minus the product of the absolute temperature T and the entropy change AS.

For også å se på de enheter som inngår i ligningen AG AH - TAS, er forholdet at hvis AH er uttrykt i cal/mol, T i K og AS i cal/mol • K, ,vil AG fremkomme i cal/mol. AG angir derfor den energimengde pr. mol som er fri til å utføre nyttig arbeid når et system går fra en angitt begynnelsestiistand til en angitt sluttilstand. To also look at the units included in the equation AG AH - TAS, the relationship is that if AH is expressed in cal/mol, T in K and AS in cal/mol • K, AG will appear in cal/mol. AG therefore indicates the amount of energy per moles that are free to do useful work when a system goes from a specified initial state to a specified final state.

AG-verdiéne for enkelte spesielle prosesser betegnes ofte ved at et forkortet navn for fremgangsmåten eller prosessen angis som en indeks etter symbolet AG på samme måte som det ovenfor er gjort for H-verdiene. Man kan f.eks. skrive AG ,, AG, .og smel rora AGdissfor * angi endringen i den frie entalpi ved henholdsvis en smelteprosess, en fordampningsprosess og en dissosiering av et molekylart stoff i dets enkelte atomer. The AG values for certain special processes are often denoted by an abbreviated name for the method or process being indicated as an index after the symbol AG in the same way as is done above for the H values. One can e.g. write AG ,, AG, .and melt rora AGdissfor * indicate the change in the free enthalpy during a melting process, an evaporation process and a dissociation of a molecular substance into its individual atoms, respectively.

Den normale frie dannelsesentalpi (AG°dann) for en forbindelse The normal free enthalpy of formation (AG°form) for a compound

Denne betegnelse benyttes for å angi den frie entalplendring som er knyttet til den reaksjon hvor en spesiell forbindelse dannes ved en viss temperatur og et visst trykk fra sine elementer i disses normaltilstand ved samme temperatur. Etter vanlige regler tildeles alle elementer 1 deres normaltilstand på dette tidspunkt en verdi av AG°dannpå nul1- This designation is used to denote the free single change that is linked to the reaction where a special compound is formed at a certain temperature and a certain pressure from its elements in their normal state at the same temperature. According to usual rules, all elements 1 their normal state at this time are assigned a value of AG°thennil1-

Innvirkninger av temperaturen på AG for enireaks jonEffects of temperature on AG for unireaction ion

Verdien av den frie entalplendring AG for en bestemt reaksjon, dvs. reaksjonens evne til å finne sted spontant, avhenger i stor utstrekning av den temperatur som reaksjonen finner sted ved. En reaksjon som er termodynamisk umulig (AG positiv) ved én viss temperatur og, et visst trykk, kan med andre ord være termodynamisk mulig (AG negativ) ved en høyere temperatur. I virkeligheten er overgangen fra en termodynamisk umulig til en termodynamisk mulig reaksjon først og fremst resultatet av virkningen av den absolutte temperatur-T på størrelsen av' energidelen TAS. The value of the free single change AG for a particular reaction, i.e. the ability of the reaction to take place spontaneously, depends to a large extent on the temperature at which the reaction takes place. In other words, a reaction that is thermodynamically impossible (AG positive) at a certain temperature and, a certain pressure, can be thermodynamically possible (AG negative) at a higher temperature. In reality, the transition from a thermodynamically impossible to a thermodynamically possible reaction is primarily the result of the effect of the absolute temperature T on the magnitude of the energy part TAS.

Det nedenstående gjelder generelt for en hvilken som helst reaksjon hvor systemets entropi øker (forstyrrelsesreaksjon) Hvis reaksjonen ikke kan finne sted spontant ved en gitt temperatur som følge av en stor: ugunstig AH (sterkt endoterm reaksjon) , vil en økning av temperaturen gjøre den gunstige TAS-faktor relativt viktigere. The following generally applies to any reaction where the entropy of the system increases (disorder reaction) If the reaction cannot take place spontaneously at a given temperature as a result of a large: unfavorable AH (strongly endothermic reaction), an increase in temperature will make it favorable TAS factor relatively more important.

Der er således alltid en viss temperatur (selv om den undertiden er ekstremt høy) hvor det gunstige TAS-ledd til slutt oppvéler det ugunstige AH-ledd slik at reaksjonen blir termodynamisk mulig. En type éndoterm reaksjon som alltid kan tilveiebringes spontant såfremt temperaturen er tilstrekkelig høy, er dissosiasjoner av stoffer (elementer og forbindelser) til deres atomer. There is thus always a certain temperature (even if it is sometimes extremely high) at which the favorable TAS link finally overcomes the unfavorable AH link so that the reaction becomes thermodynamically possible. A type of endothermic reaction that can always be produced spontaneously if the temperature is sufficiently high is the dissociation of substances (elements and compounds) into their atoms.

Ved oppdeling av et stoff i sine atomer har produktene alltid en større entropi enn utgangsstoffene, og fremgangsmåten fører alltid til en økning av entropien (AS positiv). When dividing a substance into its atoms, the products always have a greater entropy than the starting substances, and the process always leads to an increase in entropy (AS positive).

Naturligvis er en stor energimengde vanligvis nødvendig for en slik "atomiserings"-reaksjon, dvs. ARatomis har en stor positiv verdi, idet atomiseringen omfatter oppbrytning av de sterke kjemiske bindinger som binder sammen atomene i utgangsstof fet i rnolekylform, ionekrystallform eller metallform. Naturally, a large amount of energy is usually required for such an "atomization" reaction, i.e. ARatomis has a large positive value, since the atomization involves the breaking of the strong chemical bonds that bind together the atoms in the starting substance fat in rnolekyl form, ion crystal form or metal form.

Kjente fremgangsmåter til frems tilling av hydrogen fra vann Ved vanlige temperaturer kan hydrogen fortrenges fra vann ved virkningen av sterkt elektropositlve metaller eller ved elektrolyse. Hydrogen kan også fremstilles ved omsetning av hydridene av sterkt elektropositlve metaller, f.eks. LiR og CaHj, under;anvendelse Known methods for producing hydrogen from water At normal temperatures, hydrogen can be displaced from water by the action of strongly electropositive metals or by electrolysis. Hydrogen can also be produced by reacting the hydrides of highly electropositive metals, e.g. LiR and CaHj, under; use

av vann ved vanlige temperaturer. of water at ordinary temperatures.

Ved høyere temperaturer kan hydrogen fortrenges fra vann av noen få av de mindre elektropositlve metaller og noen av ikke-metallene. Skjønt noen av disse reaksjoner er egnede for laboratorie-formål, har bare én eller to av dem vært anvendt industrielt i stor målestokk. At higher temperatures, hydrogen can be displaced from water by a few of the less electropositive metals and some of the non-metals. Although some of these reactions are suitable for laboratory purposes, only one or two of them have been used industrially on a large scale.

be metaller som kan anvendes ved høyere temperaturer, dvs. magnesium, mangan, zink og jern, fortrenger ikke hydrogen fra ... be metals that can be used at higher temperatures, i.e. magnesium, manganese, zinc and iron, do not displace hydrogen from ...

vann ved værelsetemperatur, men gjør dette hvis metallene er oppvarmet og vannet har form av damp. Omsetningen av disse metaller med damp ved høye temperaturer gir hydrogengass og oksydet av metallet istedenfor hydroksydet. water at room temperature, but do this if the metals are heated and the water is in the form of steam. The reaction of these metals with steam at high temperatures produces hydrogen gas and the oxide of the metal instead of the hydroxide.

Når damp føres over oppvarmet magnesium, brenner f .eks. magnesium lysende og gir fast magnesiumoksyd og hydrogengass: When steam is passed over heated magnesium, e.g. magnesium luminescent and gives solid magnesium oxide and hydrogen gas:

og AH * -86,0 kcal/molekvivalent. Skjønt zink, jern og mangan ikke and AH * -86.0 kcal/mol equivalent. Although zinc, iron and manganese do not

reagerer så lett som magnesium, reagerer også disse metallerreact as easily as magnesium, these metals also react

med damp når de er varme og gir hydrogengass og henholdsvis zink-oksyd, jernoksyd og manganoksyd. with steam when they are hot and give hydrogen gas and respectively zinc oxide, iron oxide and manganese oxide.

Alle de ovennevnte reaksjoner ér eksoterme, og3å snart de startes, vil de derfor vanligvis produsere tilstrekkelig varme til å vedlikeholde den høye temperatur som er nødvendig for at reaksjonen skal vedlikeholde seg selv med den ønskede hastighet. All of the above reactions are exothermic and, once started, will therefore usually produce sufficient heat to maintain the high temperature necessary for the reaction to maintain itself at the desired rate.

Visse ikke-metaller, f.eks. karbon, kan også fortrenge hydrogen fra vann ved høye temperaturer, idet de gir et oksyd av ikke-metallet og hydrogengass: Certain non-metals, e.g. carbon, can also displace hydrogen from water at high temperatures, giving an oxide of the non-metal and hydrogen gas:

og AH »31,4kcal/molekvivalent. Denne reaksjon er endoterm, og det er således nødvendig å tilføre varme for å vedlikeholde reaksjonen. and AH »31.4kcal/mol equivalent. This reaction is endothermic, and it is thus necessary to add heat to maintain the reaction.

Bos' ch~ proae8senBos' ch~ proae8sen

Damp føres over glødende kull ved ca. 1000°c for å gi en blanding av hydrogen og karbonmonoksyd som kalles vanngass. Dette ér en endoterm reaksjon, og en kontinuerlig tilførsel av koks forbrukes for å vedlikeholde de temperaturer som er avgjørende for reaksjonen. Steam is passed over glowing coal at approx. 1000°c to give a mixture of hydrogen and carbon monoxide called water gas. This is an endothermic reaction, and a continuous supply of coke is consumed to maintain the temperatures that are essential for the reaction.

Det varme karbon tjener som et reduksjonsmiddel og fjerner oksygenet fra dampen. Da varme absorberes ved reaksjonen, reduseres temperaturen av koksen etterhvert som reaksjonen skrider frem, og reaksjonen vil derfor bli bremset og til slutt stanse. Koksen må deretter oppvarmes påny hvis dannelsen av vanngass skal fortsette. The hot carbon acts as a reducing agent and removes the oxygen from the steam. As heat is absorbed by the reaction, the temperature of the coke is reduced as the reaction progresses, and the reaction will therefore be slowed down and eventually stopped. The coke must then be reheated if the formation of water gas is to continue.

I praksis blir dette oppnådd ved at det endoterme trinn som utgjøres av fremstillingen av vanngass, veksler med det eksoterme trinn å gjenoppvarme koksen. Under gjenoppvarmnirigen av koksen blir denne kontinuerlig forbrukt, og brenselrestene må naturligvis fjernes og ny koks tilføres og varmes opp. Tilstrekkelig varme utvikles ved brenning av koksen til å heve temperaturen til rødglød, hvoretter koksen kan omsettes ytterligere med damp for å gi blandingen av In practice, this is achieved by the endothermic step consisting of the production of water gas alternating with the exothermic step of reheating the coke. During the reheating of the coke, this is continuously consumed, and the remaining fuel naturally has to be removed and new coke added and heated. Sufficient heat is developed by burning the coke to raise the temperature to red-hot, after which the coke can be further reacted with steam to give the mixture of

hydrogen og karbonmonoksyd. hydrogen and carbon monoxide.

En variant av Bosch-prosessen anvender petroleumhydrokarbonér istedenfor koks. Reformeringsreaksjoner mellom hydrokarboner og damp 1 nærvær av egnede katalysatorer ved høye temperaturer (110 C) frembringer en blanding av H2og CO. nydrokarbonét métan reagerer med A variant of the Bosch process uses petroleum hydrocarbons instead of coke. Reforming reactions between hydrocarbons and steam in the presence of suitable catalysts at high temperatures (110 C) produce a mixture of H2 and CO. the hydrocarbon methane reacts with

damp: steam:

og AH = +49,3 kcal/molekvivalent. Denne blanding av H2~9ass 0<? CO-gass kan anvendes som brensel. Hvis imidlertid hydrogen ~ er det and AH = +49.3 kcal/mol equivalent. This mixture of H2~9ass 0<? CO gas can be used as fuel. If, however, hydrogen ~ is

, ønskede produkt, må de to gasser separeres véd videre reaksjon av karbonmohoksydgassen med ytterligere damp ved en lavere temperatur (500 c) i nærvær av en katalysator for å gi mer hydrogengass og karbondioksydgass. Disse to gasser kan separeres ved at blandingen føres gjennom kaldt vann under høyt trykk. Karbondioksydgassen opp-løses, og hydrogengassen samles opp over vannet. , desired product, the two gases must be separated by further reaction of the carbon monoxide gas with further steam at a lower temperature (500 c) in the presence of a catalyst to give more hydrogen gas and carbon dioxide gas. These two gases can be separated by passing the mixture through cold water under high pressure. The carbon dioxide gas dissolves, and the hydrogen gas collects above the water.

Hver av de kjente fremgangsmåter til fremstilling av hydrogen eller en brénselgass som inneholder hydrogen, har en felles ulempe eller svakhet. Alle disse fremgangsmåter krever et annet forbruksmateriale i tillegg til vann for å gi hydrogenet. De rene kostnader Each of the known methods for producing hydrogen or a fuel gas containing hydrogen has a common disadvantage or weakness. All of these methods require another consumable besides water to provide the hydrogen. The pure costs

for og tilgjengeligheten av dette annet forbruksmateriale er alltid hindrende for industriell godkjennelse. for and the availability of this other consumable is always an obstacle to industrial approval.

Dessuten er alle de fremgangsmåter som muligens vil kunne utføres i stor målestokk, alle av cyklisk art og kan ikke gjennom-føres kontinuerlig, noe som gjør dem ineffektive for industriell drift i stor målestokk. Moreover, all the methods that could possibly be carried out on a large scale are all of a cyclical nature and cannot be carried out continuously, which makes them ineffective for industrial operation on a large scale.

Det er således en hovedhensikt med den foreliggende oppfinnelse å skaffe én fremgangsmåte til reaktivt å fremstille hydrogei fra vann, idet fremgangsmåten ikke oppviser de ulemper som ér forbundet med tidligere kjente fremgangsmåter. It is thus a main purpose of the present invention to provide a method for reactively producing hydrogel from water, the method not exhibiting the disadvantages associated with previously known methods.

bet er en annen hensikt med den foreliggende oppfinnelse å skaffe en_fremgangsmåte til fremstilling av hydrogen fra vann hvor bet is another purpose of the present invention to provide a method for the production of hydrogen from water where

det eneste forbruksmateriale er vann.the only consumable is water.

1 Enda en hensikt med den foreliggende oppfinnelse er å skaffe en fremgangsmåte til fremstilling av hydrogen fra vann som er meget 1 Yet another purpose of the present invention is to provide a method for producing hydrogen from water which is very

effektiv. efficient.

Ytterligere en hensikt med den foreliggende fremgangsmåte er å skaffe én fremgangsmåte til å fremstille hydrogen fra vann på hovedsakelig kontinuerlig måte. A further object of the present method is to provide one method for producing hydrogen from water in a substantially continuous manner.

Det er enda en hensikt med den foreliggende "oppfinnelse å skaffe ét apparat til utførelse av fremgangsmåten. It is a further object of the present invention to provide an apparatus for carrying out the method.

Den foreliggende oppfinnelse omfatter en fremgangsmåte tii fremstilling av hydrogen ved at damp føres over et reaksjonsmiddel, The present invention comprises a method for the production of hydrogen by passing steam over a reaction medium,

f.eks. oppvarmet jern som omdanne8 til jernoksyd under fremstilling av hydrogen. Tidligere kjente fremgangsmåter til omdannelse av jem-oksydet tilbake til sin opprinnelige form (rekondisjonering) har e.g. heated iron which converts to iron oxide while producing hydrogen. Previously known methods for converting the jem oxide back to its original form (reconditioning) have

alltid gått. ut på og går fortsatt ut på å redusere jernoksydet roed en eller annen form for karbon. always gone. was and still is to reduce the iron oxide to some form of carbon.

Dette karbon kan foreligge i form av kull, lignitt, koks, hydrokarboner etc, og reduksjonen krever ekstremt høye varmemengder og trykk for å tillate jernet å anvendes påny for fremstilling av This carbon can be in the form of coal, lignite, coke, hydrocarbons etc, and the reduction requires extremely high amounts of heat and pressure to allow the iron to be reused for the production of

hydrogen som tidligere. Denne fremgangsmåte forbyr seg selv fordi innføring av karbon til jernet under de angitte betingelser i virkeligheten starter en hydrogen as before. This method prohibits itself because the introduction of carbon to the iron under the stated conditions actually starts a

annen reaksjon som er forbundet med en omdannelse av rent jern til en karbonstållegering som ikke er helt tilfredsstillende for fremstilling av hydrogen. Hver produksjons- og rekondisjonerings-cyklus another reaction which is connected with a conversion of pure iron into a carbon steel alloy which is not entirely satisfactory for the production of hydrogen. Each production and reconditioning cycle

fører til mer karbon i stålet inntil jernroassen til slutt er omdannet til et forurenset høykarbonstål som er uakseptabelt som reaksjonsmiddel for damp/jern-fremstilling av hydrogen. leads to more carbon in the steel until the iron dross is finally converted into a contaminated high carbon steel which is unacceptable as a reactant for steam/iron production of hydrogen.

Kullet, lignitten, koksen og hydrokarbonet som anvendes som karbonmaterlale, innfører andre forurensninger som er uakseptable. The coal, lignite, coke and hydrocarbon used as carbon material introduce other pollutants which are unacceptable.

Det er derfor en annen hovedhensikt med den foreliggende oppfinnelse å skaffe en fremgangsmåte til fremstilling av hydrogen fra vann, hvor reaksjonsmiddelet kan rekondisjoneres uten forurensning It is therefore another main purpose of the present invention to provide a method for producing hydrogen from water, where the reactant can be reconditioned without contamination

Det er en ytterligere hensikt med den foreliggende oppfinnelse å skaffe en fremgangsmåte til ikke-forurensende rekondisjonering av It is a further purpose of the present invention to provide a method for the non-polluting reconditioning of

et reaksjonsmiddel som anvendes ved fremstilling av hydrogen fra vann. a reagent used in the production of hydrogen from water.

Enda en hensikt med den foreliggende oppfinnelse er å skaffe et apparat til regenerering av et reaksjonsmiddel som anvendes ved fremstilling av hydrogen fra vann. Another purpose of the present invention is to provide an apparatus for regenerating a reaction agent used in the production of hydrogen from water.

Det er enda en videre hensikt med den foreliggende oppfinnelse There is yet another further object of the present invention

skaffe en fremgangsmåte og et apparat til å omdanne et metalloksyd til det tilsvarende metall eller til et lavere oksyd uten anvendelse av forurensende materialer. provide a method and apparatus for converting a metal oxide to the corresponding metal or to a lower oxide without the use of polluting materials.

Kort redegjørelse for oppfinnelsenBrief description of the invention

I overensstemmelse med de foran nevnte hensikter er der skaffet en fremgangsmåte til reaktiv fremstilling av hydrogen fra vann ved en fortréngningsreaksjon (by dispiacement) med etterfølgende regenerering] av reaksjonsmiddelet, omfattende å skaffe et reaksjonsmiddel bestående av et metall som er istand til eksotermisk å fortrenge hydrogen fra vann for å danne et oksyd av metallet,'hvilket rcetalloksyd er is tand til å dissosiere eller d i spropors jonere spontant i fravær av fritt oksygen, å oppvarme det nevnte reaksjonsmiddel til en temperatur hvor det vil fortrenge hydrogen fra vann, kontinuerlig In accordance with the aforementioned purposes, a method has been provided for the reactive production of hydrogen from water by a displacement reaction (by dispiacement) with subsequent regeneration] of the reactant, comprising providing a reactant consisting of a metal which is capable of exothermically displacing hydrogen from water to form an oxide of the metal,'which rcetal oxide is capable of dissociating or disproportioning spontaneously in the absence of free oxygen, heating said reactant to a temperature at which it will displace hydrogen from water, continuously

å føre damp over reaksjonsmiddelet, hvorved metalloksydet og hydrogen dannes eksotermisk, kontinuerlig å fjerne hydrogenet og å overvåke passing steam over the reactant, whereby the metal oxide and hydrogen are formed exothermically, continuously removing the hydrogen and monitoring

reaksjonsmiddelet for å fastslå når mengden av reaksjonsmiddel som er omdannet til metalloksyd, når en på forhånd fastlagt prosentuell andel. Fremstillingen av hydrogen stanses og temperaturen av reaksjonsmiddelet heves til den temperatur hvor metalloksydet dissosierer the reactant to determine when the amount of reactant converted to metal oxide reaches a predetermined percentage. The production of hydrogen is stopped and the temperature of the reaction medium is raised to the temperature at which the metal oxide dissociates

eller disproporsjoherer for på denne måte å danne metallet og oksygen. or disproportions to thus form the metal and oxygen.

Oksygenet fjernes stadig, og reaksjonsmiddelet overvåkes for fastleggelse av når metalloksydet er fullstendig omdannet tilbake til metallet. Fjerning åv oksygenet kan utføres ved hjelp av en strøm av damp eller en del av hydrogenet. Trinnene til fremstilling av hydrogen og rekondisjonering av reaksjonsmiddelet blir deretter gjentatt vekselvis. Metallreaksjonsmiddelet ar fortrinnsvis jern, mangan eller legeringer av jern, og mangan eller lavere oksyder av disse metaller. Reaksjonsmiddelet foreligger fortrinnsvis i form av The oxygen is constantly removed, and the reactant is monitored to determine when the metal oxide has been completely converted back to the metal. Removal of the oxygen can be carried out using a stream of steam or part of the hydrogen. The steps of producing hydrogen and reconditioning the reactant are then repeated alternately. The metal reactant is preferably iron, manganese or alloys of iron, and manganese or lower oxides of these metals. The reaction agent is preferably in the form of

skiver, spon, perler eller en kontinuerlig tråd eller et bånd, men slices, shavings, beads or a continuous thread or ribbon, but

det kan også ha form av et pulver eller et nett vevd av fin tråd. Når der anvendes en tråd eller et bånd, blir ohmsk oppvarmning for-trinhsvis anvendt for til å begynne med å heve temperaturen av reaksjonsmiddelet. Rår der anvendes en findelt form, blir en hvilken som helst kjent oppvarroningsinnretning brukt for til å begynne med å heve temperaturen til det ønskede nivå. Innretningen kan omfatte et elektrisk varmeelement innleiret i reaksjonsmiddelmassen. Overvåk-nlngen av reaksjonsmiddelet kan utføres ved måling av den elektriske motstand og sammenligning av avlesningen med den kjente motstand av det rene metall, metalloksydet og kombinasjoner av metall og metalloksyd, idet denne sammenligning utføres av kjente mekaniske og/eller elektroniske måle-, og regheinnretninger. it may also take the form of a powder or a net woven of fine thread. When a wire or ribbon is used, ohmic heating is preferably used to initially raise the temperature of the reactant. Where a finely divided form is used, any known heating device is used to initially raise the temperature to the desired level. The device may comprise an electric heating element embedded in the reactant mass. The monitoring of the reactant can be carried out by measuring the electrical resistance and comparing the reading with the known resistance of the pure metal, the metal oxide and combinations of metal and metal oxide, this comparison being carried out by known mechanical and/or electronic measuring and control devices .

I den foretrukne utførelsesform av den foreliggende oppfinnelse blir fremstillingen av hydrogen og rekondisjoneringen av reaksjonsmiddelet utført hovedsakelig kontinuerlig ved at der skaffes flere reaksjonskarare som hvert inneholder et reaksjonsmiddel, og at hydrogen-frenistillingstrinnene utføres i halvparten av reaks jonskaxnrene samtidig som reaksjonsmiddelet regenereres i den annen halvpart av reaksjonskamrene. Når hydrogenfremstillingen og rekondisjoneringen utføres vekselvis, vil således halvparten av reaksjons kamrene vaare i bruk for fremstilling av hydrogen og den annen halvpart for regenerering av reaksjonsmiddelet. Ved anordning av egnede fordelingsinnretninger og styreinnretninger vil den samlede drift av fremgangsmåten og apparatet være en i det vesentlige kontinuerlig fremstilling av hydrogen. In the preferred embodiment of the present invention, the production of hydrogen and the reconditioning of the reactant are carried out mainly continuously by providing several reaction vessels each containing a reactant, and that the hydrogen freeing steps are carried out in half of the reactant vessels at the same time as the reactant is regenerated in the other half of the reaction chambers. When hydrogen production and reconditioning are carried out alternately, half of the reaction chambers will thus be in use for the production of hydrogen and the other half for regeneration of the reaction medium. With the arrangement of suitable distribution devices and control devices, the overall operation of the method and the apparatus will be an essentially continuous production of hydrogen.

N& rmere forklaring på oppfin nelsenFurther explanation of the invention

Den foreliggende oppfinnelse vil fremgå bedre og ytterligere hensikter og trekk bli åpenbare fra den etterfølgende nærmere forr klaring på oppfinnelsen. Herunder vil der bli henvist til tegningen med følgende figurer: Flg. 1 er et entalpidia<g>rara for reaksjonen mellom jern og damp for dannelse av hydrogen og jernoksyd. Fig. I er©t ekspandert perspektivriss av apparatet ifølge en utførelsesform av oppfinnelsen med enkelte deler skåret bort for tydelighets skyld. Fig. 3 er et skjematisk riss av hydrogenstrømmen gjennom The present invention will appear better and further purposes and features will become obvious from the following detailed explanation of the invention. Below, reference will be made to the drawing with the following figures: Flg. 1 is an enthalpy for the reaction between iron and steam to form hydrogen and iron oxide. Fig. I is an expanded perspective view of the apparatus according to an embodiment of the invention with some parts cut away for the sake of clarity. Fig. 3 is a schematic view of the hydrogen flow through

apparatet på fig. 2. the device in fig. 2.

Fig. 4 er et skjematisk riss av damp/vann-systeraet i apparatet Fig. 4 is a schematic diagram of the steam/water system in the apparatus

på fig. 2.on fig. 2.

Flg. 5 er et horisontalsnitt gjennom et apparat Ifølge en annen utførolsesform av oppfinnelsen med enkelte deler skåret bort for tydelighets skyld. Fig. 6 er et ekspandert perspektivriss av det elektriske system i apparatet på fig. 5. Fig. 7 er et ekspandert perspektivriss av et apparat ifølge en annen utførelsesform av oppfinnelsen med enkelte deler skåret bort for oversiktens skyld. Fig. 8 er et perspektivriss av apparatet på fig. 7, delvis med strekpunkterte linjer. Fig. 9 er et skjematisk riss av prosesstrømmen gjennom apparatet pfi. fig. 7 når det arbeider i henhold til en første arbeidsmåte. Fig. 10 er et skjematisk riss av prosesstrømmen gjennom apparatet på fig. 7 når det arbeider etter en annen arbeidsmåte. Fig. 11 er et,skjematisk riss av prosesstrømmen gjennom apparatet på fig. 7 når det arbeider etter enda én annen leverings-måte. Follow 5 is a horizontal section through an apparatus according to another embodiment of the invention with certain parts cut away for clarity. Fig. 6 is an expanded perspective view of the electrical system in the apparatus of fig. 5. Fig. 7 is an expanded perspective view of an apparatus according to another embodiment of the invention with certain parts cut away for the sake of overview. Fig. 8 is a perspective view of the apparatus in fig. 7, partly with dotted lines. Fig. 9 is a schematic view of the process flow through the apparatus pfi. fig. 7 when it works according to a first mode of operation. Fig. 10 is a schematic view of the process flow through the apparatus of fig. 7 when it works according to a different method of working. Fig. 11 is a schematic view of the process flow through the apparatus of fig. 7 when it works according to yet another delivery method.

/ /

Fig. 12 er et grunnriss av den ledeventil som anvendes i apparatet på fig.?7, med ikke synlige konturer vist stiplet for tydelighets skyld. Fig. 13 er et oppriss av ventilen på fig. 12 med ikke synlige konturer vist stiplet for tydelighets skyld. Fig. 14 er et oppriss av rotoren i ventilen på fig. 12. Fig. 15 er et grunnriss av rotoren på fig..14". Fig. 16 er et oppriss, delvis i snitt, av en styreventil som Fig. 12 is a plan of the guide valve used in the apparatus of Fig. 7, with non-visible contours shown dashed for clarity. Fig. 13 is an elevation of the valve in fig. 12 with non-visible contours shown dashed for clarity. Fig. 14 is an elevation of the rotor in the valve in fig. 12. Fig. 15 is a plan view of the rotor in Fig. 14". Fig. 16 is an elevation view, partially in section, of a control valve which

anvendes i apparatet på fig. 7.is used in the apparatus in fig. 7.

Fig. 17 er et oppriss av ventilen pS fig. 16 med ikke synlige konturer vist stiplet for tydelighets skyld. Fig. 18 er et tverrsnitt gjennom styreventilen etter linjen 18- 18 på fig. 17. Fig. 19 er et tverrsnitt gjennom styreventilen etter linjen 19- 19 på fig. 16. Fig. 17 is an elevation of the valve pS fig. 16 with non-visible contours shown dashed for clarity. Fig. 18 is a cross-section through the control valve along the line 18-18 in fig. 17. Fig. 19 is a cross-section through the control valve along the line 19-19 in fig. 16.

Før der detaljert gås inn på fremgangsmåten og apparatet ifølge den foreliggende oppfinnelse er det på sin plass med en detaljert diskusjon av de prinsipper som oppfinnelsen arbeider etter. Det er allerede nevnt at det reaksjonsmiddel som anvendes ifølge den foreliggende oppfinnelse, er et metall som er istand til eksotermisk å fortrenge hydrogen fra. vann for å danne et oksyd av metallet, Before going into detail about the method and apparatus according to the present invention, a detailed discussion of the principles according to which the invention works is in order. It has already been mentioned that the reaction agent used according to the present invention is a metal which is capable of exothermically displacing hydrogen from it. water to form an oxide of the metal,

hvilket oksyd er istand til å dissosiere eller disproporsjonere which oxide is capable of dissociating or disproportioning

spontant i fravær av fritt oksygen. Det skal bemerkes at skjønt spontaneously in the absence of free oxygen. It should be noted that though

dette er den generelle definisjon.av reaksjonsmiddelet, vil det uten videre forstås at dette ikke betyr at reaksjonene raå finne sted ved værelsetemperatur, men bare at de kan finne sted ved en eller this is the general definition of the reactant, it will be readily understood that this does not mean that the reactions must take place at room temperature, but only that they can take place at one or

annen temperatur som kan oppnås i praksis. For å starte hydrogen-fremstillingsprosessen blir således reaksjonsmiddelet oppvarmet til den temperatur hvor det eksotermisk vil fortrenge hydrogen fra vann, og damp blir ført over reaksjonsmiddelet. Da reaksjonen er eksoterm, vil den vedlikeholde seg selv. I henhold til oppfinnelsen kan denne første oppvarmning gjøres ved ohmsk motstand. Når det gjelder hvilke ... metaller som vil være nyttige for utførelse av den foreliggende oppfinnelse, bestemmes dette naturligvis av et praktisk hensyn, nemlig at den temperatur hvor metallet eksotermisk vil fortrenge hydrogen other temperature that can be achieved in practice. To start the hydrogen production process, the reactant is thus heated to the temperature where it will exothermically displace hydrogen from water, and steam is passed over the reactant. Since the reaction is exothermic, it will maintain itself. According to the invention, this first heating can be done by ohmic resistance. As regards which ... metals will be useful for carrying out the present invention, this is of course determined by a practical consideration, namely that the temperature at which the metal will exothermically displace hydrogen

fra vann, og den temperatur hvor metalloksydet vil dissosiere eller disproporsjonere spontant, generelt bør ligge under smeltepunktet from water, and the temperature at which the metal oxide will spontaneously dissociate or disproportion should generally be below the melting point

for metallet, slik at de praktiske problemer som er forbundet med å beherske reaksjonsmiddelet og reaksjonen, lett kan løses. Dette for the metal, so that the practical problems associated with controlling the reactant and the reaction can be easily solved. This

medfører naturligvis ikke at bruk av et smeltet reaksjonsmiddel en eller annen gang i fremtiden ikke vil vere omfattet av den foreliggende oppfinnelse. does not naturally mean that the use of a molten reactant at one time or another in the future will not be covered by the present invention.

Med disse krav for øyet er det overraskende funnet at derWith these requirements in mind, it is surprisingly found that there

er to metaller som i form av rent metall eller et lavere oksyd har de viktige fysikalske egenskaper som kreves av et reaksjonsmiddel for utførelse av den foreliggende oppfinnelse. Av denne grunn er are two metals which, in the form of pure metal or a lower oxide, have the important physical properties required of a reaction agent for carrying out the present invention. For this reason is

disse to metaller de foretrukne reaksjonsmidler. De to metaller er mangan og jern og naturligvis kombinasjoner' av mangan og jern. these two metals are the preferred reagents. The two metals are manganese and iron and naturally combinations of manganese and iron.

• Mangan.• Manganese.

Mangan finnes i mange pksydmalmer, hvorav den viktigste er pyrolusitt MnOj som er et sort mineral. Mindre viktige malmer er braunitt MnjO-jV manganitt Mn20j. K2Q °- hausraannitt MnO * Mn20j. Mangan forekommer også som en relativt rikelig forurensning i mange leirer og leirskifre og i de fleste jernmalmer. Rent raanganmetall anvendes ikke i noen vesentlig utstrekning i industrien. Manganese is found in many poxide ores, the most important of which is pyrolusite MnOj which is a black mineral. Less important ores are braunite MnjO-jV manganite Mn20j. K2Q °- hausraannitte MnO * Mn20j. Manganese also occurs as a relatively abundant contaminant in many clays and shales and in most iron ores. Pure raangan metal is not used to any significant extent in industry.

En jern/mangan-legering som kalles ferromangan, og som inneholder 75-80% mangan, anvendes imidlertid i stor utstrekning ved fremstilling av spesialstål. Tilsetning av ferromangan i små mengder forbedrer kvaliteten av stålet,ved at det fjerner spor av oksygen og svovel under dannelse av Mn02 og MnS, 'som separeres fra stålet i slagget. Tilsetning av større mengder r. ferromangan gir stål med stor seighét. i However, an iron/manganese alloy called ferromanganese, which contains 75-80% manganese, is used to a large extent in the production of special steel. The addition of ferromanganese in small quantities improves the quality of the steel by removing traces of oxygen and sulfur with the formation of Mn02 and MnS, which are separated from the steel in the slag. Addition of larger quantities of r. ferromanganese gives steel with great toughness. in

Jern " iron"

Jern , er nr . 4 blant de elementer som forekommer i størst mengde i jordskorpen, og nr. 2 blant metallene etter aluminium. Iron, is no. 4 among the elements that occur in the largest quantity in the earth's crust, and No. 2 among the metals after aluminium.

I naturen finnes jern bare i kjemisk,,1 bundet form,, hovedsakelig In nature, iron is only found in chemical,,1 bound form,, mainly

som oksyd eller karbonat og mindre hyppig som sulfid. De viktigste malmer er hematitt FejOj, magnetitt FeO-Fe-jO^ og et hydratisert jernoksyd som kalles limonitt<F>e2<C>>3<»>XH20. Den viktigste karbonat-roalm er sideritt FeCO^. ben '^viktigste sulfatmalm er jempyritt FeS2. Rent jernraetall anvendes sjelden i industrien, men stål, som er en as oxide or carbonate and less frequently as sulphide. The most important ores are hematite FejOj, magnetite FeO-Fe-jO^ and a hydrated iron oxide called limonite<F>e2<C>>3<»>XH20. The most important carbonate mineral is siderite FeCO^. ben '^most important sulphate ore is gempyrite FeS2. Pure iron ore is rarely used in industry, but steel, which is one

legering av jern med andre metaller og inneholder små andeler karbon, anvendes i enorme mengder. alloy of iron with other metals and containing small proportions of carbon, is used in enormous quantities.

De to metaller mangan og jern er blant de åtte elementer som utgjør.den første serie av overgangselementer. The two metals manganese and iron are among the eight elements that make up the first series of transition elements.

Den første serie av overgangselemen ter, overgangsiaetallene, fysikalske egenskaper The first series of transition elements, the transition numbers, physical properties

I vanlige omgivelser er alle overgangselementer faste metaller, vanligvis med en hvit eller lysegrå farge som kan poleres til en glinsende overflate. Hange overgangselementer forekommer i mer enn fin krystallform. Jern kan f.eks. eksistere i en flatesentrert og en romsentrert kubisk form, avhengig av de varmebeting-elser jernet ble underkastet under krystalliseringen og nærværet av forurensninger. Qvergangsmétallene er harde, smlbare og duktile med utmerkede mekaniske egenskaper. In normal environments, all transition elements are solid metals, usually of a white or light gray color that can be polished to a shiny surface. Hange transition elements occur in more than fine crystal form. Iron can e.g. exist in a face-centered and a space-centered cubic form, depending on the heat conditions the iron was subjected to during crystallization and the presence of impurities. The transition metals are hard, malleable and ductile with excellent mechanical properties.

Overgangselementene har relativt høye tettheter og meget The transition elements have relatively high densities and very

høye smelte- og kokepunkter; med høy atqmiseringsvarme.high melting and boiling points; with high atqmization heat.

Disse egenskaper viser at atomene.i disse elementer holdes sammen av meget sterke metalliske bindinger som vedvarer selv i smeltet tilstand. Styrken av bindingen mellom metallatomer avhenger av samvirkningen mellom elektronene i det ytre skall. Jo større antall valenselektroner som er tilgjengelige for binding, desto sterkere er den resulterende binding. Atomene i overgangselementene har tre eller flere elementer som er tilgjengelige for samvirkning, og minst ett av disse elektroner er et d-elektron, og bindingen mellom atomene er derfor meget sterk. These properties show that the atoms in these elements are held together by very strong metallic bonds which persist even in the molten state. The strength of the bond between metal atoms depends on the interaction between the electrons in the outer shell. The greater the number of valence electrons available for bonding, the stronger the resulting bond. The atoms in the transition elements have three or more elements that are available for interaction, and at least one of these electrons is a d-electron, and the bond between the atoms is therefore very strong.

Da elektronkonfigurasjonen for etter hverandre følgende elementer i den første serie av overgangselementer avviker med bare ett elektron i den tredje orbital, er der mellom ioniserings-energiéne for naboelementer båre små forskjeller som er på langt nær så store som forskjellene mellom etter hverandre følgende elementer som ikke ér overgangselementer. Since the electron configurations of successive elements in the first series of transition elements differ by only one electron in the third orbital, there are very small differences between the ionization energies of neighboring elements that are nearly as large as the differences between successive elements that do not are transitional elements.

Kj emi3ke egenskaper -' oksydasjonstrinn , Chemical properties - oxidation step,

Alle overgangselementer unntatt scandium og de tyngre elementer i gruppe III A (yttrium og lanthan) har en lang rekke oksydasjonstrinn. All transition elements except scandium and the heavier elements in group III A (yttrium and lanthanum) have a long series of oxidation stages.

Scandium har bare ett oksydasjonstrinn eller oksydasjonstall, +3, men hvert av de andre elementer 1 den første serie av overgangselementer har to eller flere oksydasjonstrinn som strekker seg fra den positive verdi som svarer til nummeret på elementets periode-gruppe, og ned til laveré positive verdier og endelig til null eller endog til de negative verdier -1 og -2. Scandium has only one oxidation state or oxidation number, +3, but each of the other elements 1 the first series of transition elements has two or more oxidation states extending from the positive value corresponding to the number of the element's period group, down to low positive values and finally to zero or even to the negative values -1 and -2.

På sine høyeste oksydasjonstrinn, +5, +6 og +7 danner overgangselementene komplekse anioner med oksydloner, 0=, som ligander. At their highest oxidation states, +5, +6 and +7, the transition elements form complex anions with oxide ions, 0=, as ligands.

I de komplekse oksoanioner er bindingen mellom metall og oksygen stort sett av kovalent karakter, slik at overgangsmetallene på de høyere oksydasjonstrinn ligner på de ikke-metalliske elementer i de tilsvarende B-grupper. In the complex oxoanions, the bond between metal and oxygen is largely of a covalent nature, so that the transition metals at the higher oxidation stages are similar to the non-metallic elements in the corresponding B groups.

På oksydasjonstrinnene +2 og +3 danner overgangselementene i det vesentlige ioniske forbindelser med de mest elektronegative elementer. Oksydene, f.ek3; MO, er i det vesentlige ioniske, faste stoffer. In oxidation steps +2 and +3, the transition elements essentially form ionic compounds with the most electronegative elements. The oxides, e.g. ek3; MO, are essentially ionic solids.

Elektroposltlv karakter og reaktivltetElectrostatic character and reactivity

Som tidligere angitt har hvert element vanligvis flere mulige oksydasjonstrinn, og på et gitt oksydasjonstrinn er hvert elementkarakterisert vedet annet sett fysikalske egenskaper en visa verdi av ladning/radlus-forholdet, et visst foretrukket koordinasjonstall og stereokjemi, et visst oksydasjonsreduksjons-potensial osv. As previously indicated, each element usually has several possible oxidation stages, and at a given oxidation stage, each element is characterized by a different set of physical properties, a certain value of the charge/radius ratio, a certain preferred coordination number and stereochemistry, a certain oxidation-reduction potential, etc.

Alle de varierende egenskaper av overgangselementene på deres forskjellige,mulige trinn kan imidlertid logisk knyttes til However, all the varying properties of the transition elements at their various possible stages can be logically linked

de to hovedfaktorer som vanligvis fastlegger oppførselen av alle stoffer, nemlig de termodynamiske og kinetiske egenskaper. Det skal pekes på at deres positivt ladede ioner har en stor tilbøyelighet til å danne koordinasjonsforbindélser med praktisk the two main factors that usually determine the behavior of all substances, namely the thermodynamic and kinetic properties. It should be pointed out that their positively charged ions have a great tendency to form coordination compounds with practical

talt alle elektronpargivere, slik at deres kjemi alltid er forbundet med en omsetning av komplekse arter. Alle elementene i den første serie av overgangselementer ér elektropositlve, noe som vises av deres positive normale oksydasjonspotensial (fra standardtabeller) og de danner meget stabile oksydér. counted all electron pair donors, so that their chemistry is always associated with a turnover of complex species. All the elements in the first series of transition elements are electropositive, as shown by their positive normal oxidation potential (from standard tables) and they form very stable oxides.

Ved vanlige temperaturer, og spesielt i kompakt form, er imidlertid disse metaller kinetisk ikke-reaktive som følge av en høy aktiveringsenergi som delvis står i forbindelse med deres meget høye atomiserings<y>arme. However, at ordinary temperatures, and especially in compact form, these metals are kinetically unreactive as a result of a high activation energy which is partly related to their very high atomization<y>arm.

Graden av oppdeling av metallet, arten av partikkeloverflaten pg den varmebehandling som metallet er blitt utsatt for under sin fremstilling, er vanlige faktorer som fastlegger og styrer den kinetiske reaktivitet av disse metaller. The degree of division of the metal, the nature of the particle surface due to the heat treatment to which the metal has been subjected during its manufacture, are common factors that determine and control the kinetic reactivity of these metals.

Oksyder av oyergangselem ente ne, formler og krystallstruktur Oxides of oyergangselemen ente ne, formulas and crystal structure

Elementene i den første serie av overgangselementer danner en lang rekke oksyder som f.eks. MO, M203, ^1^0^ eller MO«MgO^, MOj, M2°5 og M03. The elements in the first series of transition elements form a wide range of oxides such as e.g. MO, M2O3, ^1^O^ or MO«MgO^, MOj, M2°5 and M03.

Oksyder med oksydasjonstallet (oksydasjonstrinn) +2 er kjent for alle elementer i serien, bortsett fra Sc og Gr. De toverdige Oxides with the oxidation number (oxidation step) +2 are known for all elements in the series, except Sc and Gr. The two-valued

oksyder MO har et krystallgitter av NaCl-typen med hvert M -ion oktaedrisk omgitt av seks 0«-ioner og hvert 0«=-ion oktaedrisk omgitt av seks M<++->ioner. oxides MO have a NaCl-type crystal lattice with each M -ion octahedrally surrounded by six 0«-ions and each 0«=-ion octahedrally surrounded by six M<++->ions.

Oksyder med oksydasjonstallet +3, M203, er kjent for alle elementer i serien, bortsett fra Co og Ni. Disse oksyder har ioniske gitre hvor hvert M +3 -'ion også er oktaedrisk omgitt av seks 0=-ioner, mens hvert O^-ion er tetraedrlsk omgitt av fire M+^-ioner. Oxides with oxidation number +3, M2O3, are known for all elements in the series, except Co and Ni. These oxides have ionic lattices where each M +3 ion is also octahedrally surrounded by six O= ions, while each O^ ion is tetrahedrally surrounded by four M+^ ions.

Oksyder med oksydasjonstallet +4, M02, er kjent for Ti, V og Mn. Disse oksyder har rutilstruktur med en kation/anion-krystall-koordinasjOn på 6:3. Oxides with oxidation number +4, M02, are known for Ti, V and Mn. These oxides have a rutile structure with a cation/anion crystal coordination of 6:3.

Oksyder med formlene M^O^eller M0»M203inneholder en tredjedel av meta11atomene på oksydasjonstrinnet +2 og to tredjedeler på Oxides with the formulas M^O^ or M0»M2O3 contain one-third of the meta11 atoms at the +2 oxidation state and two-thirds at

oksydasjonstrinnet +3. Strukturen av disse oksyder består av ioniske gitre hvor M -rioner, M -ioner og 0=-ioner veksler i en lang rekke regulære mønstre. oxidation state +3. The structure of these oxides consists of ionic lattices where M ions, M ions and 0= ions alternate in a long series of regular patterns.

Termodynamiske egenskaper av e lementer og oksyderThermodynamic properties of elements and oxides

Termodynamiske beregninger over et stort temperaturområde utføres vanligvis ved hjelp av algebraiske ligninger som representerer de karakteristiske egenskaper av de stoffer som betraktes. , De nødvendige integreringer og differensieringer eller andre mate-matiske operasjoner kan da lett utføres. Det mest egnede utgangspunkt for slike beregninger for et bestemt stoff er varmekapasiteten ved konstant trykk. Fra denne størrelse og med kunnskap om egenskapene av eventuelle faseomdannelser kan de andre termodynamiske egenskaper beregnes ved hjelp av velkjente ligninger som er angitt i vanlige lærebøker i termodynamikk. Thermodynamic calculations over a large temperature range are usually carried out using algebraic equations that represent the characteristic properties of the substances considered. , The necessary integrations and differentiations or other mathematical operations can then be easily performed. The most suitable starting point for such calculations for a particular substance is the heat capacity at constant pressure. From this quantity and with knowledge of the properties of any phase transformations, the other thermodynamic properties can be calculated with the help of well-known equations which are given in standard textbooks on thermodynamics.

Empiriske ligninger for varmekapasiteten tar vanligvis form av en potensrekke med uavhengige variable Da begge former anvendes, er Empirical equations for the heat capacity usually take the form of a power series with independent variables When both forms are used, is

Konstantene a, b, c og d må fastlegges ved forsøk eller på en relevant teoretisk eller halvempirisk måte. Varmeinnholdet eller entalpien H bestemmes fra varmekapasiteten rett og slett ved integrering over det temperaturområde som ligning (1) gjelder for. The constants a, b, c and d must be determined by experiment or in a relevant theoretical or semi-empirical way. The heat content or enthalpy H is determined from the heat capacity simply by integration over the temperature range for which equation (1) applies.

Hvis 298,0 K velges som referansetemperatur, er således If 298.0 K is chosen as the reference temperature, then

T T

hvor alle konstantene på høyre side av likhetstegnet er innlemmet i betegnelsen -A. where all the constants on the right-hand side of the equals sign are incorporated in the designation -A.

Vanligvis er entalpien gitt av en sum av ledd som f.eks. i ligning (2) for hver fase av stoffet som det er tale om i det betraktede temperaturområde, pluss ledd som representerer overgangs-varmene. Man får således Usually the enthalpy is given by a sum of terms such as in equation (2) for each phase of the substance in question in the considered temperature range, plus terms representing the heats of transition. You thus get

På lignende måte fås entropien S fra ligning (1) ved integrering In a similar way, the entropy S is obtained from equation (1) by integration

eller hvor or where

Fra definisjonen av den frie entalpi G : From the definition of the free enthalpy G:

G = H - TS kan størrelsen G = H - TS can the size

regnes ut fra ligningene (2) og (4): is calculated from equations (2) and (4):

r Derav fås også den frie entalpifunksjon Fremstilling av hydrogen r This also gives the free enthalpy function Production of hydrogen

Den oksygenmengde som er omsatt til Fe20^, kan bestemmes ved sub-traksjonen 1915,68 - 1340,4,som gir 575,28 g oksygen. Ligningen viser at 72,72 g hydrogen fremstilles. The amount of oxygen that has been converted to Fe20^ can be determined by subtracting 1915.68 - 1340.4, which gives 575.28 g of oxygen. The equation shows that 72.72 g of hydrogen is produced.

Da hydrogen veier 0,0852 kg/m 3 , fremstilles der ca. 0,854 m<3>hydrogen. Det opprinnelige jern som veide 1340,4 g, veier nå 1915,68 g, idet den ytterligere vekt utgjøres av det oksygen som er blitt lagret i jernet. As hydrogen weighs 0.0852 kg/m 3 , approx. 0.854 m<3>hydrogen. The original iron, which weighed 1340.4 g, now weighs 1915.68 g, the additional weight being made up of the oxygen that has been stored in the iron.

Dette er 575,28 g oksygen, som nå må fjernes fra jernoksydet Fe2°3's-l-i^ at fremstillingen av hydrogengass kan fortsette. Når dette oksygen fjernes, omdannes Fe^O^til Fe, som naturligvis er nøyaktig det som ønskes. This is 575.28 g of oxygen, which must now be removed from the iron oxide Fe2°3's-l-i^ so that the production of hydrogen gas can continue. When this oxygen is removed, Fe^O^ is converted to Fe, which is, of course, exactly what is desired.

Reaksjon i detaljReaction in detail

Idet reaksjonsbestanddelene nå vil bli betraktet hver for seg, skal det først nevnes at jernstrukturen enten kan være kubisk flatesentrert eller kubisk romsentrert, avhengig av de termiske betingelser som jernet er utsatt for under sin krystallisasjon, og nærværet av forurensninger. As the reaction components will now be considered separately, it should first be mentioned that the iron structure can either be face-centered cubic or space-centered cubic, depending on the thermal conditions to which the iron is exposed during its crystallization, and the presence of impurities.

Dette metall fra den første serie av overgangselementer har en relativt høy massetetthet, høye smelte- og kokepunkter og en meget høy atomiseringsvarme. Disse egenskaper viser at jernatomer holdes sammen av meget sterke metalliske bindinger som vedvarer i smeltet tilstand. Som tidligere angitt har atomene av jern i smeltet tilstand tre eller flere elektroner som er tilgjengelige for samvirkning, og nærværet av elektroner gj<?r bindingen mellom atomene meget sterk. This metal from the first series of transition elements has a relatively high mass density, high melting and boiling points and a very high heat of atomization. These properties show that iron atoms are held together by very strong metallic bonds that persist in the molten state. As previously indicated, the atoms of iron in the molten state have three or more electrons available for interaction, and the presence of electrons makes the bond between the atoms very strong.

Det gassforméde oksygenmolekyl 0, er et to-atomisk molekyl hvor de to oksygenatoroer deler et par elektroner i en orbital med The gaseous oxygen molecule 0 is a diatomic molecule where the two oxygen atoms share a pair of electrons in an orbital with

a-binding, og et annet par elektroner i en orbital med rr-binding. Hvert oksygenatom har også enslige par elektroner. a-bond, and another pair of electrons in an orbital with rr-bond. Each oxygen atom also has lone pairs of electrons.

Endelig er jernoksydet 7^ 2°3 termodynamisk stabilt når det gjelder dekomponering til metallet og oksygengass ved vanlige temperaturer. Finally, the iron oxide 7^ 2°3 is thermodynamically stable when it comes to decomposition into the metal and oxygen gas at ordinary temperatures.

Oksyder av dette samme metall' på.forskjellige oksydasjonstrinn har forskjellige relative stabiliteter og har derfor evnen, til å dissosiere eller disproporsjonere delvis. Dette vil imidlertid ved vanlige temperaturer ikke finne sted i merkbar utstrekning. Av de to oksyder F©2°30<? Fc3°4er f«eks* det førstnevnte mere stabilt v' ed værelsetemperatur. Oxides of this same metal at different oxidation stages have different relative stabilities and therefore have the ability to partially dissociate or disproportionate. However, at normal temperatures this will not take place to a noticeable extent. Of the two oxides F©2°30<? Fc3°4 is, for example, the former more stable at room temperature.

Den termodynamisk umulige reaksjon:The thermodynamically impossible reaction:

foregår i virkeligheten ikke ved værelsetearperaturer, fordi akti-veringsenergien er for høy. Første trinn: Atomisering av jernméta ll ( blndlngsbrytlng) Annet trjnn: pissosle ring a v oksygenmolekyler ( blndingsbr ytlng) Tredj e trinn: Ionis ering av hvert jernatom in reality does not take place at room temperatures, because the activation energy is too high. First step: Atomization of iron metal (blendling refraction) Second step: separation of oxygen molecules (blendling refraction) Third step: Ionization of each iron atom

Dette utgjør summen av den første og den annen ioniseringsenergi for jern. ■• ■ This is the sum of the first and second ionization energies for iron. ■• ■

Fjerde trinn; Reaksjon av hvert pk Bygenatom Fourth step; Reaction of each pk Bygenatom

<AH>elektronaffinitet "<+156>'<9>O<->atomer (<g>) AHelektronaffinitet +156'9*3(n»l) * +468,9 kcal/molekvivalent <AH>electron affinity "<+156>'<9>O<->atoms (<g>) AHelectron affinity +156'9*3(n»l) * +468.9 kcal/mol equivalent

Femte trinnt Reaksjon mellom Fe**^) og 0?(g) for & glFifth step Reaction between Fe**^) and 0?(g) for & gl

et ionlsk fast s to ff (bind 1ngsdanne1se)an ionic solid s to ff (bind 1ngsdanne1se)

AHbindingsdannelse ~1941'9 ^al/molekvivalent AH bond formation ~1941'9 ^al/mole equivalent

derav: -1941,9 + (+199,4 + 357,6 522,0 + 468,9) of which: -1941.9 + (+199.4 + 357.6 522.0 + 468.9)

» -1941,9 + 1547,9 -394 kcal/formel -197 kcal/mol Fe203» -1941.9 + 1547.9 -394 kcal/formula -197 kcal/mol Fe203

På fig. 1 er entalpiforholdene for reaksjonen vist grafisk. In fig. 1, the enthalpy ratios for the reaction are shown graphically.

Red uksjon av jernoksyd ved hjelp av hydrogenReduction of iron oxide using hydrogen

Konvensjonelt biir oksydet redusert med hydrogeniConventionally, the oxide is reduced with hydrogen

Den ovenstående ligning viser det velkjente forhold at jernoksyd kan reduseres med hydrogen når Fe203oppvarmes i eh atmosfære av hydrogengass. Ligningen gjenspeiler også det forhold at denne vanlige fremgangsmåte til reduksjon av metalloksyder ikke kan være kommersielt interessant, idet fremgangsmåten ved utførelse på den ovennevnte måte forbruker alt det hydrogen som tidligere ble fremstilt med det samme jern da dette ble>oppvarmet og utsatt for damp. I henhold til den foreliggende oppfinnelse er det funnet at jernoksyd ved,temperaturer over 1000°C har en økende tilbøyelighet til å dissosiere, og det er funnet at slik dissosiasjon finner sted med mindre der opprettholdes en betydelig mengde oksygen i oksydets omgivelser. Når med andre ord alt oksygen fjernes fra omgivelsene, vil jernoksyd dissosiere eller disproporsjonere ved temperaturer over 1000°C til én tilstand hvor oksydasjonstallet reduseres, og dette kan gjentas kontinuerlig uten reduksjon av virkningen eller reaksjonen. The above equation shows the well-known fact that iron oxide can be reduced with hydrogen when Fe2O3 is heated in an atmosphere of hydrogen gas. The equation also reflects the fact that this usual method for reducing metal oxides cannot be commercially interesting, as the method when carried out in the above-mentioned manner consumes all the hydrogen that was previously produced with the same iron when it was heated and exposed to steam. According to the present invention, it has been found that iron oxide at temperatures above 1000°C has an increasing tendency to dissociate, and it has been found that such dissociation takes place unless a significant amount of oxygen is maintained in the oxide's surroundings. In other words, when all oxygen is removed from the surroundings, iron oxide will dissociate or disproportionate at temperatures above 1000°C to one state where the oxidation number is reduced, and this can be repeated continuously without reducing the effect or reaction.

Det er også funnet at når forrådet av oksygen i de atmos-færiske omgivelser er begrenset, har damp en meget sterk reduksjons-virkning på jernoksyd. En undersøkelse av de termodynamiske forhold for denne spesielle reaksjon viste at AG-verdiene for dannelse av vanndamp ér vesentlig mer negative ved alle temperaturer enn endringen It has also been found that when the supply of oxygen in the atmospheric environment is limited, steam has a very strong reducing effect on iron oxide. An investigation of the thermodynamic conditions for this particular reaction showed that the AG values for the formation of water vapor are significantly more negative at all temperatures than the change

og også mer negativ enn endringen and also more negative than the change

Man kan derfor forutsi en reduksjon av jernoksyd med vann under spesielle forhold../..■ One can therefore predict a reduction of iron oxide with water under special conditions../..■

Den trinnvise reduksjon av jemoksyder kan representeres av følgende ligninger: The stepwise reduction of gem oxides can be represented by the following equations:

Det er også viktig å legge merke til at når manganoksyder oppvarmes til høye temperaturer, dlssoslerer do for å frigjøre en del av sitt bundne oksygen for dannelse av et oksyd med lavere oksydasjonstallt 1) Manganoksydét Mn02 frigjør en del av sitt bundne oksygen ved 535°C og reduseres til Mn203. 2) Manganoksydét Mn203 frigjør en del av sitt oksygen ved 1080°C og reduseres til 2MnO. It is also important to note that when manganese oxides are heated to high temperatures, they dissociate to release part of their bound oxygen to form an oxide with a lower oxidation number 1) The manganese oxide Mn02 releases part of its bound oxygen at 535°C and is reduced to Mn2O3. 2) The manganese oxide Mn2O3 releases part of its oxygen at 1080°C and is reduced to 2MnO.

pissosieringen av oksygenet oppnås ved virkningen av varmen alene, men det dissosierte oksygen må fjernes øyeblikkelig for å the dissociation of the oxygen is accomplished by the action of heat alone, but the dissociated oxygen must be removed immediately in order to

hindre at det påny forbinder seg med oksydet 2MnO for å øke oksydasjonstallet og gi 2Mn02eller eventueltMn3<>4. prevent it from recombining with the oxide 2MnO to increase the oxidation number and give 2MnO2 or possibly Mn3<>4.

Denne type dekomposisjon finner bare sted med oksyder av, elementer som har variable oksydasjonstall, pg valget av jern og mangan som foretrukne metaller ifølge den foreliggende oppfinnelse This type of decomposition only takes place with oxides of, elements that have variable oxidation numbers, due to the choice of iron and manganese as preferred metals according to the present invention

skyldes denne spesielle fysiske egenskap samt det forhold at begge de nevnte metaller er blant de meget få metaller som har evnen til å fortrenge hydrogen fra damp når metallene oppvarmes til minst rødglød. Denne reaksjon er eksoterm og underholder seg selv. is due to this special physical property as well as the fact that both of the mentioned metals are among the very few metals that have the ability to displace hydrogen from steam when the metals are heated to at least a red glow. This reaction is exothermic and self-perpetuating.

En annen viktig betraktning ved den praktiske utvelgelse av disse to metaller er at de begge ex lett tilgjengelige og økonomisk brukbare. Another important consideration in the practical selection of these two metals is that they are both readily available and economically usable.

Når ett av disse metaller maskineres i en dreibenk til en form med f.eks. meget grove gjenger for å frileggc en maksimal overflate for reaksjonen, reagerer de meget positivt på den beskrevne måte. Disse metaller kan også legeres med hverandre i forskjellig utstrekning, hvoretter de virker pfi en måte som er direkte proporsjonal med den prosentuelle mengde av hvert av legeringsmetallehe. When one of these metals is machined in a lathe into a shape with e.g. very coarse threads to expose a maximum surface for the reaction, they react very positively in the manner described. These metals can also be alloyed with each other to varying extents, after which they act in a way that is directly proportional to the percentage amount of each of the alloying metals.

Da en dissosierlng av oksydene til deres elementer blir stadig mer aktiv ved temperaturer over 1000°c og oksydene ikke når sine smeltepunkter før ved temperaturer på 1540°c for jernoksyd ogj^1705°C for manganoksyd, er det mulig å utsette disse oksyder for arbeidstemperaturer og beherskede atmosfærer i tilstrekkelig lange tidsrom til at der kan startes og gjennomføres en reduksjon av oksydas jonstallet bare ved vartnefrembragt dissosiasjon. As a dissociation of the oxides into their elements becomes increasingly active at temperatures above 1000°C and the oxides do not reach their melting points until temperatures of 1540°C for iron oxide and 1705°C for manganese oxide, it is possible to expose these oxides to working temperatures and controlled atmospheres for sufficiently long periods of time so that a reduction of the oxidase ion number can be started and carried out only by wart-induced dissociation.

Nærværet av vann i dette tidsrom reduserer også de temperaturer som er nødvendige for utførelse av reduksjonen. The presence of water during this period also reduces the temperatures necessary to carry out the reduction.

Ytterligere kjennsgjernlnger om oksygenFurther facts about oxygen

1) Radien"av 0«-ionet (1,32 A) er tilnærmet lik radien av Pe-ionet 1) The radius of the O ion (1.32 A) is approximately equal to the radius of the Pe ion

(1,33 Å). De forbindelser som har de høyeste gitterenergier, er vanligvis de som består ,ay små toverdigé og treverdige kationer, f.eks. Mg og Al , og dernest de relativt små toverdigé anioner som (1.33 Å). The compounds that have the highest lattice energies are usually those that consist of small divalent and trivalent cations, e.g. Mg and Al, and then the relatively small divalent anions such as

f.eks. oksydibnet O».e.g. oxydibnet O».

2) Oksygengass er noe tyngre enn luft. Den har en rcassetetthet pfi 1,429 g/l, målt ved 0°C og 1 atm's trykk, sammenlignet med den gjennomsnittlige massetetthet av luft som er ca. 1,30 g/l, målt under de samme betingelser.' 3) Oksygengass er svakt paramagnetisk, dvs. at den i likhet med et stykke jern tiltrekkes av en magnet. Selv om molekylene står på stor avstand fra hverandre, er den magnetiske virkning verdifull. 2) Oxygen gas is somewhat heavier than air. It has an rcasse density pfi of 1.429 g/l, measured at 0°C and 1 atm's pressure, compared to the average mass density of air which is approx. 1.30 g/l, measured under the same conditions.' 3) Oxygen gas is weakly paramagnetic, i.e. like a piece of iron it is attracted to a magnet. Even if the molecules are at a great distance from each other, the magnetic effect is valuable.

Stabilit et av forbindelserStability of compounds

Ved omtale av stabiliteten av forbindelser kan det anføres at en bestemt forbindelse som under bestemte betingelser med hensyn til temperatur og trykk ikke har evnen til å dekomponere til sine elementer, og som omhyggelig holdes borte fra nærværet av et hvilket som helst stoff som ville kunne virke som et positivt reaksjonsmiddel, allikevel kan ha evnen til å dekomponere ved å gjennomgå reaksjoner av eller med seg selv. Forbindelsen kan f .eks. gjennomgå en dekomponering for dannelse av forskjellige forbindelser, In speaking of the stability of compounds, it may be stated that a particular compound which, under certain conditions of temperature and pressure, is incapable of decomposing into its elements, and which is carefully kept away from the presence of any substance which might act as a positive reactant, yet may have the ability to decompose by undergoing reactions of or with itself. The connection can e.g. undergo a decomposition to form different compounds,

en disproporsjonering (selvoksydasjon/-reduksjon) eller polymeri-sering. a disproportionation (self-oxidation/reduction) or polymerisation.

Der skal ses nærmere på dekomponeringen av fast kaliumklorat til fast kaliumklorid og oksygengass ved 25°C. The decomposition of solid potassium chlorate into solid potassium chloride and oxygen gas at 25°C will be looked at in more detail.

Fra termodynamiske datatabeller kan man finne AH°d, ann og ^ S° for reaksjonen From thermodynamic data tables, one can find AH°d, ann and ^ S° for the reaction

og deretter beregne: and then calculate:

AH° = -l04,2-(-93,5) = 10,7 kcal/molekvivalentAH° = -104.2-(-93.5) = 10.7 kcal/mol equivalent

AS° = -3/2(49,0)+19,8 - 34,2 = +59,1 cal/molekvivalent•K TAS°= 298 K*(+59,l) cal/mol-K = +17,7 kcal/molekvivalent AS° = -3/2(49.0)+19.8 - 34.2 = +59.1 cal/mol equivalent•K TAS°= 298 K*(+59.l) cal/mol-K = +17 .7 kcal/mol equivalent

AG° = AH° - TAS°AG° = AH° - TAS°

AG° = -10,7-(+17,7) = -28,4 kcal/molekvivalent.AG° = -10.7-(+17.7) = -28.4 kcal/mol equivalent.

Hvis. man for sammenlignings skyld hadde betraktet dekomponeringen av KCIO^(f) til sine elementer 1 disses normaltilstand ved 25°C i henhold til ligningen If. for the sake of comparison, one had considered the decomposition of KCIO^(f) into its elements 1 its normal state at 25°C according to the equation

ville man ved å følge den samme fremgangsmåte som ovenfor finne at by following the same procedure as above, one would find that

AG° +6 3,3 kcal/molekvivalent.AG° +6 3.3 kcal/mol equivalent.

Man kan derfor slutte at KC103(f) ikke spontant kan dekomponere til sine elementer ved 25°C og 1 atm, men at det har evnen til å dekomponere til KCl(f) og 02(g). Som følge av den høye aktiveringsenergi for dekomponeringen av KC103(f) til KCl(f) og C«2(g), finner denne dekomponering i virkeligheten ikke sted før temperaturen heves vesentlig over værelsetemperatur. One can therefore conclude that KC103(f) cannot spontaneously decompose into its elements at 25°C and 1 atm, but that it has the ability to decompose into KCl(f) and 02(g). As a result of the high activation energy for the decomposition of KC103(f) into KCl(f) and C«2(g), this decomposition in reality does not take place until the temperature is raised significantly above room temperature.

DisproporsjoneringDisproportionation

Hydrogenperoksyd i gassform vil nå bli betraktet. Fra tabeller vil man finne at den frie dannelsesentalpi for H202(g) ved 25°C og 1 atm er negativ (G°dann= -24,5 kcal/mol P^O^g)), slik atH202(g) under disse betingelser ikke er istand til å dekomponere til H2(g) og 02(g). For disproporsjonering av H202(g) for å gi H20(g) og 0(g), er imidlertidAG° negativ og begunstiger således reaksjonen Hydrogen peroxide in gaseous form will now be considered. From tables it will be found that the free enthalpy of formation for H202(g) at 25°C and 1 atm is negative (G°form= -24.5 kcal/mol P^O^g)), so that H202(g) under these conditions are not able to decompose into H2(g) and 02(g). However, for disproportionation of H202(g) to give H20(g) and 0(g), AG° is negative and thus favors the reaction

Derfor er Therefore is

AH° = -57,8 - 32,2 = -25,6 kcal/molekvivalentAH° = -57.8 - 32.2 = -25.6 kcal/mol equivalent

og and

AS° = 45,1 + 24 ,5 - 54 ,2 = +15,4 cal/molekvivalent *KAS° = 45.1 + 24.5 - 54.2 = +15.4 cal/mol equivalent *K

TAS°= 298 K • (+15,4) cal/molekvivalent•K = +4,6 kcal/molekvivalent AG° = AH° - TAS° = -25,5 -(+4,6) = -30,2 kcal/molekvivalent. H202 kan derfor gjennomgå disproporsjonering til H20(g) og 0(g). TAS°= 298 K • (+15.4) cal/mole equivalent•K = +4.6 kcal/mole equivalent AG° = AH° - TAS° = -25.5 -(+4.6) = -30.2 kcal/mole equivalent. H202 can therefore undergo disproportionation to H20(g) and 0(g).

Spontane reaksjonerSpontaneous reactions

Rettesnoren for å avgjøre om en fysisk eller kjemisk omdannelse kan finne sted spontant ved en konstant temperatur og et konstant trykk er: Alle systemer er tilbøyelige til å gå fra en tilstand med høyere fri entalpi til en tilstand med lavere fri entalpi. The guideline for determining whether a physical or chemical transformation can take place spontaneously at a constant temperature and pressure is: All systems tend to go from a state of higher free enthalpy to a state of lower free enthalpy.

Et system kan derfor spontant gå over fra sin begynnelsestiistand til sin sluttilstand hvis omdannelsen omfatter en reduksjon av systemets frie entalpi (AG negativ). A system can therefore spontaneously transition from its initial state to its final state if the transformation involves a reduction of the system's free enthalpy (AG negative).

Med andre ord er en systemomdannelse tilbøyelig til å forløpe spontant i den retning som bringer systemet til en tilstand med lavest fri entalpi. Da endringen i den frie entalpi ved konstant temperatur og trykk er gitt ved uttrykket AG = AH - TAS, er et bestemt systems evne til å gjennomgå en spontan omdannelse avhengig av to uavhengige energiledd, nærmere bestemt AH og TAS, som hvert har sitt eget fortegn og størrelse for den omdannelse som betraktes: 1) En negativ verdi av AH (eksoterm) er gunstig for spontaniteten . 2) Da leddet TAS har negativt fortegn i uttrykket AG = AH-TAS, vil en positiv verdi av AS (forstyrrelsesreaksjon) være gunstig for spontaniteten (den absolutte temperatur T er alltid positiv) . Dette kan oppsummeres slikt In other words, a system transformation tends to proceed spontaneously in the direction that brings the system to a state with the lowest free enthalpy. Since the change in the free enthalpy at constant temperature and pressure is given by the expression AG = AH - TAS, the ability of a particular system to undergo a spontaneous transformation depends on two independent energy terms, specifically AH and TAS, each of which has its own sign and magnitude for the transformation considered: 1) A negative value of AH (exothermic) is favorable for spontaneity. 2) Since the term TAS has a negative sign in the expression AG = AH-TAS, a positive value of AS (disturbance reaction) will be beneficial for spontaneity (the absolute temperature T is always positive). This can be summarized as follows

Deri virkelige verdi for AG er derfor for en bestemt omdannelse ved konstant temperatur og trykk avhengig av de relative verdier av leddene AH og TAS. Therefore, the real value of AG for a particular conversion at constant temperature and pressure depends on the relative values of the terms AH and TAS.

I lys av det foregående skal dissosieringen av fast kalsiumkarbonat i fast kalsiumoksyd og karbondioksydgass ved 25°C betraktes: In light of the foregoing, the dissociation of solid calcium carbonate into solid calcium oxide and carbon dioxide gas at 25°C must be considered:

Det er åpenbart at dette er en endoterm reaksjon, idet verdien av det ugunstige ledd AH° er større enn verdien av det gunstige ledd TAS, slik at differansen er positiv It is obvious that this is an endothermic reaction, as the value of the unfavorable term AH° is greater than the value of the favorable term TAS, so that the difference is positive

AG° ».AH° - TAS° » +421,5-11,5 « +31 kcal/molekvivalent.AG° ».AH° - TAS° » +421.5-11.5 « +31 kcal/mol equivalent.

Denne spesielle reaksjon er derfor ved den angitte temperatur termodynamisk umulig (energlmessig ugunstig) og finner ikke sted spontant ved 25°C slik det er vel kjent. This particular reaction is therefore thermodynamically impossible at the specified temperature (energy-wise unfavorable) and does not take place spontaneously at 25°C as is well known.

Virkningen av temperaturen p å AG for en reaksjonThe effect of temperature on AG for a reaction

Fra det foregående vil det lett forstås at verdien av endringen i den frie entalpi AG og dermed reaksjonens tilbøyelighet til å finne sted spontant i stor utstrekning avhenger av den temperatur som reaksjonen finner sted ved. From the foregoing it will be easily understood that the value of the change in the free enthalpy AG and thus the tendency of the reaction to take place spontaneously depends to a large extent on the temperature at which the reaction takes place.

Uttrykket AG «= ah - TAS sier direkte at verdien av temperaturen har innflytelse på verdien av AG, idet ikke bare leddet TAS er direkte proporsjonalt med den absolutte temperatur T, men dessuten fcåde AB og AS er temperaturavhengige. Hvis der så antas at verdiene av entalpi- og entropi- endringene AH og AS for en bestemt reaksjon ikke varierer innenfor et visst temperaturområde, kan én endring av den temperatur som reaksjonen finner sted ved, endre likevekten mellom leddet AH og leddet TAS, noe som kan endre både størrelsen og fortegnet for AG. The expression AG «= ah - TAS directly states that the value of the temperature has an influence on the value of AG, as not only is the term TAS directly proportional to the absolute temperature T, but also both AB and AS are temperature dependent. If it is then assumed that the values of the enthalpy and entropy changes AH and AS for a particular reaction do not vary within a certain temperature range, one change in the temperature at which the reaction takes place can change the equilibrium between the term AH and the term TAS, which can change both the magnitude and the sign of AG.

En reaksjon som er termodynamisk umulig (AG positiv) ved en bestemt temperatur og et bestemt trykk, kan med andre ord være termodynamisk mulig (AG negativ) ved en høyere temperatur. In other words, a reaction that is thermodynamically impossible (AG positive) at a certain temperature and pressure can be thermodynamically possible (AG negative) at a higher temperature.

Som et eksempel skal der igjen henvises til tidligere kom-mentarer , hvoretter dissosieringen av kalsiumkarbonat ved 25°C er termodynamisk.umulig slik det fremgår av uttrykket: As an example, reference should again be made to previous comments, according to which the dissociation of calcium carbonate at 25°C is thermodynamically impossible, as is evident from the expression:

Det er erfaringsmessig kjent at CaCOj(f) ved 1 atmosfæres trykk fullstendig dissosierer til CaO(f) og C02(g) når temperaturen når 1098 K. It is known from experience that CaCOj(f) at a pressure of 1 atmosphere completely dissociates into CaO(f) and C02(g) when the temperature reaches 1098 K.

Dette betyr naturligvis at en økning av temperaturen fra 298 K til 1098 K har økt verdien av energileddet TAS i en slik grad at den gunstige entropiendring til slutt overvinner den ugunstige This naturally means that an increase in temperature from 298 K to 1098 K has increased the value of the energy term TAS to such an extent that the favorable entropy change eventually overcomes the unfavorable

entalplendring og dissosieringen av CaCO-j(f) blir en spontan reaksjon: single change and the dissociation of CaCO-j(f) becomes a spontaneous reaction:

AH +40,05 kcal/molekvivalent AH +40.05 kcal/mol equivalent

AG - 2,11 kcal/molekvivalentAG - 2.11 kcal/mol equivalent

AH +287/2 -152,9+94,25 AH +287/2 -152.9+94.25

S « +22,2 +9,5+ (+51,06) S « +22.2 +9.5+ (+51.06)

Aiireaksjon° -247'15 = +40,05,Aiireaction° -247'15 = +40.05,

ASreaksjon ° +60'6-(+22,2) - +38,4AS reaction ° +60'6-(+22.2) - +38.4

TAS « 1098 K • (+38,4 cal/molekvivalent K) » 42,16 kcal/molekvivalent AG ,« AH - TAS » +40,05 (+42,16) TAS « 1098 K • (+38.4 cal/mol equivalent K) » 42.16 kcal/mol equivalent AG ,« AH - TAS » +40.05 (+42.16)

AG « -2,11 kcal/molekvivalent.AG « -2.11 kcal/mol equivalent.

Det er interessant å legge merke til at AH-energien i denne reaksjon-ikke varierer særlig meget med temperaturen mellom en It is interesting to note that the AH energy in this reaction does not vary very much with temperature between a

temperatur på 25°C hvor AH <= +42,5 kcal/molekvivalent, og en temperatur på 825°C (1098 K) hvor AH « +40,0 kcal/molekvivalent. temperature of 25°C where AH <= +42.5 kcal/mole equivalent, and a temperature of 825°C (1098 K) where AH « +40.0 kcal/mole equivalent.

Heller ikke AS for reaksjonen har endret seg vesentlig. Overgangen fra en termodynamisk umulig til en termodynamisk mulig reaksjon er derfor hovedsakelig resultatet av virkningen av den absolutte temperatur T på størrelsen av energileddet TAS. Nor has AS for the reaction changed significantly. The transition from a thermodynamically impossible to a thermodynamically possible reaction is therefore mainly the result of the effect of the absolute temperature T on the magnitude of the energy term TAS.

Det følgende holder generelt stikk for reaksjoner hvor The following is generally true for reactions where

entropien av systemet Øker (forstyrrelsesreaksjon):the entropy of the system Increases (perturbation reaction):

Hvis reaksjonen ikke kan finne sted spontant ved en viss temperatur som følge av en stor ugunstig AH-verdi (endoterm), vil en økning av temperaturen gjøre den gunstige TAS-faktor relativt viktigere. If the reaction cannot take place spontaneously at a certain temperature as a result of a large unfavorable AH value (endothermic), an increase in temperature will make the favorable TAS factor relatively more important.

Der vil således foreligge en spesiell temperatur - selv om den kan være meget høy -hvor det gunstige TAS-lédd til slutt oppveier det ugunstige AH-ledd, slik at reaksjonen er termodynamisk mulig. There will thus be a special temperature - even if it can be very high - where the favorable TAS term eventually outweighs the unfavorable AH term, so that the reaction is thermodynamically possible.

Fremstilling av hydrogen (Hj) under anvendélse av rent jernoksyd Production of hydrogen (Hj) using pure iron oxide

Som et medlem av familien av overgangselementer har jernAs a member of the family of transition elements, iron has

en rekke oksydasjonstrinn. Ved vanlig temperatur og trykk er alle jernoksyder termodynamisk3tabile med hensyn til dekomponering til metallet og oksygengass. Jernoksyd i forskjellig oksydasjonstrinn har forskjellige relative stabiliteter og har som følge av dette evnen til delvis å dissosiere eller disproporsjonere. Slike reaksjoner finner imidlertid ikke sted i noen målbar utstrekning.ved vanlig temperatur. Oppførselen av det metalliske element jern og dettes ioniske faste forbindelser er med andre ord i stor utstrekning bestemt av kinetiske faktorer. a series of oxidation steps. At normal temperature and pressure, all iron oxides are thermodynamically stable with respect to decomposition into the metal and oxygen gas. Iron oxide in different oxidation stages has different relative stabilities and, as a result, has the ability to partially dissociate or disproportionate. However, such reactions do not take place to any measurable extent at ordinary temperatures. In other words, the behavior of the metallic element iron and its ionic solid compounds is largely determined by kinetic factors.

Det er vel kjent at reaksjonen av jern og dets oksyder (ved høye temperaturer) med damp gir hydrogengass, og at denne reaksjon ytterligere oksyderer metallet (eller oksydet). Denne reaksjon er eksoterm, slik at den så snart den er startet, avgir tilstrekkelig varme til å vedlikeholde den høye temperatur som er nødvendig for at reaksjonen skal fortsette med ønsket hastighet. De anvendte data er tatt fra US Bureau of Mines Bulletin 542, US Atomic Energy Commisslon Report ANL 5750 og publikasjoner fra National Bureau It is well known that the reaction of iron and its oxides (at high temperatures) with steam produces hydrogen gas, and that this reaction further oxidizes the metal (or the oxide). This reaction is exothermic, so that as soon as it is started, it gives off sufficient heat to maintain the high temperature necessary for the reaction to proceed at the desired rate. The data used are taken from US Bureau of Mines Bulletin 542, US Atomic Energy Commission Report ANL 5750 and publications from the National Bureau

of Standards. of Standards.

ReakBjon; ReactionBjon;

Fra disse verdier kan AH og AS for den ovennevnte reaksjon regnes ut: -272,3 - (-244,04) » -28,26 kcal/molekvivalent AHieaka$o - -28,26 kcal/molekvivalent From these values AH and AS for the above reaction can be calculated: -272.3 - (-244.04) » -28.26 kcal/mol equivalent AHieaka$o - -28.26 kcal/mol equivalent

J (gunstig for spontanitet)J (favorable for spontaneity)

ASreaksjon"S t£or alle P^ukter) - S (for alle reaksjoner) ASreaction"S for all P^ukts) - S (for all reactions)

«+69,6 - (+83,8) « -14,2 cal/molekvivalent K«+69.6 - (+83.8) « -14.2 cal/mol equivalent K

TAS«1000 X ' (-14,2) TAS«1000 X ' (-14.2)

14,2 kcal/molekvivalent14.2 kcal/mol equivalent

AG<«>AH - TASAG<«>AH - TAS

« -28,26 - (-14,2) » -14,06 « -28.26 - (-14.2) » -14.06

AG « -14,06 kcal/molekvivalentAG « -14.06 kcal/mol equivalent

(gunstig for spontanitet)(beneficial for spontaneity)

Varme frembragt ved eksoterm reaksjon ( antatt cyklus på 2 minutter) Heat produced by exothermic reaction (assumed cycle of 2 minutes)

-14,06 kcal/molekvivalent-14.06 kcal/mol equivalent

14,06 ' 80 mol 30 cykler «= 33.744,0 kcal/h.14.06 ' 80 mol 30 cycles «= 33,744.0 kcal/h.

(Véd 1 minutts cyklus blir verdien dobbelt så høy). Varmeenergi nødvendig for dissosiering: (With a 1-minute cycle, the value becomes twice as high). Heat energy required for dissociation:

28125 kcal/h.28125 kcal/h.

Energibalanse (2 minutters cyklus) iEnergy balance (2 minute cycle) i

33.744 -28.125 = 5619 kcal/h (overskudd).33,744 -28,125 = 5619 kcal/h (surplus).

Bemerk at hele reaksjonen er eksoterm, men medfører en reduksjonNote that the entire reaction is exothermic, but results in a reduction

av entropien eller en større orden i systemet. Energileddet AH er gunstig for en spontan omdannelse (AH negativ), mens energileddet TAS i virkeligheten er ugunstig (TAS negativ), dvs. at entropien S av systemet avtar ved overgang fra begynnelses- til slutt-tilstanden. I dette spesielle tilfelle er reaksjonen istand til å fortsette spontant fordi det gunstige AH-ledd oppveier det ugunstige energiledd TAS. of the entropy or a greater order in the system. The energy term AH is favorable for a spontaneous transformation (AH negative), while the energy term TAS is in reality unfavorable (TAS negative), i.e. the entropy S of the system decreases during the transition from the initial to the final state. In this particular case, the reaction is able to proceed spontaneously because the favorable AH term outweighs the unfavorable energy term TAS.

Fremstilling av hydrogen under anvendelse av manganok3yder Production of hydrogen using manganese oxides

Manganokayder har det til felles med jernoksyder at de oppviser en rekke oksydasjonstrinn med varierende stabiliteter og også hår evnen til å dissosiere (eller disproporsjonere). Manganocyanides have in common with iron oxides that they exhibit a number of oxidation steps with varying stabilities and also the ability to dissociate (or disproportionate).

For reaksjonenFor the reaction

0 9(-56,9) 3(-224,5) 0 0 9(-56.9) 3(-224.5) 0

e1400 K . ' . , ' v . e1400 K . ' . , ' v .

S (cal/col K):S (cal/col K):

6(+8,827) 9(+45,l) 3(+26,4) 9(+34,97) 6(+8.827) 9(+45.l) 3(+26.4) 9(+34.97)

AHreåksWS-673'5 (-512,1) - -161,4 AHreåksWS-673'5 (-512.1) - -161.4

AHreakK : -161,4 kcal/molekvivalentAHreakK : -161.4 kcal/mol equivalent

(gunstig for spontanitet)(beneficial for spontaneity)

ASreakK : +393,93 - (+458,952)»-65,022 ASreakK : +393.93 - (+458.952)»-65.022

ASreak<*><5>"~65'022 cal/molekvivalent KASreak<*><5>"~65'022 cal/mol equivalent K

T6' S : 1400 K (-65,022) -91.031 T6' S : 1400 K (-65.022) -91.031

TAS : -91,031 kcal/molekvivalentTAS : -91.031 kcal/mol equivalent

AG AH - TAS «= -161,4 - (-91,031) - 70,369 AG AH - TAS «= -161.4 - (-91.031) - 70.369

AG -70,369 kcal/molekvivalentAG -70.369 kcal/mol equivalent

(gunstig for spontanitet)(beneficial for spontaneity)

Varme frembragt ved eksoterm reaksjon (forutsatt en cyklus på 2 min) Heat produced by exothermic reaction (assuming a cycle of 2 min)

-70,369 kcal/molekvivalent-70.369 kcal/mol equivalent

70,369 9 mol • 30 cykler70.369 9 mol • 30 cycles

18.999,63 kcal/h. 18,999.63 kcal/h.

(Ved en cyklustid på 1 rainutt blir verdien dobbelt så høy). (At a cycle time of 1 rainout, the value is twice as high).

Nødvendig varmeenergi for dissosiering:Required heat energy for dissociation:

15.891,09 kcal/h 15,891.09 kcal/h

Energibalanse (2 minutters cyklus):Energy balance (2 minute cycle):

18.999,63 - 15.891.09 «= 3108,54 kcal/h (overskudd). 18,999.63 - 15,891.09 «= 3108.54 kcal/h (surplus).

Den ovenstående reaksjon er eksoterm, men resulterer 1 en reduksjon av entropien eller en større orden i systemet. Energileddet AH er gunstig for en spontan omdannelse (AH negativ), mens energileddet TAS er ugunstig (TAS negativ), dvs. at entropien S av systemet avtar ved overgang fra begynnelses- til slutt-tilstanden. The above reaction is exothermic, but results in a reduction of the entropy or a greater order in the system. The energy term AH is favorable for a spontaneous transformation (AH negative), while the energy term TAS is unfavorable (TAS negative), i.e. that the entropy S of the system decreases during the transition from the initial to the final state.

Som det fremgår av beregningene, er reaksjonen istand til å fortsette spontant under de angitte betingelser fordi det.gunstige AH-ledd oppveier det ugunstige TAS-energlledd. As can be seen from the calculations, the reaction is able to proceed spontaneously under the stated conditions because the favorable AH term outweighs the unfavorable TAS energy term.

Det vil således forstås at fremgangsmåten ifølge den foreliggende oppfinnelse i henhold til de ovenfor diskuterte termodynamiske prinsipper medfører fremstilling av hydrogen fra vann It will thus be understood that the method according to the present invention, in accordance with the thermodynamic principles discussed above, entails the production of hydrogen from water

under anvendelse av jern eller mangan,som foretrukket katalysatorusing iron or manganese as the preferred catalyst

og også medfører en omdannelse av katalysatoren til den3opprinnelige tilstand på en ny måte. Da hydrogenfremstillingafasen av prosessen and also entails a transformation of the catalyst to the original state in a new way. Then the hydrogen production phase of the process

er eksoterm, blir en god del av den varme som frembringes ved reaksjonen, anvendt 1 den fase hvor reaksjonsmiddelet blir regenerert. is exothermic, a good part of the heat produced by the reaction is used in the phase where the reactant is regenerated.

Det skal imidlertid bemerkes at ytterligere varme kan være nødvendig i regenerasjonsfasen; og denne kan tilføres ved en planlagt, be-hersket, påtrykt intern elektrisk Oppvarming av oksydet for å øke temperaturen til punktet for , hvoretter oksydet dissosierer However, it should be noted that additional heat may be required in the regeneration phase; and this can be supplied by a planned, controlled, applied internal electrical heating of the oxide to increase the temperature to the point of , after which the oxide dissociates

eller disproporsjonerer de gassformede oksygenatomer fra de rene metallatoxuer og hydrogenatomene føres ut i atmosfæren eller på annen måte føres bort til et sted hvor de ikke kan forene seg påny med metallet. or the gaseous oxygen atoms disproportionate from the pure metal oxides and the hydrogen atoms are discharged into the atmosphere or otherwise carried away to a place where they cannot recombine with the metal.

Under den periode hvor varmedissosieringsprosessen utføres, kan oksygen spyles ut av reaksjonskasuneret ved innmating av en tilmålt mengde hydrogengass i det kammer hvor dlssosierlirgsprosessen foregår. Alternativt kan damp eller et hvilket som helst annet middel som vil fremgå for fagfolk, kunne anvendes til å spyle oksygen ut av kammeret. Bruken av hydrogen eller damp for å skaffe en trekk soia fjerner de paramagnetiske oksygenatomer og samtidig skaffer en atmosfære som er gunstig for oppfinnelsen, foretrekkes. I henhold til den foreliggende oppfinnelse kan der derfor teoretisk utføres et ubegrenset antall cykler med hydrogenproduksjon og katalysatorregene-rering uten mulighet for innføring av forurensninger og uten tap av effektiviteten av det reagerende metall som et resultat av andre og uønskede reaksjoner. During the period when the heat dissociation process is carried out, oxygen can be flushed out of the reaction chamber by feeding a measured amount of hydrogen gas into the chamber where the dissociation process takes place. Alternatively, steam or any other means apparent to those skilled in the art could be used to flush oxygen out of the chamber. The use of hydrogen or steam to provide a draft soia removes the paramagnetic oxygen atoms and at the same time provides an atmosphere favorable to the invention is preferred. According to the present invention, an unlimited number of cycles of hydrogen production and catalyst regeneration can therefore theoretically be carried out without the possibility of introducing contaminants and without loss of the effectiveness of the reacting metal as a result of other and unwanted reactions.

I henhold til et ytterligere trekk ved den foreliggende oppfinnelse skaffes der et apparat til utførelse av fremgangsmåten. Apparatet er innrettet til å arbeide og funksjonere slik at det skaffer de nødvendige, avgjørende omgivelsesbetingelser, herunder nøyaktig regulert varme, atmosfære, overvåknings- og tidsfunksjoner, bet anvendte apparat vil bli beskrevet under henvisning til visse foretrukne utførelsesformer som vil bli beskrevet som et eksempel og ikke utgjør noen grense for apparatets utførelse. De beskrevne foretrukne utførelsesformer av apparatet er tre grunnutførelser, hvorav den første er beregnet for bruk i biler, mens den annen er en liten kraftstasjon for anvendelse i boliger og den tredje er en industriell enhet. Det skal spesielt nevnes at hver av disse ut-førelser kan modifiseres på egnet måte for anvendelse i andre omgivelser. According to a further feature of the present invention, an apparatus is provided for carrying out the method. The apparatus is designed to work and function so as to provide the necessary, decisive environmental conditions, including precisely regulated heat, atmosphere, monitoring and time functions, but the apparatus used will be described with reference to certain preferred embodiments which will be described by way of example and does not constitute a limit to the design of the device. The described preferred embodiments of the apparatus are three basic designs, the first of which is intended for use in automobiles, while the second is a small power station for residential use and the third is an industrial unit. It should be mentioned in particular that each of these designs can be modified in a suitable way for use in other environments.

Eksempel IExample I

Forbrenningsproaesser i bilerCombustion processes in cars

Varmevirkningsgraden for en bilmotor kan lett beregnes. The thermal efficiency of a car engine can be easily calculated.

Vanligvis fås tallene ved fysisk prøving av bilen, idet de virkelige virkningsgrader vanligvis ligger meget lavere enn den beregnede teoretiske virkningsgrad og kanskje bare er halvparten så store. De praktiske tap skyldes at brenselet ikke forbrenner fullstendig, at prosesscyklusen ikke kan reproduseres nøyaktig, at varme føres bort fra motoren, at der foreligger friksjonstap etc. I forbindelse med den foreliggende fremstilling er det imidlertid både begrunnet og relevant å beregne varmevirkningsgraden for en bilmotor som arbeider på bensin på vanlig måte og deretter sammenligne disse data med den beregnede varmevirkningsgrad for nøyaktig den samme bilmotor når denne arbeider på hydrogen. Det vil så bli vist at apparatet ifølge den foreliggende oppfinnelse kan utføres i overensstemmelse med de teoretiske krav i henhold til beregningene, hvoretter eventuell kapasitet som er nødvendig av hensyn til de praktiske tap som også foreligger i vanlige motorer, enten de arbeider på bensin eller hydrogen, kan adderes til de beregnede krav. The figures are usually obtained by physically testing the car, as the real efficiencies are usually much lower than the calculated theoretical efficiency and are perhaps only half as large. The practical losses are due to the fact that the fuel does not burn completely, that the process cycle cannot be reproduced exactly, that heat is carried away from the engine, that there are frictional losses, etc. In connection with the present presentation, however, it is both justified and relevant to calculate the thermal efficiency of a car engine which operating on gasoline in the usual way and then comparing this data with the calculated thermal efficiency of the exact same car engine when operating on hydrogen. It will then be shown that the apparatus according to the present invention can be carried out in accordance with the theoretical requirements according to the calculations, after which any capacity that is necessary due to the practical losses that also exist in ordinary engines, whether they work on petrol or hydrogen , can be added to the calculated requirements.

Den teoretiske virkningsgrad er varmevirkningsgraden av cyklusen, og denne er lik den andel av den tilførte energi som virkelig omdannes til arbeid. The theoretical efficiency is the thermal efficiency of the cycle, and this is equal to the proportion of the supplied energy that is actually converted into work.

Bremse-varmevirkningsgraden for en motor er den andel avThe brake thermal efficiency of an engine is the proportion of

den med brenselet tilførte energi som er tilgjengelig som bremse-effekt. Varmeverdien av brenselet må være kjent for beregning av den tilførte energi. Dette kan uttrykkes i vanlige enheter, f.eks. kcal, J eller BTU. the energy added with the fuel that is available as braking effect. The calorific value of the fuel must be known to calculate the supplied energy. This can be expressed in common units, e.g. kcal, J or BTU.

Det antall J som frigjøres ved forbrenning av 1 kg brensel, kalles varmeverdien Q^. For bensin av høy kvalitet er denne verdi nominelt 46,520 MJ/kg. The quantity J released by burning 1 kg of fuel is called the heat value Q^. For high-quality petrol, this value is nominally 46,520 MJ/kg.

Motorens arbeid kan også uttrykkes i J, idet 1 J er 1 Ws. En effekt på 1 hestekraft (735,499 W) som utøves kontinuerlig i 1 time, tilsvarer derfor 2,647796 MJ, dvs. at 1 hestekraft er lik 2,647796 MJ/h. The engine's work can also be expressed in J, since 1 J is 1 Ws. An effect of 1 horse power (735.499 W) which is exerted continuously for 1 hour, therefore corresponds to 2.647796 MJ, i.e. that 1 horse power is equal to 2.647796 MJ/h.

Da det spesifikke brenselsforbruk er det antall kg brensel som forbrennes for å levere 1 bremsehestekraft i et tidsrom på 1 time, kan bremse-varmevirkningsgraden uttrykkes som: Since the specific fuel consumption is the number of kg of fuel that is burned to deliver 1 brake horse power in a period of 1 hour, the brake heating efficiency can be expressed as:

Fyllingskrav Filling requirements

Den mengde oksygen som er nødvendig for å underholde forbrenningen av brensel, kan lett beregnes hvis de kjemiske bestand-deler er kjent. Det er vanlig å anta at bensin er en blanding av mange hydrokarboner, i gjennomsnitt svarende til oktan C3Hi8 • The amount of oxygen required to sustain the combustion of fuel can be easily calculated if the chemical constituents are known. It is common to assume that petrol is a mixture of many hydrocarbons, on average corresponding to octane C3Hi8 •

Med denne forutsetning er det mulig å skrive reaksjons-ligningen mellom bensin og luft som With this assumption, it is possible to write the reaction equation between petrol and air as

For 1 kg brensel vil ligningen vere eller 1 kg CøE18 + 15,17 kg luft » 16,17 kg forbrenningsprodukter. For 1 kg of fuel, the equation will be or 1 kg of CøE18 + 15.17 kg of air » 16.17 kg of combustion products.

Disse ligninger angir forholdstallet for fullstendig forbrenning. Ufullkommenheter i forbrenningskammeret, ufullstendig blanding av brensel og luft, utilstrekkelig tid til at reaksjonen kan fullføres og andre ugunstige faktorer hindrer en fullstendig eller perfekt forbrenning. These equations indicate the ratio of complete combustion. Imperfections in the combustion chamber, incomplete mixing of fuel and air, insufficient time for the reaction to complete, and other adverse factors prevent complete or perfect combustion.

Erfaringsmessig har det vist seg at en noe mager blanding på ca. 16tl er mere økonomisk enn den blanding på 15,17:1 som er nevnt ovenfor. Den overskytende luft bidrar til fullstendig forbrenning, men der utvikles i virkeligheten mindre kraft fordi der i den magrere blanding foreligger mindre brensel. Experience has shown that a somewhat lean mixture of approx. 16tl is more economical than the 15.17:1 mixture mentioned above. The excess air contributes to complete combustion, but in reality less power is developed because there is less fuel in the leaner mixture.

Ytterligere økning av luftoverskuddet er uøkonomisk fordi fyllingens forbrenningshastighet reduseres. En noe fet blanding, f.eks. en blanding,på 12:1, gir mer kraft enn det teoretiske kjemiske forhold pfi 15,17:1. Dette skyldes at det ekstra brensel gir mer kjemisk energi til forbrenningskammeret, og at den frigjorte nettoenergi økes til tross for at forbrenningen er mindre fullstendig. Further increase of the excess air is uneconomical because the combustion rate of the filling is reduced. A somewhat oily mixture, e.g. a mixture of 12:1 gives more power than the theoretical chemical ratio of 15.17:1. This is because the extra fuel gives more chemical energy to the combustion chamber, and that the net energy released is increased despite the fact that the combustion is less complete.

En ytterligere økning av brenseloverskuddét reduserer kraften ved reduksjon av forbrenningshastigheten. A further increase in the fuel surplus reduces the power by reducing the combustion rate.

Bilmotor ( 200 bremsenestekrefter, 147 kW) Car engine (200 brake horsepower, 147 kW)

Bensinforbruk 1 J ( full ytelse)Fuel consumption 1 J (full performance)

Hvis der antas en bensinkvalitet på 48,845 MJ/kg, er varmemengden i 1 liter bensin 36 MJ, idet bensin veier 0,737 kg/l, og If a petrol quality of 48.845 MJ/kg is assumed, the amount of heat in 1 liter of petrol is 36 MJ, as petrol weighs 0.737 kg/l, and

Qn48,845 MJ/kg. Den utviklede energi beregnet som 1 hk levert kontinuerlig il h, er 2,647796 MJ og Qn48.845 MJ/kg. The developed energy calculated as 1 hp delivered continuously il h, is 2.647796 MJ and

Da 1 hk «2,6478 • IO6 J/h, er 200 hk « 529,56 MJ/h - 0,14710 MJ/s. Then 1 hp « 2.6478 • IO6 J/h, 200 hp « is 529.56 MJ/h - 0.14710 MJ/s.

Nødvendig hydrogen for å eratatte bensinNecessary hydrogen to produce gasoline

Da 1 m<3>H2 (15,5°C, 1 atra) tilsvarer 10,023 MJ, og da enSince 1 m<3>H2 (15.5°C, 1 atra) corresponds to 10.023 MJ, and then a

200 hk's bilmotor krever 0,14710 MJ/s for drift med full kraft,200 hp's car engine requires 0.14710 MJ/s to operate at full power,

vil hydrogenbehovet værewill be the hydrogen demand

0 , 14710 MJ / s D n 3 „ ■ _a1 ' 1 1 f 1 - «* 0,0146762 Bi H9pr. s. 0 , 14710 MJ / s D n 3 „ ■ _a1 ' 1 1 f 1 - «* 0.0146762 Bi H9pr. pp.

10,023MJ/nT ■ 10.023MJ/nT ■

Da 1 m3 krever 2 ,38 ra3 luft for forbrenning, vil en blanding av brensel og luft inneholde As 1 m3 requires 2.38 ra3 of air for combustion, a mixture of fuel and air will contain

f 29,58 % H2f 29.58% H2

70, 42 % luft70, 42% air

100,00 & til8ammen100.00 & up

Det samlede volum av brensel/luft-blanding som forbrukes pr. s iThe total volume of fuel/air mixture that is consumed per pp. i

3 3 3 3

motoren, er følgelig 0,0496 ra , hvorav bare 0,0147 m er hydrogen som må fremstilles. engine, is therefore 0.0496 ra , of which only 0.0147 m is hydrogen that must be produced.

Dampmengde for fremstilling av det nødvendige hydrogenAmount of steam to produce the required hydrogen

648,0 g damp gir 72,72 g K2, dvs. at der fås 8,911 g damp648.0 g of steam gives 72.72 g of K2, i.e. 8.911 g of steam is obtained

pr. g H,.'per g H,.'

Da hydrogen har en massetetthet på 85,058 g/m3,tilsvarer 0,0147 m3 H21,24833.g, '.mens dampmengden blir Since hydrogen has a mass density of 85.058 g/m3, 0.0147 m3 H21.24833.g corresponds to, while the amount of steam becomes

1,24333 8,911 « 11,1239 g damp/s. 1.24333 8.911 « 11.1239 g steam/s.

Da damp ved 100°C og 1 atm har en massetetthet på 597,527 g/m , svarer dette til et dampforbruk på 0,0186 ra 3/s ved full ytelse. Hvis det antas at bilen ved full motorytelse har en hastighet på 193 km/h, kan den gå ca. 4,82 km pr. liter vann ved denne hastighet. As steam at 100°C and 1 atm has a mass density of 597.527 g/m, this corresponds to a steam consumption of 0.0186 ra 3/s at full performance. If it is assumed that the car at full engine performance has a speed of 193 km/h, it can go approx. 4.82 km per liters of water at this rate.

Med disse tall for øye skal der nå henvises til fig. 2, hvor hovedbestanddelene av et apparat ifølge den foreliggende oppfinnelse for bruk i en bil er vist, idet apparatet generelt er betegnet med henvisningstallet 10. With these figures in mind, reference must now be made to fig. 2, where the main components of a device according to the present invention for use in a car are shown, the device being generally denoted by the reference number 10.

Apparatet 10 omfatter en keramisk sylinderblokk 12 som er støpt fra en leirvelling av et egnet keramisk materiale og brent i en ovn på en måte som er vel kjent i faget. Egnede materialer for den keramiske sylinderblokk er mullitt eller aluminiumoksyd, og aluminiumoksyd foretrekkes. I den viste utførelsésform er den keramiske sylinderblokk 12 utformet med syv sylindre. For beskrivelsen av den foreliggende oppfinnelse er sy Undrene numerert fra 1 til 7 på fig. 2. The apparatus 10 comprises a ceramic cylinder block 12 which is cast from a clay slurry of a suitable ceramic material and fired in a kiln in a manner well known in the art. Suitable materials for the ceramic cylinder block are mullite or alumina, and alumina is preferred. In the embodiment shown, the ceramic cylinder block 12 is designed with seven cylinders. For the description of the present invention, the stitches are numbered from 1 to 7 in fig. 2.

I sylindrene 1-3 pg 5-7 er der satt Inn reaksjonsrør 14 som er fremstilt av et hvilket som helst egnet materiale som er inert med hensyn på reaksjonen og vil motstå de temperaturer som opptrer i apparatet. Et egnet materiale er rustfritt stål. Det vil bemerkes at reaksjons-rørene har form av hylser som kan skiftes ut etter behov. Det skal også bemerkes at den keramiske sylinderblokk 12 skaffer sylindervegger med en tykkelse på ca. 3,2-6,4 mm. Det keramiske materiale skaffer viktige fysiske egenskaper, idet det har høy elektrisk isolasjonsevne, tillater en høy vanneovergang, er kjemisk forenlig med systemet, er lett å fremstille pg har harde overflater. I sylinder nr. 4 er der satt inn et varmeelement 16 hvis formål vil fremgå av den videre beskrivelse av apparatet. Som tidligere nevnt kan katalysatoren ha forskjellige fysiske former, idet hovedkravet er at en størst mulig In the cylinders 1-3 and 5-7, reaction tubes 14 are inserted which are made of any suitable material which is inert with respect to the reaction and will withstand the temperatures that occur in the apparatus. A suitable material is stainless steel. It will be noted that the reaction tubes have the form of sleeves which can be replaced as needed. It should also be noted that the ceramic cylinder block 12 provides cylinder walls with a thickness of approx. 3.2-6.4 mm. The ceramic material provides important physical properties, as it has high electrical insulation, allows a high water transition, is chemically compatible with the system, is easy to manufacture because it has hard surfaces. A heating element 16 is inserted in cylinder no. 4, the purpose of which will be apparent from the further description of the device. As previously mentioned, the catalyst can have different physical forms, the main requirement being that it be as large as possible

overflate av katalysatoren skal utsettes for damp for å skaffe en stor reagerende overflate. Reaksjonsmiddelet er således bearbeidet for å gi en slik stor overflate. Dette gjøres ved findeling av metallet for. å danne partikler i området fra et fint pulver til8tykker eller spon med relativt stor størrelse, dvs. uregelmessig formede spon med en største dimensjon på så meget som 6-13 mm. En annen form for reaksjonsmiddel er kontinuerlige bånd, tråder eller lignende, og i den beskrevne utførelsesform anvendes der tråder. En masse av reaksjonsmiddeltråder pakkes i hvert reaksjonsrør 14 og er betegnet med henvisningstallet 16. surface of the catalyst must be exposed to steam to provide a large reacting surface. The reaction agent is thus processed to give such a large surface. This is done by finely dividing the metal. to form particles in the range from a fine powder to 8thick or chips of relatively large size, i.e. irregularly shaped chips with a largest dimension of as much as 6-13 mm. Another form of reaction agent is continuous bands, threads or the like, and in the described embodiment, threads are used there. A mass of reactant threads is packed in each reaction tube 14 and is denoted by the reference number 16.

En dampakkumulator 20 er anordnet for å. sikre øyeblikkelig og rask fremstilling og levering av hydrogen fra enheten etter behov. Vann kommer inn i dampakkumulatoren fra et reservoir 46 via en ledning 22, og én returledning 24 er anordnet for å skaffe sirkulasjon mellom dampakkumulatoren 20 og reservoiret. Dette er spesielt viktig i kaldt vær når vannet i reservoiret er tilbøyelig til å fryse, og en konstant sirkulasjon av vann til dampakkumulatoren og tilbake til reservoiret etter,oppvarming kan hindre slik frysing. Vannreservoiret er naturligvis det som i en vanlig bil ville være bensintanken. Damp fra akkumulatoren 20 føres til hydrogengeneratoren gjennom en damp-ledning 26. En vanlig termoelektrisk generator 28 er anordnet for å ' forsyne enheten med den nominelle elektriske kraft som er nødvendig, men vanlige elektriske systemer i bilen kan også anvendes til dette formål. A steam accumulator 20 is arranged to ensure immediate and rapid production and delivery of hydrogen from the unit as required. Water enters the steam accumulator from a reservoir 46 via a line 22, and one return line 24 is arranged to provide circulation between the steam accumulator 20 and the reservoir. This is particularly important in cold weather when the water in the reservoir is prone to freezing, and a constant circulation of water to the steam accumulator and back to the reservoir after heating can prevent such freezing. The water reservoir is naturally what would be the petrol tank in a normal car. Steam from the accumulator 20 is led to the hydrogen generator through a steam line 26. A common thermoelectric generator 28 is arranged to supply the unit with the nominal electrical power required, but common electrical systems in the car can also be used for this purpose.

Hydrogen som fremstilles i de respektive sylindre, strømmer gjennom ét hydrogensamlekammer 30, en hydrogenpumpe 32 og en hydrogen- ledning 34 til et hydrogenforråd 36 for motoren. En reservetank 38 for hydrogen kan også anordnes. En reguleringsventil 40 tjener til etter tur å føre damp inn i sylindrene 1-3 eller 5-7 avhengig av driftsmåten i disse sylindre, føre hydrogen fra disse sylindre til hydrogensaiAlekammeret når de fremstiller hydrogen, og føre den oksygen-holdige utløpsstrøm fra sylindrene ut av disse når de regenererer reaksjonsmiddelet. I den viste utførelsesform er reguleringsventilen 40 en dreievehtil som drives aven vehtilmanøvreringsmotor 42. Alle de elementer av apparatet som arbeider ved høy temperatur, eller som skal holdes på en konstant høy temperatur, er innleiret i et skuro-legeme 44 av keramisk materiale. Oet keramiske hylster 44 er fremstilt av det keramiske skummateriale som er gjenstand for US patent nr. 3 762 935. Hydrogen produced in the respective cylinders flows through a hydrogen collection chamber 30, a hydrogen pump 32 and a hydrogen line 34 to a hydrogen supply 36 for the engine. A reserve tank 38 for hydrogen can also be arranged. A control valve 40 serves to in turn feed steam into cylinders 1-3 or 5-7 depending on the mode of operation in these cylinders, feed hydrogen from these cylinders to the hydrogen chamber when they produce hydrogen, and feed the oxygen-containing outlet stream from the cylinders out of these when they regenerate the reactant. In the embodiment shown, the control valve 40 is a rotary valve which is driven by a valve maneuvering motor 42. All the elements of the apparatus which work at high temperature, or which must be kept at a constant high temperature, are embedded in a scuro-body 44 of ceramic material. Oet ceramic sleeve 44 is made from the ceramic foam material which is the subject of US patent no. 3,762,935.

Under drift må apparatet først gjennomgå ét igangsettings-trinn før sylindrene hår en tilstrekkelig høy temperatur til å underholde reaksjonen. Ved igangsetting blir elektrisk energi til-ført oppvarmningsinnretninger i dampakkumulatoren og samtidig til reaksjonsmiddelet i den reaksjonssylinder som er utpekt av reguleringsventilen 40, og som står i forbindelse med denne. Som tidligere angitt blir det reagerende metall i reaksjonsmiddelet 18 et motstands-.varmelegeme som følge, av den tilførte strøm og massen av tettpakkede metalltråder, som når de er delvis oksyderte, raskt oppvarmes til rødglød. Den spenning og den strøm som må tilføres for oppnåelse av dette resultat, kan lett fastlegges, av vanlige fagfolk. I mellomtiden blir damp fremstilt i dampakkumulatoren 20 og ført gjennom dampledningen 26 til innløpsenden av sylinder nr. 4, hvor den ytterligere oppvarmes av dampvarmeelementet 16. Den pverhetede damp som forlater During operation, the apparatus must first undergo a start-up step before the cylinders reach a sufficiently high temperature to entertain the reaction. During start-up, electrical energy is supplied to the heating devices in the steam accumulator and at the same time to the reaction medium in the reaction cylinder which is designated by the control valve 40, and which is in connection with it. As previously stated, the reacting metal in the reactant 18 becomes a resistance heater as a result of the supplied current and the mass of densely packed metal wires, which, when partially oxidized, are quickly heated to a red glow. The voltage and the current that must be supplied to achieve this result can be easily determined by ordinary professionals. Meanwhile, steam is produced in the steam accumulator 20 and passed through the steam line 26 to the inlet end of cylinder No. 4, where it is further heated by the steam heating element 16. The superheated steam leaving

sylinder nr.4, føres ved hjelp av styreventilen 40 til enten sylinder nr. 3 eller sylinder nr. 5 avhengig av hvilken gruppe av sylindre som styreventilen 40 har utpekt til hydrogenfremstilling. For enkelhets skyld vil det antas at sylindrene 1-3 befinner seg i hydrogenfremstillingsfasen, og at damp derfor føres inn i sylinderen 3 av styreventilen 40. Som allerede nevnt er det reagerende metall 18 1 sylinderen 3 blitt forvarmet til rødglød. Hår damp ankommer til sylinderen 3 bg passerer gjennom denne, blir reaksjonen mellom dampen og det reagerende metall eksoterm. Hydrogengass fortrenges fra dampen og føres gjennom sylindrene 2 og 1. cylinder no. 4, is led by means of the control valve 40 to either cylinder no. 3 or cylinder no. 5, depending on which group of cylinders the control valve 40 has designated for hydrogen production. For simplicity, it will be assumed that cylinders 1-3 are in the hydrogen production phase, and that steam is therefore introduced into cylinder 3 by the control valve 40. As already mentioned, the reacting metal 18 in cylinder 3 has been preheated to a red glow. As steam arrives at the cylinder 3 bg passes through it, the reaction between the steam and the reacting metal becomes exothermic. Hydrogen gas is displaced from the steam and passed through cylinders 2 and 1.

Det automatiske trykkstyresystem (ikke vist) kobler ut den elektriske energi til sylinder nr. 3 og slutter en krets som fører elektrisk energi til.sylinder nr. 2 for å forvarme katalysatoren 18 The automatic pressure control system (not shown) shuts off electrical power to cylinder No. 3 and closes a circuit that carries electrical power to cylinder No. 2 to preheat the catalyst 18

til den kan arbeide videre eksotermisk på egen hånd. Deretter brytes kretsen til sylinder nr. 2, mens en krets til sylinder nr. 1 sluttes for det samme formål. Så snart alle tre sylindre arbeider eksotermisk behøver der ikke tilføres noen elektrisk energi til sylindrene. På fig. 3 er strømmen av damp og hydrogen gjennom apparatet vist med until it can continue working exothermically on its own. Then the circuit to cylinder no. 2 is broken, while a circuit to cylinder no. 1 is closed for the same purpose. As soon as all three cylinders work exothermically, no electrical energy needs to be supplied to the cylinders. In fig. 3, the flow of steam and hydrogen through the apparatus is shown with

piler, og det vil ses at strømmen går gjennom sylinder nr. 4, hvor dampen forvarmes, og deretter gjennom sylindrene 3, 2 og 1, hvoretter strømmen går til hydrogensamlekåmmeret 30 og hydrogenpumpen 32 for levering gjennom ledningen 34 til hydrogenreservetanken 38 og hydrogenforrådet 36 for motoren. arrows, and it will be seen that the current goes through cylinder No. 4, where the steam is preheated, and then through cylinders 3, 2 and 1, after which the current goes to the hydrogen collecting chamber 30 and the hydrogen pump 32 for delivery through the line 34 to the hydrogen reserve tank 38 and the hydrogen storage 36 for the engine.

Når et overvåkningssystem har fastslått at den på forhånd fastlagte mengde reaksjonsmiddel 18 i sylindrene 1-3 er omdannet til oksyd, setter reguleringssystemet igang sylindrene 5-7 på samme When a monitoring system has established that the predetermined amount of reactant 18 in cylinders 1-3 has been converted to oxide, the control system activates cylinders 5-7 at the same

måte. Etterhvert som eksoterme temperaturer nås i sylindrene 5-7, blir elektrisk energi til disse sylindre, stengt av og kretsene til sylindrene 1-3 sluttet for å heve temperaturene i disse sylindre til dissosieringspunktet for metalloksydene. Etterhvert som metalloksydene dissosierer, blir enten damp eller en liten mengde hydrogen ført gjennom disse sylindre for å akselerere reduksjonscyklueen og føre oksygen ut av sylindrene. manner. As exothermic temperatures are reached in cylinders 5-7, electrical power to these cylinders is shut off and the circuits to cylinders 1-3 are closed to raise the temperatures in these cylinders to the point of dissociation of the metal oxides. As the metal oxides dissociate, either steam or a small amount of hydrogen is passed through these cylinders to accelerate the reduction cycle and drive oxygen out of the cylinders.

Det vil således ses at systemet fortsetter å funksjonere og veksler mellom hydrogenfremstilling og regenerering av reaksjonsmiddelet, idet der alltid er tre sylindre som fremstiller hydrogen og tre som rekondisjoneres for den neste produksjonscyklus. Etterhvert som systemet fortsetter å arbeide etter denne cyklus, kommer hele den keramiske sylinderblokk opp i en stasjonær temperatur på It will thus be seen that the system continues to function and alternates between hydrogen production and regeneration of the reactant, as there are always three cylinders that produce hydrogen and three that are reconditioned for the next production cycle. As the system continues to operate after this cycle, the entire ceramic cylinder block reaches a stationary temperature of

ca. 1030^1100°C. Det elektriske system som avføler dette temperatur-nivå, vil da automatisk stanse tilførselen av elektrisk energi, bortsett fra det tilskudd som eventuelt måtte være nødvendig for oppnåelse av dissoslasjonsnivåer under regenereringen av reaksjonsmiddelet. about. 1030^1100°C. The electrical system which senses this temperature level will then automatically stop the supply of electrical energy, apart from the supplement which may be necessary to achieve dissociation levels during the regeneration of the reactant.

Det samlede system er beskrevet under henvisning til fig. 2, og hydrogensysternet er beskrevet under henvisning til fig. 3. For en fullstendig forståelse av driften av apparatet skal også forskjellige andre undersystemer beskrives, firenseltilførselssystemet er f.eks. en nødvendig del av det samlede system. Brenseltilførselsysternet benytter en beholder eller en tank 46 som er analog med bensintanken i en bil. I virkeligheten kan den bensintank som for tiden anvendes i biler/uten videre anvendes som vannreservoir ved tilføyelse av The overall system is described with reference to fig. 2, and the hydrogen system is described with reference to fig. 3. For a complete understanding of the operation of the apparatus, various other sub-systems must also be described, the four-cell supply system is e.g. a necessary part of the overall system. The fuel supply system uses a container or tank 46 which is analogous to the petrol tank in a car. In reality, the petrol tank that is currently used in cars can/without further ado be used as a water reservoir by adding

en ytterligere ledningskrets og omkobling av den foreliggende brenseltllfør8elsledning som forbinder brenseltanken med forgasseren, for forbindelse med dampakkumulatoren ved den ene ende og innløps-fordeleren til motoren ved den annen ende. a further wiring circuit and rewiring of the present fuel delivery line connecting the fuel tank to the carburettor, for connection with the steam accumulator at one end and the inlet manifold to the engine at the other end.

Som allerede beskrevet forbinder en mateledning 22 brenseltanken og dampakkumulatoren 20, og en returledning 24 er også anordnet mellom dampakkumulatoren 20 og brenseltanken. Dette sikrer to viktige forhold. For det første sikres der en konstant og tilstrekkelig tilførsel av vann til dampakkumulatoren 20. Dette er viktig som følge av varierende belastnlngskrav som bestemmes av bilføreren. Returlednlngen 24 er forbundet med et indre overløps-stigerør 44 som ér vist på fig. 4. Stigerøret 44 regulerer vann-nivået i dampakkumulatoren 20. Dernest fører returlednlngen 24 overskytende vann tilbake til hovedtilførselstanken 46 og virker3om en varrcevekslerenhet ved at den resirkulerer oppvarmet vann til hovedtanken. Brenseltanken 46 tjener således som et stort varmealuk for å akkumulere følbar varme som fjerner mulig overskytende varme fra hovedenheten, idet dette spres til vanntanken. Ved at temperaturen i hovedtilførselstanken 46 holdes på ca. 52-66°C, unngås enhver mulighet for frysing av vannet under drift. En liten mengde alkohol i hovedtilførselstanken 46 vil hindre frysing i løpet av natten i kuldeperioder. Alkoholen vil ikke forstyrre driften av apparatet. Dampakkumulatoren 20 kan betraktes som en tank med meget varmt vann som skaffer damp ved koking av vannet. Når der frembringes ét overskudd av damp, stiger trykket i systemet og damp kondenseres til vann 1 akkumulatoren, hvorved dette oppvarmes. Når trykket faller, koker vannet og tilfører på denne måte den manglende dampmengde. Dette er et meget grunnleggende, enkelt og selvregulerende prinsipp. As already described, a feed line 22 connects the fuel tank and the steam accumulator 20, and a return line 24 is also arranged between the steam accumulator 20 and the fuel tank. This ensures two important conditions. Firstly, a constant and sufficient supply of water to the steam accumulator 20 is ensured. This is important as a result of varying load requirements determined by the driver. The return line 24 is connected to an internal overflow riser 44 which is shown in fig. 4. The riser 44 regulates the water level in the steam accumulator 20. Next, the return pipe 24 leads excess water back to the main supply tank 46 and acts as a heat exchanger unit by recirculating heated water to the main tank. The fuel tank 46 thus serves as a large heat sink to accumulate sensible heat which removes possible excess heat from the main unit, as this is spread to the water tank. By keeping the temperature in the main supply tank 46 at approx. 52-66°C, any possibility of the water freezing during operation is avoided. A small amount of alcohol in the main supply tank 46 will prevent freezing during the night during cold periods. The alcohol will not interfere with the operation of the appliance. The steam accumulator 20 can be regarded as a tank with very hot water which provides steam by boiling the water. When an excess of steam is produced, the pressure in the system rises and steam condenses to water 1 in the accumulator, whereby this is heated. When the pressure drops, the water boils and in this way supplies the missing amount of steam. This is a very basic, simple and self-regulating principle.

Inne i dampakkumulatoren 20 er der fire elektriske varmeelementer 48 som skaffer tilstrekkelig varme til å fremstille arbeids-darap på 10-15 s. På dette punkt vil det automatiske styresystem betjene varmeelementene cyklisk enten enkeltvis eller i kombinasjon i avbrutte tidsrom for å vedlikeholde dé ønskede temperaturer. Etterat det samlede system har vært i drift tilstrekkelig lenge til at den eksoterme reaksjon for hydrogenfremstilling har varmet opp hele det store volum av den enhet som er innesluttet i det keramiske skum-hylster 44, vil varmeelementene 48 automatisk bli slått av. Oet vil også ses av fig. 4 at damp føres fra dampakkumulatoren 20 gjennom dampledningen 27 for innføring i sylinder nr. 4 gjennom en egnet Inside the steam accumulator 20 there are four electric heating elements 48 which provide sufficient heat to produce a working darap of 10-15 s. At this point, the automatic control system will operate the heating elements cyclically either individually or in combination in interrupted periods to maintain the desired temperatures . After the overall system has been in operation long enough for the exothermic reaction for hydrogen production to have heated the entire large volume of the unit enclosed in the ceramic foam casing 44, the heating elements 48 will automatically be switched off. This will also be seen from fig. 4 that steam is led from the steam accumulator 20 through the steam line 27 for introduction into cylinder no. 4 through a suitable

dyse 50.Reaksjonss<y>Undrene og de tilhørende komponenter er pånozzle 50.Reaksjonss<y>The wonders and the associated components are on

fig. 4 skjematisk vist ved 52. For overskytende damp som skal føres tilbake til akkumulatoren 20, er der videre anordnet en dampretur-ledning 54. Som det vil fremgå senere kan dessuten overskytende hydrogen og oksygen også føres tilbake gjennom ledningen 54 og katalytisk prudannes til vann som tilsettes akkumulatoren 20. fig. 4 schematically shown at 52. For excess steam to be fed back to the accumulator 20, a steam return line 54 is also arranged. As will be seen later, excess hydrogen and oxygen can also be fed back through the line 54 and catalytically converted into water which the accumulator 20 is added.

Det er foran beregnet at en bilmotor med en nominell ytelseIt is previously calculated that a car engine with a nominal performance

på 200 brerase-hestekrefter vil kreve et gjennomløp på 0,0186 m3 damp pr. s ved et trykk på 1 atmosfære for å gi det hydrogen som er nød-vendig for drift av motoren med toppytelse. Idet dét vil være klårt at disse tall er beregnede teoretiske krav for den valgte motor-størrelse, bør det samlede system være istand til å skaffe en over-skuddskapasitet på 100% for å dekke de naturlige tap som er knyttet til den lite effektive utnyttelse av energien i biler. Systemet bør også kunne skaffe muligheter for å gi ytterligere kapasitet for å ta hensyn til uttak av energi til utstyr som f.eks. air-conditioning og of 200 glacier horse power will require a throughput of 0.0186 m3 of steam per s at a pressure of 1 atmosphere to provide the hydrogen necessary to operate the engine at peak performance. As it will be clear that these numbers are calculated theoretical requirements for the chosen engine size, the overall system should be able to provide a surplus capacity of 100% to cover the natural losses linked to the inefficient utilization of the energy in cars. The system should also be able to provide opportunities to provide additional capacity to take into account the withdrawal of energy for equipment such as e.g. air-conditioning and

< , ' ■ 3 < , ' ■ 3

annet tilleggsutstyr. Volumkapasiteten av systemet i m bestemmes av other additional equipment. The volume capacity of the system in m is determined by

2 3 . ligningen V «* »R L, hvor V er volumet 1 m , «er 3,1416, R er radien av sylinderen og L er lengden av denne. Hvis det antas at tre sylindre benyttes samtidig ved fremstilling av hydrogen, og at .sylindrene har en diameter på 102 mm og en lengde på 914 mm, vil volumet være 22,24 1. Sots det vil ses av disse beregninger, skaffer hver arbeidsenhet på tre sylindre tilsammen tilstrekkelig volurn-kapasitet til at dampgjennomløpsbehovet kan tilfredsstilles ved at damp rett og slett føres inn 1 en slik mengde at enheten fylles og tømmes 1-3 ganger pr. s. Damphastigheten kan ikke bli noe problem ved denne forbrukshastighet, idet den vil ligge i området 2,7-8,2 m/s. Systemet er utformet slik at damptrykket kan Økes til mer enn 103 N/cm<2>Dette vil øke trykket i damptilførselen til systemet fra 1 til 10 atmosfærer. Dampvolumét blir derved redusert tilsvarende, idet masse-tettheten av damp ved 10 atmosfærer er 5,222 kg/m<3>, mens den ved 1 atmosfære er 0,597 kg/m<3>. 2 3 . the equation V «* »R L, where V is the volume 1 m , «is 3.1416, R is the radius of the cylinder and L is its length. If it is assumed that three cylinders are used simultaneously in the production of hydrogen, and that the cylinders have a diameter of 102 mm and a length of 914 mm, the volume will be 22.24 1. As will be seen from these calculations, each unit of work provides three cylinders together have sufficient volurn capacity for the steam flow requirement to be satisfied by simply introducing steam in such a quantity that the unit is filled and emptied 1-3 times per s. The steam velocity cannot be a problem at this consumption rate, as it will be in the range of 2.7-8.2 m/s. The system is designed so that the steam pressure can be increased to more than 103 N/cm<2> This will increase the pressure in the steam supply to the system from 1 to 10 atmospheres. The steam volume is thereby reduced accordingly, as the mass density of steam at 10 atmospheres is 5.222 kg/m<3>, while at 1 atmosphere it is 0.597 kg/m<3>.

Med hensyn til reaksjonsmiddelet 18 er det viktig at tverr-snittet av det kontinuerlige reaksjonsmiddel-stykke har tilstrekkelig volum til at en mulig feil i cyklue-takten som vil føre til at katalysatoren i en betydelig forlenget periode arbeider for hydrogenfremstilling, ikke vil omdanne hele tverrsnittsarealet til oksyd. Det er vanligvis Ønskelig at oksydasjonsprosessen begrenses til de ytre 80% av katalysatoren, idet en større omdannelse vil føre til at katalysatoren blir mekanisk svekket, og at vibrasjoner kan ødelegge kontinuiteten. With regard to the reactant 18, it is important that the cross-section of the continuous reactant piece has sufficient volume so that a possible error in the cycle rate, which will cause the catalyst to work for hydrogen production for a significantly extended period, will not transform the entire cross-sectional area to oxide. It is usually desirable that the oxidation process be limited to the outer 80% of the catalyst, as a larger conversion will lead to the catalyst being mechanically weakened, and that vibrations can destroy continuity.

Styresystemet vil være programmert for å dra nytte av en annen interessant oppdagelse. Det er nemlig funnet at oksydasjonstallet av metalloksydet, enten metallet er jern, mangan eller en legering av disse metaller, står i ét fast forhold til den målte ohmske elektriske motstand. En økning 1 oksydasjonstallet øker den ohmske motstand kraftig, og dette fenomen er repeterbart. Da oksyda-sjon innbefatter et tap av elektroner, kan dette fenomen forutsies. The control system will be programmed to take advantage of another interesting discovery. It has been found that the oxidation number of the metal oxide, whether the metal is iron, manganese or an alloy of these metals, is in a fixed relationship with the measured ohmic electrical resistance. An increase in the oxidation number greatly increases the ohmic resistance, and this phenomenon is repeatable. As oxidation involves a loss of electrons, this phenomenon can be predicted.

Det er også kjent at temperaturen påvirker den ohmske motstand, skjønt denne virkning ikke er så forutsigelig som oksyda-sjonsvirkningen. Iallfall er det nå kjent at jo høyere okaydasjons-tall, desto høyere er den ohmske motstand som motvirker elektrisk strøm i varmecyklusen. Ved stadig overvåkning av motstanden ved hjelp av tidsprøver i en viss takt kan således den mengde av reaksjonsmiddelet som er omdannet til oksydet, bestemmes nøyaktig. Enhetens Integritet og uskaddhet blir så beskyttet for opprettholdelse av tilstrekkelig styrke og strømkapasitet ved at oksydaajonspro-sessen aldri tillates å omdanne mer enn 80% av tverrsnitts vol uroet av metallet. De resterende 20% befinner seg i metallets kjerne over dettes lengde. Dette gir tilstrekkelig fysisk styrke og strømlednings-evne. It is also known that temperature affects the ohmic resistance, although this effect is not as predictable as the oxidation effect. In any case, it is now known that the higher the okadasion number, the higher the ohmic resistance that opposes electric current in the heating cycle. By constantly monitoring the resistance by means of time trials at a certain rate, the amount of the reactant that has been converted into the oxide can thus be accurately determined. The unit's integrity and integrity are then protected to maintain sufficient strength and current capacity by never allowing the oxidation process to convert more than 80% of the cross-sectional volume of the metal. The remaining 20% is located in the metal's core over its length. This provides sufficient physical strength and electrical conductivity.

Sou en ytterligere beskyttelse kan der imidlertid inne i massen av det metalliske reaksjonsmiddel anordnes et separat og uavhengig motstands-vanaeelement. Dette vil bli beskrevet nærmere under henvisning til en annen utføreIsesform. Det skal også bemerkes at den eksoterme reaksjon i hydrogenfrerastillingscyklusen frembringer temperaturer på 980-1100°C som opprettholdes under hele reåksjons-perioden. Den keramiske Isolerende masse i enheten vil effektivt holde på og opprettholde disse temperaturer. Når en rekke sylindre skifter fra hydrogenfremstillingsfasen til katalysator-rekondi-sjoneringsfasen, vil således temperaturen være 980-llG0°C og må As a further protection, however, a separate and independent resistance element can be arranged inside the mass of the metallic reactant. This will be described in more detail with reference to another embodiment. It should also be noted that the exothermic reaction in the hydrogen freeing cycle produces temperatures of 980-1100°C which are maintained throughout the reaction period. The ceramic Insulating mass in the unit will effectively hold and maintain these temperatures. Thus, when a series of cylinders change from the hydrogen production phase to the catalyst reconditioning phase, the temperature will be 980-110°C and must

bare økes ytterligere 100-170°C. Den elektriske energi som er nød-vendig for denne lille økning av temperaturen, er ubetydelig og kan tilføres fra bilens elektriske system. just increase another 100-170°C. The electrical energy necessary for this small increase in temperature is negligible and can be supplied from the car's electrical system.

Eksempel II En annen utførelsesform av et apparat ifølge oppfinnelsen er vist på fig. 55 som beskriver en enhet som kan betegnes som "boligkraftsenterM og generelt er betegnet med henvisningstallet 56. I denne enhet er der to reaks jonskaiore 58 og 60 som dannes av to konsentrisk anordnede reaksjonsrør 62 og 64. Rørene holdes i stilling av endedeksler 66 og 68. Hvert av reaksjonskamrene 58 og 60 er fylt med ét reaksjonsmiddel 18 i en hvilken som helst egnet form som allerede beskrevet. Example II Another embodiment of an apparatus according to the invention is shown in fig. 55 which describes a unit which can be termed a "residential power station" and is generally denoted by the reference number 56. In this unit there are two reactors 58 and 60 which are formed by two concentrically arranged reaction tubes 62 and 64. The tubes are held in position by end covers 66 and 68 Each of the reaction chambers 58 and 60 is filled with one reactant 18 in any suitable form as already described.

Vann kommer inn i dampakkumulatoren 20 gjennom en innløps-ledning 22. Returlednlngen 24 for vann sørger for sirkulering av vann gjennom en ikke vist vannlagertank. På samme måte som i den dampakkumulator som er beskrevet under henvisning til den første utfør-elses f orm, er der anordnet varntee lemen ter 48 som opprettholder den nødvendige temperatur 1 dampakkumulatoren 20. Damp fra dampakkumulatoren 20 føres gjennom, ledningen 26 og styreventilen 40 til et av reaksjonskamrene 56 eller 60. Eksempelvis er styreventilen 40 på fig. 4 vist å føre damp inn i det ytre reaksjonskammer 58. Når damp føres over det oppvarmede reaksjonsmiddel 18, frembringes hydrogen, og reaksjonsmiddelet omdannes til oksyd. Hydrogenet forlater deretter apparatet gjennom et utløp 70. Mens det ytre reaksjonskammer 58 arbeider i hydrogenfremstillingsfasen, arbeider det indre kammer .60 i mellomtiden i den fase hvor reaksjonsmiddelet regenereres. For å spyle det indre reaksjonskammer 60 for oksygen etterhvert som dette dannes, blir i den viste utførelsesform en tilmålt mengde hydrogen avledet gjennom åpninger 72, og blandingen åv hydrogen og oksygen blir ført ut gjennom et utløp 74 i endedekselet 68. Water enters the steam accumulator 20 through an inlet line 22. The return line 24 for water ensures the circulation of water through a water storage tank not shown. In the same way as in the steam accumulator described with reference to the first embodiment, warning elements 48 are arranged which maintain the necessary temperature 1 steam accumulator 20. Steam from the steam accumulator 20 is passed through, the line 26 and the control valve 40 to one of the reaction chambers 56 or 60. For example, the control valve 40 in fig. 4 shown to introduce steam into the outer reaction chamber 58. When steam is introduced over the heated reactant 18, hydrogen is produced, and the reactant is converted to oxide. The hydrogen then leaves the apparatus through an outlet 70. While the outer reaction chamber 58 works in the hydrogen production phase, the inner chamber 60 meanwhile works in the phase where the reactant is regenerated. To flush the inner reaction chamber 60 for oxygen as it is formed, in the embodiment shown, a measured amount of hydrogen is diverted through openings 72, and the mixture of hydrogen and oxygen is discharged through an outlet 74 in the end cover 68.

På fig. 6 er det elektriske system for den samlede enhet vist skjematisk. Generelt er driften av den samlede enhet styrt av en sifferstyreinnretning 76 og en grenseflateinnretning 78. Det vil ses at disse styreinnretninger regulerer varmeelersentene 48 i dampakkumulatoren 20, ventilmanøvreringsmotoren 42, varmeelementer 82, 84 og 86 og den termoelektriske generator 28. I den viste utførelses-form blir katalysatoren 18 ikke oppvarmet ved at strøm føres gjennom katalysatoren som i den første utførelsesform, men ved at den ligger rundt varmeelementene 60, 82, 84 og 86, som skaffer den nødvendige tilleggsvarme for igangsetting og for regenerering av reaksjonsmiddelet. Det vil også forstås at den ytre og den indre sylinder 62 og 64 er dannet av keramisk materiale og er foret med et egnet materiale som f.eks. rustfritt stål, og at der er en betydelig varmeveksling mellom de to reaksjonskamre 56 og 60 gjennom veggene i det indre rør 64. Den eksotenae reaksjon fra hydrogenfremstillingsfasen i et reaksjonskammer skaffer således varme for opprettholdelse av en høy temperatur i det annet reaksjonskammer, slik at bare en liten energimengde må tilføres for å heve temperaturen til en noe høyere temperatur for dissosiering eller disproporsjonering av metalloksydet. In fig. 6, the electrical system for the overall unit is shown schematically. In general, the operation of the overall unit is controlled by a numerical control device 76 and an interface device 78. It will be seen that these control devices regulate the heating elements 48 in the steam accumulator 20, the valve actuation motor 42, heating elements 82, 84 and 86 and the thermoelectric generator 28. In the embodiment shown form, the catalyst 18 is not heated by current being passed through the catalyst as in the first embodiment, but by it being located around the heating elements 60, 82, 84 and 86, which provide the necessary additional heat for starting and for regeneration of the reaction medium. It will also be understood that the outer and inner cylinders 62 and 64 are formed of ceramic material and are lined with a suitable material such as, for example. stainless steel, and that there is a significant heat exchange between the two reaction chambers 56 and 60 through the walls of the inner tube 64. The exothermic reaction from the hydrogen production phase in one reaction chamber thus provides heat to maintain a high temperature in the other reaction chamber, so that only a small amount of energy must be supplied to raise the temperature to a somewhat higher temperature for dissociation or disproportionation of the metal oxide.

Eksempel IIIExample III

Den tredje foretrukne utførelsesform av oppfinnelsen er vist på fig. 7-11 og vil bli omtalt under henvisning til manganraetall som katalysator. Som allerede omtalt, danner elementet mangan en rekke oksyder, herunder MnO, Mn203, Mn^O^og MnQ2. Oksyder med formelen Mn^O^ kan også betegnes som Mn0»Mn203 og inneholder en tredjedel av metallatomene på oksydasjonstrinnet +2 og to tredjedeler på oksydasjonstrinnet +3. Strukturen av disse oksyder består av joniske gitre 4-2 +3 —2 The third preferred embodiment of the invention is shown in fig. 7-11 and will be discussed with reference to the manganese number as a catalyst. As already discussed, the element manganese forms a number of oxides, including MnO, Mn2O3, Mn^O^ and MnQ2. Oxides with the formula Mn^O^ can also be referred to as Mn0»Mn2O3 and contain one third of the metal atoms at oxidation level +2 and two thirds at oxidation level +3. The structure of these oxides consists of ionic lattices 4-2 +3 —2

hvor Mn -ioner, Mn -ioner og 0 -ioner veksler i en lang rekke regelmessige mønstre. Ved vanlig temperatur og trykk er alle de oksyder som er angitt ovenfor, termodynamisk stabile med hensyn til dekomponering til metallet og oksygengass. Oksyder av mangan på forskjellige oksydasjonstrinn har forskjellig relativ stabilitet og er where Mn ions, Mn ions and O ions alternate in a long series of regular patterns. At normal temperature and pressure, all the oxides indicated above are thermodynamically stable with regard to decomposition into the metal and oxygen gas. Oxides of manganese at different oxidation stages have different relative stability and are

derfor istand til delvis å dissosiere eller disproporsjonere. Slike reaksjoner finner Imidlertid ikke sted i noen merkbar utstrekning ved vanlige temperaturer. F.eks. dissosierer Mn02 nominelt ved 535°C og Mn203 ved 1080°C. Det er funnet at en økning av temperaturen og/eller trykket påskynder dissosiasjonsprosessen på en måte som synes å være lineær. Det kan sies at manganet tjener som et reduksjonsmiddel til å fjerne oksygen fra dampen, idet det legger beslag på oksygenet. therefore capable of partially dissociating or disproportioning. However, such reactions do not take place to any appreciable extent at ordinary temperatures. E.g. dissociates MnO2 nominally at 535°C and Mn2O3 at 1080°C. It has been found that increasing the temperature and/or pressure accelerates the dissociation process in a manner that appears to be linear. It can be said that the manganese serves as a reducing agent to remove oxygen from the steam, sequestering the oxygen.

Fig. 7 viser et apparat i henhold til denne utførelsesform generelt betegnet med henvisningstallet 86. Apparatet innbefatter en ytre og en indre sylinder 88, resp. 90, som er anordnet konsentrisk på lignende måte som i den på fig. 5 og 6 viste utførelsesform. Reaksjonsmiddelet 18 har form av spon med uregelmessig form og tilfeldig størrelse, og et varmeelement er innleiret i massen av manganspon. Dette varmeelement består av et lite keramisk rør 92 som bærer et varmeelement 94 som er innleiret i et inert materiale 96 som ikke er elektrisk ledende. Et slikt metall ér f.eks. silisium-oksyd. Reaksjonssyllndrene 88 og 90 holdes i stilling ved hjelp av endeplater 98 og 100 og spennbolter 102 som er festet på en hvilken som heist egnet måte, f.eks. ved hjelp av muttere 104. En styreventil 106 regulerer driften av innretningen. Konstruksjonen av styreventilen 106 vil bli nærmere beskrevet senere, reen dens virkning er å lede strømmen av damp inn i apparatet og å lede strømmen av hydrogen og Fig. 7 shows an apparatus according to this embodiment generally denoted by the reference number 86. The apparatus includes an outer and an inner cylinder 88, resp. 90, which is arranged concentrically in a similar manner to that in fig. 5 and 6 showed the embodiment. The reaction medium 18 is in the form of shavings of irregular shape and random size, and a heating element is embedded in the mass of manganese shavings. This heating element consists of a small ceramic tube 92 which carries a heating element 94 which is embedded in an inert material 96 which is not electrically conductive. Such a metal is e.g. silicon oxide. The reaction cylinders 88 and 90 are held in position by means of end plates 98 and 100 and tension bolts 102 which are attached in any suitable manner, e.g. by means of nuts 104. A control valve 106 regulates the operation of the device. The construction of the control valve 106 will be described in more detail later, as its effect is to direct the flow of steam into the apparatus and to direct the flow of hydrogen and

oksygen gjennom og ut av apparatet. En avledningsventil 108 utgjør et egnet middel til å føre produktet fra apparatet enten til et sted hvor det vil utføre nyttig arbeid, eller til å føre det tilbake til en ikke vist dampakkumulator. Dampakkumulatoren er den samme som vist i de foregående utføreIsesformer og behøver ikke å omtales ytterligere. En samlet styreinnretnlng 110 regulerer hele driften av apparatet. Som i tidligere utførelsesformer er. den samlede styreinnretnlng konvensjonell og omfatter egnede organer til måling av oxygen through and out of the device. A diverting valve 108 constitutes a suitable means of conveying the product from the apparatus either to a place where it will perform useful work, or of conveying it back to a steam accumulator not shown. The vapor pack accumulator is the same as shown in the preceding embodiments and does not need to be discussed further. An integrated control device 110 regulates the entire operation of the device. As in previous embodiments are. the overall management structure is conventional and includes suitable bodies for measuring

de forskjellige parametre som temperatur, trykk, katalysatorsamraen-setning og lignende, beregning av den ønskede informasjon og opprettholdelse av driften av apparatet. Heie apparatet er Innesluttet the various parameters such as temperature, pressure, catalyst concentration and the like, calculation of the desired information and maintenance of the operation of the apparatus. Hie device is enclosed

i et keramisk skummateriale i henhold til US-PS 3 762 935 som vist ved 112 på fig. 8. in a ceramic foam material according to US-PS 3,762,935 as shown at 112 in FIG. 8.

For en bedre forståelse av apparatets drift skal der nå henvises til fig. 9. Vann kommer inn i akkumulatoren 20 gjennom innløpet 22, og et reslrkulerlngsutløp 24 er anordnet i samme hensikt som i dé foregående utføreIsesformer. Damp strømmer til styreventilen For a better understanding of the device's operation, reference should now be made to fig. 9. Water enters the accumulator 20 through the inlet 22, and a circulation outlet 24 is arranged for the same purpose as in the preceding embodiments. Steam flows to the control valve

106 gjennom dampledningen 26. Uten å gå i detalj med hensyn til konstruksjonen av styreventilen 106 på dette tidspunkt skal det igjen 106 through the steam line 26. Without going into detail with regard to the construction of the control valve 106 at this point, it must again

bemerkes at denne ventil generelt omfatter fire seksjoner som er betegnet raed henholdsvis A, B, C og D. På fig., 9 er ventilen vist i den stilling den vil stå i når hydrogen frembringes i det reaksjon skammer 114 som dannes av det indre reaksjonsrør 90, samtidig it is noted that this valve generally comprises four sections which are designated respectively A, B, C and D. In Fig. 9, the valve is shown in the position it will be in when hydrogen is produced in the reaction chamber 114 which is formed by the inner reaction tube 90, at the same time

som reaksjonsmiddelet regenereres i det ytre reaksjonskammer 116 som utgjøres av det ringformede mellomrom mellom det indre reak-sjonsrør 90 og det ytre reaksjonsrør 88. Det vil forstås at damp as the reactant is regenerated in the outer reaction chamber 116 which is formed by the annular space between the inner reaction tube 90 and the outer reaction tube 88. It will be understood that steam

passerer gjennom dampledningen 26 til seksjonen C i styreventilen 106 og deretter tillates å strømme gjennom et dampfordelingskammer 120 passes through steam line 26 to section C of control valve 106 and is then allowed to flow through a steam distribution chamber 120

og inn i reaksjonskammeret 114. Hår damp kommer inn i reaksjonskammeret 114 og kommer i berøring med det varme reaksjonsmiddel 18, fremstilles dor hydrogen som føres inn i et hydrogensaralekarmser 118. Fra hydrogensamlekamraeret 118 passerer dampen gjennom én ledning 120 til seksjonen Ai ventilen 106 og herfra inn 1 en ledning 122. Ved et aygreningssted 124 blir en på forhånd fastlagt andel av hydrogenet ført: bort gjennom en ledning 126 til seksjonen D i ventilen 106 og herfra til det ytre reaksjonskammer 116, hvor regenerering av reaksjonsmiddelet finner sted. and into the reaction chamber 114. As steam enters the reaction chamber 114 and comes into contact with the hot reactant 18, hydrogen is produced which is fed into a hydrogen collection chamber 118. From the hydrogen collection chamber 118, the steam passes through one line 120 to section Ai the valve 106 and from here into 1 a line 122. At a branching point 124, a predetermined proportion of the hydrogen is led: away through a line 126 to section D in the valve 106 and from here to the outer reaction chamber 116, where regeneration of the reactant takes place.

Resten av hydrogenetrømmen kan fra:avgreningsstedet 124 føres gjennom en ledning 128 til seksjonen A i én avledningsventil 130. Avledningsventilen 130, som vil bli beskrevet nærmere senere, The rest of the hydrogen stream can be led from the branch point 124 through a line 128 to section A in one diversion valve 130. The diversion valve 130, which will be described in more detail later,

er vist i en stilling hvor hydrogenet føres tilbake til dampakkumulatoren 20 gjennom en ledning 132. Grunnen til dette vil også fremgå av den etterfølgende beskrivelse. Mens hydrogen fremstilles i reaks jonskaraxceret 114, blir metalloksydet i det ytre reaksjonskammer 116 redusert tilbake til metall, og det oksygen som frigjøres, spyles ut av reaksjonskaiameret av den tilmålte mengde hydrogen som tilføres fra seksjonen D i ventilen 106. Oksygenet blandet med en liten mengde hydrogen føres gjennom en ledning 134 til seksjon B i styreventilen 106 og deretter gjennom en ledning 136 til seksjon B 1 avledningsventilen 130. Igjen er denne ventil 130 vist i en stilling hvor blandingen av oksygen og hydrogen føres gjennom en ledning 138 tilbake til dampakkumulatoren 20. Det hydrogen og oksygen som kommer inn i dampakkumulatoren 120 gjennom ledningene 132 og 138, kommer i berøring med en katalysator 140 og omdannes til vaiui. Grunnen til at hydrogen og oksygen føres tilbake til dampakkumulatoren 20 og katalytisk omdannes til vann, kan lett forstås. Man vil erindre at apparatet anvendes i et industrielt miljø, hvor det skal tilføre hydrogen eller en blanding av hydrogen og oksygen etter behov til en prosess, f.eks. en ovn som benyttes til fremstilling av sement, aggregat eller lignende. Under hensyntagen til dette vil det forstås at apparatet 86 konstant må være i drift for å unngå etterslep eller forsinkelse forårsaket av igangsetning. Apparatet holdes således i drift under pendling mellom hydrogenf rerastillihg og kåtalysatorregenerering i reaks jonskamrene 114 og 116, mens det fremstilte hydrogen og oksygen føres tilbake is shown in a position where the hydrogen is fed back to the steam accumulator 20 through a line 132. The reason for this will also be apparent from the subsequent description. While hydrogen is produced in the reaction ion reactor 114, the metal oxide in the outer reaction chamber 116 is reduced back to metal, and the oxygen that is released is flushed out of the reaction chamber by the metered amount of hydrogen supplied from section D of the valve 106. The oxygen mixed with a small amount hydrogen is led through a line 134 to section B of the control valve 106 and then through a line 136 to the section B 1 diversion valve 130. Again, this valve 130 is shown in a position where the mixture of oxygen and hydrogen is led through a line 138 back to the steam accumulator 20. The hydrogen and oxygen which enter the steam accumulator 120 through the lines 132 and 138, come into contact with a catalyst 140 and are converted into vapor. The reason why hydrogen and oxygen are fed back to the steam accumulator 20 and catalytically converted to water can be easily understood. It will be remembered that the device is used in an industrial environment, where it must supply hydrogen or a mixture of hydrogen and oxygen as needed to a process, e.g. an oven used for the production of cement, aggregate or the like. Taking this into account, it will be understood that the apparatus 86 must be constantly in operation to avoid lag or delay caused by start-up. The apparatus is thus kept in operation while oscillating between hydrogen production and catalyst regeneration in the reaction chambers 114 and 116, while the produced hydrogen and oxygen are returned

til dampakkumulatoren 20 hvor det katalytisk omdannes tilbake til vann. Ved behov for hydrogen eller hydrogen og oksygen som brensel beveges avledningsventilen 130 til sin annen stilling, hvor hydrogen vil strømme ut gjennom en ledning 142 og en blanding av hydrogen og oksygen vil strømme ut gjennom en ledning ,144. to the steam accumulator 20 where it is catalytically converted back to water. When there is a need for hydrogen or hydrogen and oxygen as fuel, the diversion valve 130 is moved to its second position, where hydrogen will flow out through a line 142 and a mixture of hydrogen and oxygen will flow out through a line 144.

PÅ fig. 10 er apparatet 86 vist med styreventilen 106 i sin annen stilling, hvor hydrogen fremstilles i det ytre reaksjonskammer 106, mens reaksjonsmiddelet regeneres i det indre reaksjonskammer 114. Damp føres fra dampakkumulatoren 20 gjennom ledningen 26 til hva som skjematisk er vist som den øvre del av seksjon C åv styreventilen 106. Fra styreventilen 106 passerer dampen gjennom en ON fig. 10, the apparatus 86 is shown with the control valve 106 in its second position, where hydrogen is produced in the outer reaction chamber 106, while the reactant is regenerated in the inner reaction chamber 114. Steam is led from the steam accumulator 20 through the line 26 to what is schematically shown as the upper part of section C from the control valve 106. From the control valve 106 the steam passes through a

ledning 146 til reaksjonskammeret 116, hvor hydrogen fremstilles og føres gjennom ledningen 134 til seksjon B i styreventilen 106. Herfra blir én utmålt andel hydrogen fra et avgreningssted 148 ført tilBeksjon D i styreventilen 106 og derfra, til det indre reaksjonskammer 114 for å føre oksygen ut av dette etterhvert som line 146 to the reaction chamber 116, where hydrogen is produced and passed through the line 134 to section B in the control valve 106. From here, a measured proportion of hydrogen from a branch point 148 is led to Section D in the control valve 106 and from there, to the inner reaction chamber 114 to lead oxygen out of this as and when

oksygen frigjøres fra reaksjonsmiddelet. Resten av hydrogenet passerer gjennom ledningen 126 til ledningen 128 og derfra til seksjon A i avledningsventilen 130. Detoksygen og hydrogen som kommer ut av det indre reaksjonskammer 114, passerer gjennom ledningen 120 til seksjon A i styreventilen 106 og deretter gjennom ledningen 136 til seksjon B i avledningsventilen 130. Det skal bemerkes at der i ledning 154 og 156 er anordnet strømningsregulerende ventiler 150, oxygen is released from the reactant. The rest of the hydrogen passes through line 126 to line 128 and from there to section A of the diverter valve 130. Deoxygen and hydrogen coming out of the inner reaction chamber 114 pass through line 120 to section A of the control valve 106 and then through line 136 to section B in the diversion valve 130. It should be noted that flow regulating valves 150 are arranged in lines 154 and 156,

resp. 152, for å regulere strømmen av hydrogen til det reaksjonskammer som er i bruk, for regenerering av reaksjonsmiddelet.: Man vil legge merke til at igangsettingen av apparatet 86 ikke er beskrevet, men det vil forstås av fagfolk at denne kan ut-føres på samme måte som igangsettingen av apparatet ifølge de to respectively 152, to regulate the flow of hydrogen to the reaction chamber in use, for regeneration of the reactant.: It will be noted that the start-up of the apparatus 86 is not described, but it will be understood by those skilled in the art that this can be carried out in the same manner as the initiation of the apparatus according to the two

foregående utførelsesformer.preceding embodiments.

En rekke andre fordeler ved denne utførelsesform vil også fremgå. Avledniugsventilen 130 kan betjenes manuelt eller automatisk for å avlede alt eller en del av hydrogenet og hydrogen/oksygen-blandingen gjennom ledningene 142 og 144. Hvis denne utførelsesform anvendes i en bil, vil det således forstås at en strupevirkning kan oppnå8 ved regulering av avledningsventilen 130, og at en støkio-. metrisk blanding av hydrogen og oksygen tilføres bilmotoren for A number of other advantages of this embodiment will also be apparent. The diversion valve 130 can be operated manually or automatically to divert all or part of the hydrogen and the hydrogen/oxygen mixture through the lines 142 and 144. If this embodiment is used in a car, it will thus be understood that a throttling effect can be achieved8 by regulating the diversion valve 130 , and that a stoichio-. metric mixture of hydrogen and oxygen is supplied to the car engine for

forbrenning, slik at luft utenfra (som for det meste inneholder nitrogen) ikke behøver å anvendes for forbrenningen. Risikoen for combustion, so that outside air (which mostly contains nitrogen) does not need to be used for combustion. The risk of

at nitrogenoksyder slippes ut fra motoren blir derfor redusert eller eliminert. Skjønt denne utførelsesform tidligere er beskrevet i forbindelse med tilførsel av en brenselblanding til en industriell fremstillingsprosess, kan den også tilføre blandingen til en ovn for anvendelse ved oppvarming av en bygning eller til en brenselcelle that nitrogen oxides are emitted from the engine is therefore reduced or eliminated. Although this embodiment has previously been described in connection with supplying a fuel mixture to an industrial manufacturing process, it can also supply the mixture to a furnace for use in heating a building or to a fuel cell

som vil frembringe elektrisitet for anvendelse i en bolig eller en annen bygning.! tillegg kan rent hydrogen tas ut av ledningen 142 for etterfølgende reaksjon med nitrogen for på en billig og effektiv måte å fremstille ammoniakk som deretter anvendes til et av de mange kjente formål, f.eks. fremstilling av kunstgjødsel. which will generate electricity for use in a home or other building.! in addition, pure hydrogen can be taken out of the line 142 for subsequent reaction with nitrogen in order to cheaply and efficiently produce ammonia which is then used for one of the many known purposes, e.g. manufacture of artificial fertilizers.

Man må også være klar over at'skjønt regenereringen av reaksjonsmiddelet! er beskrevet under henvisning til disproporsjonering av metalloksydet under bortføring av utviklet oksygen fra reaksjonskammeret ved hjelp av noe hydrogen, er det som foregår i virkeligheten noe mer komplekst. Oet hydrogen som kommer inn i det reaksjons-, kammer hvor regenereringen av katalysatoren finner sted, reduserer 1 virkeligheten en del av metalloksydet til metall ved fjerning av oksygenet fra dette og bortføring av oksygenet fra kammeret, samtidig som der finner sted en disproporsjonering, og det oksygen som frigjøres ved denne reaksjon, føres ut av kammeret. Det vil erindres at Mn203i virkeligheten disproporsjonerer ved temperaturer over. 1Q80°C, og at hydrogenfremstillingsreaksjonen utføres ved 1077°C. I virkeligheten har den damp som kommer inn i det reaksjonskammer hvor der foregår hydrogenfremstilling, en temperatur på 163°C, og denne lavere temperatur holder manganoksydét Mn2031 dette kammer på en temperatur like under disproporsjoneringsnivået. Imidlertid kommer ingen damp inn i det reaksjonskammer hvor regenereringen av reaksjonsmiddelet finner sted, og de reaksjonstemperaturer som frembringes ved hydrogenfremstillingen i det annet reaksjonskammer, One must also be aware that'although the regeneration of the reactant! is described with reference to disproportionation of the metal oxide during removal of developed oxygen from the reaction chamber with the aid of some hydrogen, what takes place in reality is somewhat more complex. Any hydrogen that enters the reaction chamber where the regeneration of the catalyst takes place actually reduces a part of the metal oxide to metal by removing the oxygen from it and removing the oxygen from the chamber, while a disproportionation takes place, and the oxygen released by this reaction is carried out of the chamber. It will be remembered that Mn 2 O 3 in reality disproportionates at temperatures above. 1Q80°C, and that the hydrogen production reaction is carried out at 1077°C. In reality, the steam entering the reaction chamber where hydrogen production takes place has a temperature of 163°C, and this lower temperature keeps the manganese oxide Mn2031 in this chamber at a temperature just below the disproportionation level. However, no steam enters the reaction chamber where the regeneration of the reaction agent takes place, and the reaction temperatures produced by the hydrogen production in the other reaction chamber,

hever temperaturen 1 det reaksjonskammer hvor regenereringen av reaksjonsmiddelet finner sted, til disproporsjoneringsnivåer. Det vil erindres at den keramiske konstruksjon av reaksjonsrørene tillater raises the temperature in the reaction chamber where the regeneration of the reactant takes place to disproportionation levels. It will be remembered that the ceramic construction of the reaction tubes allows

fri varmeovergang mellom kamrene. Vekten av reaksjonsmidlene, vekten av det fremstilte produkt og driftstiemperaturen vil nå bli betraktet. free heat transfer between the chambers. The weight of the reactants, the weight of the manufactured product and the operating temperature will now be considered.

A"dann ' 0 H(-65,9) 5(-126,4) -92,6 0 A"form ' 0 H(-65.9) 5(-126.4) -92.6 0

S70<0>K : 6(+8,2) 11.(4-51,2) 5(+15,9) +17;2 ll(+37,44) S70<0>K : 6(+8,2) 11.(4-51,2) 5(+15,9) +17;2 ll(+37,44)

AHreak<*>:>~724'6 (-625,9) -98,7 kcal/molekvivalentAB<7>^<*>: +508,54 - (+612,4) -103,9 cal/molekvivalent r K AHreak<*>:>~724'6 (-625.9) -98.7 kcal/mole equivalentAB<7>^<*>: +508.54 - (+612.4) -103.9 cal/mole equivalent r K

TAS 700 K (103,9) -72,73 kcal/molekvivalentTAS 700 K (103.9) -72.73 kcal/mol equivalent

AG»AH - TAS AG»AH - TAS

AG » -98,7 (-72,73) « -25,97 kcai/orolekvivalent (eksotermisk) AG » -25,97 kcal/molekvivalent AG » -98.7 (-72.73) « -25.97 kcai/orole equivalent (exothermic) AG » -25.97 kcal/mol equivalent

"i . • ■ "i . • ■

Molekyl- og formelvekterMolecular and formula weights

Netto leveringsbehov pr. time ved full drift Net delivery requirement per hour at full operation

Minste energibehovMinimum energy requirement

(Netto) 1319 MJ/h.(Net) 1319 MJ/h.

Det er funnet at selvreduksjonen eller disproporsjoneringen ikke driver ut alt det oksygen som er forbundet med manganet, men bare 45,4545% av oksygenet. Det gjenværende oksygen.må fjernes ved resirkulering av en andel (54,5455%) av det hydrogen som fremstilles, tilbake til det reaksjonskammer som befinner seg i syklusene reduk-Bjonsfase. Denne strøm av hydrogen fjerner raskt det bundede oksygen og fører det tilbake til dampakkumulatoren som beskrevet tidligere. Da det minimale nettobehov er 1319 MJ/h, må det så antas at dette nettobehov tilsvarer 45,4545% av det samlede volum som enheten produserer, foråt der skal fås 54,5455% av hydrogeproduksjonen for indre anvendelse som en reduserende gasstrøm. Den totale levering som er nødvendig, er derfor It is found that the self-reduction or disproportionation does not expel all the oxygen associated with the manganese, but only 45.4545% of the oxygen. The remaining oxygen must be removed by recycling a proportion (54.5455%) of the hydrogen that is produced, back to the reaction chamber located in the reduction-Bion phase cycles. This flow of hydrogen quickly removes the bound oxygen and returns it to the steam accumulator as described earlier. As the minimum net demand is 1319 MJ/h, it must then be assumed that this net demand corresponds to 45.4545% of the total volume that the unit produces, before that 54.5455% of the hydrogen production is to be obtained for internal use as a reducing gas flow. The total delivery required is therefore

Da hydrogengass inneholder 11,18-11,85 MJ/m 3 og har en massetetthet på 85,058 g/ra3, tilsvarer dette As hydrogen gas contains 11.18-11.85 MJ/m 3 and has a mass density of 85.058 g/ra3, this corresponds to

2901 MJ/h 85#058 g/m3 » 22.078,5 g/h. 2901 MJ/h 85#058 g/m3 » 22,078.5 g/h.

11,18 MJ/mJ 11.18 MJ/mJ

Der er en rekke variable som kan benyttes til styring av volumet av bruttoproduksjonen. F.eks. kan den opprinnelige formel multipliseres med en større multiplikator, eller cyklusen kan akselereres slik at cyklustiden blir kortere, eller damptrykket kan økes slik at en større vannmengde påvirker mangan-reaksjonsmiddelet i løpet av et kortere tidsrom. Ved anvendelse av en kombinasjon av noen av disse metoder og vilkårlig valg av en multiplikator på 32 kan dé reagerende masser beregnes: There are a number of variables that can be used to control the volume of gross production. For example the original formula can be multiplied by a larger multiplier, or the cycle can be accelerated so that the cycle time is shorter, or the vapor pressure can be increased so that a larger amount of water affects the manganese reactant during a shorter period of time. By applying a combination of some of these methods and arbitrarily choosing a multiplier of 32, the reacting masses can be calculated:

Da enheten gir en kontinuerlig produksjon 1 det ene eller det annet reaksjonskammer, kan nå lengden av en cyklus bestemmes: Antall cykler kan også økes til f.eks. 45 cykler/h, hvilket gir eller endog til 60 cykler/h, hvilket gir As the unit provides a continuous production in one or the other reaction chamber, the length of a cycle can now be determined: The number of cycles can also be increased to e.g. 45 cycles/h, which gives or even to 60 cycles/h, which gives

Det er nå, vist at 31,1096 cykler/h (hver cyklus på nesten It is now shown that 31.1096 cycles/h (each cycle of approx

2 minutter) vil.gi et bruttoutbytte på 22.078,5 g/h. Det følger av dette at cyklusperioden kan påskyndes som vist, men at damptilførselen samtidig kan økes,-ved forholdsmessig øking av damptrykket (og mas se-te tthe ten), noe som ville øke brutto- og nettoproduksjonen av hydrogen. F.eks. vil 45 cykler/h • 709,7 g B2/cyklus gi 31.936,5 g/h eller 60 cykler/h • 709,7 g H2/cyklus gi 42.582,0 g/h. For oppnåelse av dette er det bare avgjørende at tilførselen av dampmolekyler økes direkte proporsjonalt med reduksjonen av reaksjonstiden. 2 minutes) will give a gross yield of 22,078.5 g/h. It follows from this that the cycle period can be speeded up as shown, but that the steam supply can be increased at the same time, - by proportionally increasing the steam pressure (and mas se-te tthe ten), which would increase the gross and net production of hydrogen. E.g. will 45 cycles/h • 709.7 g B2/cycle give 31,936.5 g/h or 60 cycles/h • 709.7 g H2/cycle give 42,582.0 g/h. To achieve this, it is only essential that the supply of steam molecules is increased in direct proportion to the reduction of the reaction time.

Denne måte til å øke utbyttet på har naturligvis en grense som bestemmes av reaksjonshastignetene og -temperaturene. Det skal her bemerkes at det virkelige forbruk av vann høyst ligger på 45,4545% av den mengde som. omdannes til damp. This way of increasing the yield naturally has a limit determined by the reaction rates and temperatures. It should be noted here that the real consumption of water is at most 45.4545% of the amount that. converted into steam.

54,5455% av volumet og vekten av vannet blir kontinuerlig fysisk resirkulert, idet det blir omdannet til damp som så blir omdannet til hydrogen og oksygen, hvoretter hydrogenet og oksygenet igjen blir omdannet tilbake til damp. 54.5455% of the volume and weight of the water is continuously physically recycled, being converted into steam which is then converted into hydrogen and oxygen, after which the hydrogen and oxygen are again converted back into steam.

Bvis man antar at enheten er et lukket system for denne vannmengde, vil det totale forbruk av vann bare bli den mengde som er nødvendig for fremstilling av den opprinnelig ønskede nettoytelse på Assuming that the unit is a closed system for this amount of water, the total consumption of water will only be the amount necessary to produce the originally desired net output of

1319' MJ/h. Denne vannmengde føres ut gjennom avledningsventilen 130 og leveres til forbrenning eller eventuelt annet ønsket forbruk. Det vil erindres at det samlede forbruk eller omdannelse av 6.343,1 g vann ble beregnet å gl 709,7 g hydrogen. Hvis enheten arbeider med maksimal kapasitet, vil det virkelige vannforbruk holdes pfi 45,4545% av den mengde som stadig blir omdannet til damp. Der omdannes således 0,454545 • 6.343,1 g/cyklus = 2.883,2244 g. 1319' MJ/h. This quantity of water is led out through the diversion valve 130 and delivered for combustion or any other desired consumption. It will be recalled that the total consumption or transformation of 6,343.1 g of water was calculated to gl 709.7 g of hydrogen. If the unit works at maximum capacity, the real water consumption will be kept at 45.4545% of the amount that is constantly converted into steam. Thus, 0.454545 • 6,343.1 g/cycle = 2,883.2244 g are converted.

Hvis det antas at enheten arbeider med et uttak på 30%, forbrukes der 0,3 2.883,2244 865 g H20. If it is assumed that the unit works with an output of 30%, 0.3 2.883.2244 865 g H20 is consumed.

Ubålansebetraktninger Konstruksjonen av avledningsventilen er slik at uttak av Fire safety considerations The construction of the diversion valve is such that withdrawal of

hydrogen samtidig også leder bort den kompletterende mengde oksygen. Dette skaffer oksygen for forbrenning av hydrogen (Uvis dette er ønsket), og resten av hydrogenet og oksygenet føres inn i damp-akkumuiatoren hvor katalysatorgitteret reformerer hydrogenet med Oksygen for å gi damp for en ny cyklus. Det skal bemerkes at denne nydannelse av vann og den utvikling av varme som er knyttet til denne reaksjon, i virkeligheten reduserer til et minimum det energibehov som vanligvis foreligger for omdannelse av vann til damp. hydrogen at the same time also leads away the complementary amount of oxygen. This provides oxygen for the combustion of hydrogen (Unless this is desired), and the rest of the hydrogen and oxygen are fed into the steam accumulator where the catalyst grid reforms the hydrogen with oxygen to provide steam for a new cycle. It should be noted that this new formation of water and the development of heat associated with this reaction, in reality, reduces to a minimum the energy requirement that usually exists for the conversion of water to steam.

Det er påvist at det virkelige forbruk av vann vil være It has been proven that the real consumption of water will be

2 2.883,2244 g/cyklus ved 31 cykler/h med et damptrykk på 107 N/cm . 2 2,883.2244 g/cycle at 31 cycles/h with a vapor pressure of 107 N/cm .

Forbruket er derforThe consumption is therefore

Nødvendig forvarmingsenergl Necessary preheating energy

1. Katalysatoren1. The catalyst

a) Den spesifikke varmekapasitet for Mn = 0.250 cal/g*Ka) The specific heat capacity for Mn = 0.250 cal/g*K

b) Det ble beregnet at et minimum på 10.548,5. g mangan er b) It was calculated that a minimum of 10,548.5. g manganese is

nødvendig for hver åv de to reaksjonskainre, slik at det necessary for each of the two reaction channels, so that

samlede behov er 10.548,5." 2 « 21.097,0 g.total needs are 10,548.5." 2 « 21,097.0 g.

c) Det er nødvendig å heve temperaturen av manganet til ca. 500°C for å ta hensyn til et lite temperaturfall som c) It is necessary to raise the temperature of the manganese to approx. 500°C to take into account a small temperature drop which

følge av avkjølingsvirknlngen av dampen som er på ca. 183°C, før den eksotenae reaksjon begynner å underholde seg selv. as a result of the cooling effect of the steam, which is approx. 183°C, before the exogenous reaction begins to entertain itself.

d) Den nødvendige varmemengde er således d) The required amount of heat is thus

21.097,0 0,250 • 500 o 2.637,125 kcal 11,0411 MJ. 21,097.0 0.250 • 500 o 2,637.125 kcal 11.0411 MJ.

2. De keramiske rør2. The ceramic tubes

a) Den spesifikke varmekapasitet for Al203 i de keramiske rør ved 500°C er 0,245 cal/g«K. b) Det er nødvendig å varme opp tilsammen 10.206 g Al^O^ til 500°C. Den nødvendige varmemengde er.således a) The specific heat capacity for Al203 in the ceramic tubes at 500°C is 0.245 cal/g«K. b) It is necessary to heat a total of 10,206 g of Al^O^ to 500°C. The required amount of heat is thus

0,245 * 10.206 • 500«1.250,24 kcal » 5,2345 MJ. 0.245 * 10.206 • 500«1.250.24 kcal » 5.2345 MJ.

3. Vannet3. The water

a) 2,7765 MJ er nødvendig for å omdanne 1 kg vann til.damp ved 107,3 N/cm2 og 183°C. b) For omdannelse av 3,6288 kg vann til damp for igangsetting kreves der en varme på a) 2.7765 MJ are needed to convert 1 kg of water into steam at 107.3 N/cm2 and 183°C. b) For the conversion of 3.6288 kg of water into steam for start-up, a heat of

3,6288 2,7765«10,0754 MJ 3.6288 2.7765«10.0754 MJ

4. Det samlede varmebehov er således4. The total heat demand is thus

11,0411 + 5,2345 + 10,0754 « 26,351 MJ«7,32 kWh. 11.0411 + 5.2345 + 10.0754 « 26.351 MJ«7.32 kWh.

Termodynamikken ved kontinuerlig driftThe thermodynamics of continuous operation

1. Som tidligere vist er AG « 25,97 kcal/molekvivalent.1. As previously shown, AG « is 25.97 kcal/mol equivalent.

2. Det antall mol som kommer i betraktning, er formelens raangan-oksyder, nærmere bestemt MnO^ og MnO, og formelen krever tilsammen 2. The number of moles taken into account are the raangan oxides of the formula, more specifically MnO^ and MnO, and the formula together requires

6 mol for balanse.6 moles for balance.

3. Den antatte multiplikator var 32. Derfor kreves der3. The assumed multiplier was 32. Therefore required there

32 6 » 192 mol. 5. For å beregne AG for 1 h må verdien for en cyklus ganges med 31 cykler/h, dvs. 6. Varme tapt ved utstråling av varme fra enhetens hovedlegeme. 32 6 » 192 mol. 5. To calculate AG for 1 h, the value for one cycle must be multiplied by 31 cycles/h, i.e. 6. Heat lost by radiation of heat from the unit's main body.

Enhetens hovedlegeme 112 har en overflate på 2,648 m 2 ogThe unit's main body 112 has a surface of 2.648 m 2 and

en K-faktor på 1,25. a K factor of 1.25.

Hvis der antas en arbeidstemperatur i.kjernen på 430-450°C og en ytre temperatur på 29,5°C samt en isolasjonstykkelse på 127 mm If a working temperature in the core of 430-450°C and an external temperature of 29.5°C and an insulation thickness of 127 mm are assumed

(2 materialer), vil varmestrømmen gjennom isolasjonen nominelt være (2 materials), the heat flow through the insulation will nominally be

1,4196 MJ/h-m2, dvs. 1,4196 * 2,648 » 3,7590 MJ/h. 7. Nødvendig energi (varmemengde) pr. time for omdannelse av vann til damp ved kontinuerlig drift. 1.4196 MJ/h-m2, i.e. 1.4196 * 2.648 » 3.7590 MJ/h. 7. Required energy (amount of heat) per hour for the conversion of water to steam in continuous operation.

196,58 kg vann må omdannes til damp hver time med kontinuerlig drift. Da der for å fordampe 1 kg vann kreves 2,7765 MJ, er energibehovet pr. time 2,7765 • 196,58 » 545,807HJ. 196.58 kg of water must be converted to steam every hour of continuous operation. Since 2.7765 MJ are required to evaporate 1 kg of water, the energy requirement per hour 2.7765 • 196.58 » 545.807HJ.

8. Brutto energibalanse for 1 time:8. Gross energy balance for 1 hour:

.a) Inngangsenergi.a) Input energy

1) samlet forvarraningsenergl 26,351 MJ1) total storage energy 26,351 MJ

2) samlet behov for å omdanne2) overall need to transform

196,58 kg vann til damp = 545, 807 MJ196.58 kg of water to steam = 545, 807 MJ

samlet inngang 572,158 MJ.total input 572,158 MJ.

b) Utgang AG = 647,168 MJb) Output AG = 647.168 MJ

c) AG (netto)"utgang - inngang, dvs.c) AG (net)"output - input, i.e.

647,168 - 572,158 * 75,01 MJ/h. 647.168 - 572.158 * 75.01 MJ/h.

Funksjonen av dampakkumulatoren i forbindelse med system3irkulasjonen Den samlede varme som forbrukes ved produksjon av damp på kokepunktet svarende til et gitt trykk, er6ummen av dampens latente fordampnlngsvarme og den varme som (ved samme temperatur) er inne-holdt 1 det vann som vannet dannes fra. Den samlede varme av dampen øker langsomt, men den latente varme avtar tilnærmet forholdsvis ' \ etterhvert som kokepunktet øker. The function of the steam accumulator in connection with the system circulation The total heat consumed by the production of steam at the boiling point corresponding to a given pressure is the sum of the steam's latent heat of evaporation and the heat which (at the same temperature) is contained in the water from which the water is formed. The total heat of the steam increases slowly, but the latent heat decreases approximately proportionately as the boiling point increases.

Det rom som opptas av en bestemt mengde damp, avtar omtrent proporsjonalt med økningen i trykket. I denne henseende lignet damp The space occupied by a given amount of steam decreases roughly in proportion to the increase in pressure. In this respect it resembled steam

på en ideell gass uten endring av temperaturen i henhold til Boyle*s lov. on an ideal gas without change of temperature according to Boyle*s law.

Disse fysiske karakteristika beskriver spontankoking av vann ved evakuering av luften over vannet. Denne virkning kan gjentas med varmt vann ved en hvilken som helst temperatur og et hvilket som These physical characteristics describe the spontaneous boiling of water by evacuation of the air above the water. This effect can be repeated with hot water at any temperature and which

■ 2 ■ 2

helst trykk. Kokepunktet for vann under et trykk pa 69 N/cm er f.eks. 164,2°C, og kokepunktet for vann under et trykk på 107 N/crn^ er 183°C. preferably pressure. The boiling point of water under a pressure of 69 N/cm is e.g. 164.2°C, and the boiling point of water under a pressure of 107 N/crn^ is 183°C.

Hvis trykket i en dampgenerator med et trykk på 107 N/cm<2>If the pressure in a steam generator with a pressure of 107 N/cm<2>

2 2

reduseres til 69 N/cm ved uttagning av damp, vil vannet koke spontant under absorbsjon av sin egen varme inntil det når en temperatur på 164,2 C som er kokepunktet for vann med et trykk på 69 N/cm . is reduced to 69 N/cm when removing steam, the water will boil spontaneously while absorbing its own heat until it reaches a temperature of 164.2 C, which is the boiling point of water with a pressure of 69 N/cm.

Som følge av denne evne til å utvikle damp ved reduksjon av trykket, utgjør dampakkumulatbrer et dampforråd som kan tåle en forbigående overbelastningsperiode. Akkumulatoren vil med andre ord frembringe damp raskere enn den vanlige fremstilling av damp ved varme, idet differansen tilføres fra den varme som er lagret 1 selve vannet. Denne reserve er naturligvis endelig og må gjenopprettes for å foreligge på et senere tidspunkt. As a result of this ability to develop steam when the pressure is reduced, steam accumulators form a steam supply that can withstand a temporary overload period. In other words, the accumulator will produce steam faster than the usual production of steam by heat, the difference being supplied from the heat stored in the water itself. This reserve is of course final and must be restored to be available at a later date.

Det er tidligere bemerket at omdannelsen av hydrogen og oksygen tilbake til damp utvikler varme som er knyttet til denne reaksjon. I virkeligheten utvikles den samme varmemengde ved dannelse It has previously been noted that the conversion of hydrogen and oxygen back to steam develops heat which is associated with this reaction. In reality, the same amount of heat is developed during formation

ay damp som var nødvendig for fordampningen. Da damp stadig vil bli resirkulert gjennom enheten,når reaksjonene for fortrengning av hydrogen, resp. nydannelse av damp er 1 balanse, og da 54,5455% av den reagerte damp kontinuerlig vil bli omdannet tilbake til damp, ay steam which was necessary for the evaporation. As steam will constantly be recycled through the unit, when the reactions for displacement of hydrogen, resp. new generation of steam is 1 balance, and since 54.5455% of the reacted steam will continuously be converted back to steam,

går energibehovet for omdannelse av damp med til å fremstille den damp som forbrukes av de 45,4545% av det fremstilte produkt som kan the energy requirement for the conversion of steam helps to produce the steam that is consumed by the 45.4545% of the manufactured product that can

fjernes fra cyklusen og benyttes til utførelse av arbeid. removed from the cycle and used to perform work.

Fig. 11 viser en alternativ fremgangsmåte til å dele opp det fremstilte produkt i et forhold mellom et ønsket minimum og de resirkulerte 54,5455% av hydrogenet. Som tidligere angitt rekondi- ^ sjonerer mangan seg selv bare ved varme i en grad på minst 45,4545%. Resten av oksygenet fjernes av det overskudd av hydrogen som føres gjennom reaksjonskamoteret til dette formål. Fig. 11 shows an alternative method for dividing the manufactured product in a ratio between a desired minimum and the recycled 54.5455% of the hydrogen. As stated earlier, manganese only recondi- ^ tes itself by heat to a degree of at least 45.4545%. The rest of the oxygen is removed by the excess of hydrogen which is passed through the reaction chamber for this purpose.

Det varoiereduserte og hydrogenreduserte oksygen forlater reaksjonskammeret i de angitte andeler og kommar i en tilstand hvor The reduced and hydrogen-reduced oxygen leaves the reaction chamber in the specified proportions and enters a state where

de foreligger separat, sien er hvirvlende sammenblandet, inn i avledningsventilen 130 hvor 45,4545% av denne blanding av hydrogen og oksygen føres til ledningen 144 for utførelse av ytre arbeid og they exist separately, the sieve is swirlingly mixed, into the diversion valve 130 where 45.4545% of this mixture of hydrogen and oxygen is led to the line 144 for carrying out external work and

54,5455% av de sammenblandede gasser føres tilbake til dampakkumulatoren for resirkulering til damp gjennom ledningen 138. 54.5455% of the mixed gases are returned to the steam accumulator for recycling to steam through line 138.

Antennelsestemperaturen for hydrogen i oksygen eller luft ved atmosfærisk trykk er 580-590°C. Antennelsestemperaturen for hydrogen under et gitt sett av betingelser er helt bestemt, og det angitte område skyldes det forhold at hydrogen og oksygen eller luft kan være ufullstendig blandet. Likeledes synker antennelsespunktet for hydrogen medøkende trykk. En slik kompresjon øker også temperaturen, noe som naturligvis bringer gassen nærmere antennelsestemperaturen. The ignition temperature for hydrogen in oxygen or air at atmospheric pressure is 580-590°C. The ignition temperature of hydrogen under a given set of conditions is completely determined, and the specified range is due to the fact that hydrogen and oxygen or air may be incompletely mixed. Likewise, the ignition point for hydrogen decreases with increasing pressure. Such compression also increases the temperature, which naturally brings the gas closer to the ignition temperature.

En automatisk lufteventil 158 er anordnet i den alternative utførelsesform på fig. 11. Denne ventil 158 er følsom overfor varme og/eller trykk og lufterøyeblikkelig blandingen gjennom et platina-gitter som ikke tillater annet enn damp å danne seg i åpen luft. An automatic vent valve 158 is arranged in the alternative embodiment of fig. 11. This valve 158 is sensitive to heat and/or pressure and instantly vents the mixture through a platinum grid which allows nothing but vapor to form in open air.

Eksplosjonsgrensene eller antennelsesgrensene kan defineres som den grensesammensetning av en blanding av en brennbar gass og oksygen eller luft utenfor hvilken blandingen ikke vil antennes og fortsette å brenne. Det vil med andre ord si at en gass/oksygen-blanding utenfor disse grenser ikke kan fremskaffe varme med tilstrekkelig hastighet til å gjøre forbrenningen selvforsynt under forsøksbetingelsene. Den nedre antennelsesgrense utgjøres av den minste andel av gassen som i blanding med oksygen eller luft vil brenne uten kontinuerlig tilførsel av varme fra en ytre kilde. Over den øvre grense vil en stor del av de tilstedeværende brennbare gasser tjene som fortynningsmiddel, slik at forbrenningen heller ikke her kan bli selvunderholdende. The explosion limits or ignition limits can be defined as the limit composition of a mixture of a flammable gas and oxygen or air beyond which the mixture will not ignite and continue to burn. In other words, this means that a gas/oxygen mixture outside these limits cannot generate heat at a sufficient rate to make the combustion self-sufficient under the test conditions. The lower ignition limit is made up of the smallest proportion of the gas which, when mixed with oxygen or air, will burn without a continuous supply of heat from an external source. Above the upper limit, a large part of the combustible gases present will serve as a diluent, so that the combustion cannot become self-sustaining here either.

Ved vanlig forbrenning av en gass er ikke temperaturen av hele gass/oksygen-blandingen på antennelsespunktet. Forbrenning starter på et eneste sted ved hjelp av en eller annen ytre varmekilde, og den varme som utvikles ved forbrenningen, tjener deretter til å øke temperaturen av resten av blandingen til antennelsestemperatur. Foråt dette skal finne sted, er det nødvendig at andelene av gass In normal combustion of a gas, the temperature of the entire gas/oxygen mixture is not at the ignition point. Combustion starts at a single location with the help of some external heat source, and the heat developed by the combustion then serves to raise the temperature of the rest of the mixture to ignition temperature. Before this can take place, it is necessary that the proportions of gas

og oksygen i blandingen ligger innenfor antennelsesgrensene, idet der ellers ikke vil finne sted noen forbrenning. and oxygen in the mixture is within the ignition limits, otherwise no combustion will take place.

Antennelsesgrensene eller -området for hydrogen i både oksyger og luft ved atmosfærisk trykk og temperatur er som følger The ignition limits or range for hydrogen in both oxygen and air at atmospheric pressure and temperature are as follows

Økte trykk over atmosfærisk trykk gjør at den nedre og den øvre an-* tennelsesgrense for hydrogen nærmer seg hinannen. Ved høye trykk kreves der derfor mer hydrogen for å danne en blanding på den nedre grense og mer oksygen eller luft for å danne en blanding på den øvre grense. Som vist ovenfor er driftetemperaturene for dette eksempel 427°c. Denne driftstemperatur er 153°C under antennelsestemperaturen for hydrogen i både oksygen og luft. Increased pressure above atmospheric pressure causes the lower and upper ignition limits for hydrogen to approach each other. At high pressures, more hydrogen is therefore required to form a mixture at the lower limit and more oxygen or air to form a mixture at the upper limit. As shown above, the operating temperatures for this example are 427°c. This operating temperature is 153°C below the ignition temperature of hydrogen in both oxygen and air.

Enheten kan arbeide i to forskjelligeKåter.The unit can work in two different modes.

I henhold til den første måte, som er vist på fig. 9 og 10, frembringer enheten et produkt av rent hydrogen gjennom ledningen According to the first method, which is shown in fig. 9 and 10, the unit produces a product of pure hydrogen through the line

142 i blanding med mindre enn 1% oksygen (lekkasje). Dette hydrogen er sikkert ved en hvilken som helst temperatur, idet det ikke er brennbart uten et innhold på minst 6,1% oksygen, eller 28,6% luft. 142 in mixture with less than 1% oxygen (leakage). This hydrogen is safe at any temperature, as it is not flammable without a content of at least 6.1% oxygen, or 28.6% air.

Ifølge den annen driftsmåte, som er vist på fig. 11, gir enheten en blanding av hydrogen og oksygen. I den alternative ut-førelsesform som skjematisk er vist på fig. 11, gir et reaksjonskammer 160 710 g hydrogen fra 6343 g damp som kommer inn gjennom ledningen 27. Hydrogenet strømmer ut gjennom en ledning 162 og går tii en seksjon A i en ventil 164 hvor 387 g hydrogen avledes gjennom en ledning 166 til et reaksjonskammer 168 hvor katalysator regenereres. Resten av hydrogenet går fra ventilen 164 til en ledning 170. I mellomtiden frigjør de 387 g hydrogen 3073 g oksygen i et reaksjonskammer 168, og ytterligere 2560 g oksygen frigjøres ved dis-propors joner ing. Blandingen av hydrogen og oksygen forlater kammeret 168 gjennom en ledning 172 til seksjon B i ventilen 164. 3264 g hydrogen/oksygen-blanding passerer gjennom en ledning 174 tilbake According to the second mode of operation, which is shown in fig. 11, the device provides a mixture of hydrogen and oxygen. In the alternative embodiment shown schematically in fig. 11, a reaction chamber 160 yields 710 g of hydrogen from 6343 g of steam entering through line 27. The hydrogen flows out through a line 162 and enters a section A of a valve 164 where 387 g of hydrogen is diverted through a line 166 to a reaction chamber 168 where the catalyst is regenerated. The rest of the hydrogen goes from the valve 164 to a line 170. Meanwhile, the 387 g of hydrogen liberates 3073 g of oxygen in a reaction chamber 168, and another 2560 g of oxygen is liberated by disproportion ion ing. The mixture of hydrogen and oxygen leaves the chamber 168 through a line 172 to section B of the valve 164. 3264 g of hydrogen/oxygen mixture passes through a line 174 back

til dampakkumulatoren 20, hvor blandingen omdannes tilbake til vann• ved hjelp av katalysatoren 140. De resterende 2736 g av hydrogen/ oksygen-blandingen passerer gjennom en ledning 176 og sikkerhets-ventilen 158 til et avgreningssted 178, hvor den blandes med hydrogen fra ledningen 170 og deretter føres bort for utførelse av nyttig arbeid. to the steam accumulator 20, where the mixture is converted back to water• by means of the catalyst 140. The remaining 2736 g of the hydrogen/oxygen mixture passes through a line 176 and the safety valve 158 to a branch point 178, where it is mixed with hydrogen from the line 170 and then taken away for the performance of useful work.

Skjønt dampakkumulatoren arbeider ved et trykk på ca. 107 H/ cEify, vil gassene hydrogen og oksygen foreligge ved atmos-færetrykk. Although the steam accumulator works at a pressure of approx. 107 H/ cEify, the gases hydrogen and oxygen will be present at atmospheric pressure.

Man må være klar, over at gassene kan katalyseres når de forlater reaks joskamroeret, slik at vann beveger . seg gjennom ledningen istedenfor hydrogen og oksygen, hvis det er ønskelig å bearbeide gassene ved et trykk på 107 N/cm for å gjøre gasstrykket og damptrykket forenlig med hverandre. One must be aware that the gases can be catalysed when they leave the reaction chamber stirrer, so that water moves. through the line instead of hydrogen and oxygen, if it is desired to process the gases at a pressure of 107 N/cm to make the gas pressure and vapor pressure compatible with each other.

I de ovenfor angitte beregninger for fastleggelse av den energi som er nødvendig for forvarming, ble der antatt en mengde på 21097 g raangankatalysator. Dette var basert på en eksempelvis ut-førelse av apparatet hvor den ytre sylinder 88 har en innvendig diameter på 152 mm og en effektiv lengde på 813 mm og den indre sylinder 60 har en utvendig diameter på 114 mra, en innvendig diameter på 102 mm og en effektiv lende på 813 mm. En beregning av volumet ved hjelp av formelen irR L, hvor R er radien og L er lengden, viser da at volumet inne i den ytre sylinder 88 er 14,83 1, det ytre volum av den indre sylinder 90 er 8,35 1 og det indre volum av den indre sylinder 90 er 6,59 1. Ved at det utvendige volum av den indre sylinder 90 trekkes fra det samlede innvendige volum av den ytre sylinder 88, kan volumet av det ringformede reaksjonskammer 116 beregnes til 6,48 1. Det vil således ses at volumene av det ytre reaksjonskammer 116 og det indre reaksjonskammer 114 er omtrent like In the above-mentioned calculations for determining the energy required for preheating, an amount of 21097 g of raw gas catalyst was assumed. This was based on an exemplary embodiment of the apparatus where the outer cylinder 88 has an internal diameter of 152 mm and an effective length of 813 mm and the internal cylinder 60 has an external diameter of 114 mra, an internal diameter of 102 mm and an effective waist of 813 mm. A calculation of the volume using the formula irR L, where R is the radius and L is the length, then shows that the volume inside the outer cylinder 88 is 14.83 1, the outer volume of the inner cylinder 90 is 8.35 1 and the inner volume of the inner cylinder 90 is 6.59 1. By subtracting the outer volume of the inner cylinder 90 from the total inner volume of the outer cylinder 88, the volume of the annular reaction chamber 116 can be calculated as 6.48 1. It will thus be seen that the volumes of the outer reaction chamber 116 and the inner reaction chamber 114 are approximately equal

(6,48 1, resp. 6,59 1). De tilfeldige spon av mangan har en massetetthet på ca. 3973 kg/m<3>. (6.48 1, resp. 6.59 1). The random shavings of manganese have a mass density of approx. 3973 kg/m<3>.

For en nærmere forståelse av avledningsventilen 130 skal der henvises til fig. 12-15. Avledningsventilen 130 omfatter et hovedlegeme eller et hus 178, en rotor 180, et utløpsåpningselemént 182 og et øvre og et nedre deksel 184, resp. 186. Fra fig. 13 vil det ses at avledningsventilen 130 i virkeligheten består av to parallelle ventiler, idet der finnes en øvre og en nedre seksjon. Ved beskrivelsen av ventilen vil der imidlertid for enkelhets skyld bare bli For a closer understanding of the diversion valve 130, reference should be made to fig. 12-15. The diversion valve 130 comprises a main body or housing 178, a rotor 180, an outlet opening element 182 and an upper and a lower cover 184, resp. 186. From fig. 13, it will be seen that the diversion valve 130 actually consists of two parallel valves, there being an upper and a lower section. In the description of the valve, however, for the sake of simplicity, there will only be

beskrevet en seksjon i detalj, idet det vil forstås at den annen seksjon er maken. Det vil ses at en gassinnløpsåpning 188 fører inn til en innløpsénde 190 av enpassasje 192 i rotoren 180. Gassen strømmer ut av utløpsénden 194 av passasjen 192 pg strømmer som vist på flg. 12 gjennom en passasje 196 til en utløpsåpnlng 198 i utløps-åpningaelementet 182. Det vil uten videre være klart at når rotoren 180 dreies helt over i sin annen stilling, vil utløpsénden 194 av passasjen 192 falle sammen med en passasje 200, slik at gassen da vil forlate ventilen gjennom en utløpsåpnlng 202 i utløpsåpningsele-mentet. 182. Ventilen er kontinuerlig regulerbar mellom de to beskrevne ytterstillinger slik at gass-strømmen i en hvilken som helst mellom-stilling yll bli oppdelt pg vil føres gjennom passasjene 196 og 200 described one section in detail, as it will be understood that the other section is the same. It will be seen that a gas inlet opening 188 leads into an inlet end 190 of a passage 192 in the rotor 180. The gas flows out of the outlet end 194 of the passage 192 and flows as shown in Fig. 12 through a passage 196 to an outlet opening 198 in the outlet opening element 182 It will be readily apparent that when the rotor 180 is turned completely over to its second position, the outlet end 194 of the passage 192 will coincide with a passage 200, so that the gas will then leave the valve through an outlet opening 202 in the outlet opening element. 182. The valve is continuously adjustable between the two extreme positions described so that the gas flow in any intermediate position will be divided and will be led through the passages 196 and 200

og videre gjennom utløpsåpningene 198 resp. 202 1 et bestemt forhold avhengig av stillingen av rotoren 180. and further through the outlet openings 198 or 202 1 a certain ratio depending on the position of the rotor 180.

Av flg. 14 og 15 vil det ses at rotoren 180 omfatter et ventillegeme 204 og en akseltapp 206. Ventillegemet 204 har to passasjer hvorav den ene allerede er beskrevet og betegnet med 292, og da de to passasjer er maken, vil også den annen bli betegnet med 192. Innløpsenden 190 av passasjen 192 er større enn utløpsénden 194, slik at gass-strømmen inn i passasjen 192 i rotoren 180 ikke brytes når rotoren beveges fra en stilling til en annen. From fig. 14 and 15, it will be seen that the rotor 180 comprises a valve body 204 and a shaft pin 206. The valve body 204 has two passages, one of which has already been described and denoted by 292, and since the two passages are the same, the other will also be denoted by 192. The inlet end 190 of the passage 192 is larger than the outlet end 194, so that the gas flow into the passage 192 in the rotor 180 is not interrupted when the rotor is moved from one position to another.

For en bedre forståelse av utførelsen og driften av styreventilen 106 vil der nå bli henvist til fig. 16-19. Av fig. 16 vil det ses at styreventilen 106 generelt utgjøres av et hovedlegeme eller et ventilhus 208, et langstrakt ventillegeme 210 som kan beveges frem bg tilbake i et sylindrisk hulrom 212 i ventilhuset 208, For a better understanding of the design and operation of the control valve 106, reference will now be made to fig. 16-19. From fig. 16, it will be seen that the control valve 106 generally consists of a main body or a valve housing 208, an elongated valve body 210 which can be moved forward and backward in a cylindrical cavity 212 in the valve housing 208,

et øvre og et nedre deksel 214 resp. 216 og en sideplate 216 (sean upper and a lower cover 214 resp. 216 and a side plate 216 (see

fig. 17). Det skal bemerkes at styreventilen 106 kan være fremstilt av et hvilket som helst egnet materiale, men i betraktning av de temperaturforhold som foreligger i det samlede system, er det funnet at rustfritt stål "303" er det foretrukne materiale. fig. 17). It should be noted that the control valve 106 may be made of any suitable material, but in consideration of the temperature conditions present in the overall system, stainless steel "303" has been found to be the preferred material.

Ventilhuset 208 er som nevnt utformet med et langstrakt sylindrisk hulroa 212 som er støpt eller maskinert i ventilhuset, og som har en diameter som er tilpasset ventillegemet 210 med minimal klaring. I huset -208 er der også boret en rekke innløpsåpninger 220 samt utløpsåpninger 222 og 224 på forsiden resp. baksiden,. I denne forbindelse skal det nevnes at betegnelsene "forside"bg "bakside" bare er valgt av hensyn til beskrivelsen og ikke fastlegger den virkelige stilling av styreventilen 106 under bruk. Skjønt styreventilen 106 er vist i vertikal stilling, vil det videre forstås at den kan være anordnet horisontalt eller 1 en hvilken som helst annen stilling under bruk. Innløpsåpningen 220 og utløpsåpningene 222 og 224 er boret gjennom huset 208 for å stå i forbindelse med sylinderhulrommet 212. Videre står en i rui vendig innløpskanal 226 i forbindelse As mentioned, the valve housing 208 is designed with an elongated cylindrical cavity 212 which is cast or machined in the valve housing, and which has a diameter which is adapted to the valve body 210 with minimal clearance. In the housing -208, a number of inlet openings 220 and outlet openings 222 and 224 have also been drilled on the front resp. the back,. In this connection, it should be mentioned that the designations "front" and "back" are only chosen for reasons of description and do not determine the real position of the control valve 106 during use. Although the control valve 106 is shown in a vertical position, it will further be understood that it may be arranged horizontally or in any other position during use. The inlet opening 220 and the outlet openings 222 and 224 are drilled through the housing 208 to be connected to the cylinder cavity 212. Furthermore, a reversible inlet channel 226 is connected

med innløpsåpningen 220 via en kanal 228 ved den ene ende og med baksiden av sylinderhulrommet 212 via en kanal 230 ved sin annen ende. with the inlet opening 220 via a channel 228 at one end and with the back of the cylinder cavity 212 via a channel 230 at its other end.

Det øvre og det nedre deksel 214 resp. 216 samt sidedekkplaten 218 er festet til huset 208 ved hjelp av hvilke som helst konvensjonelle organer som f.eks. bolter 232. .Ventillegemet' 210 utgjøres av et stort sett langstrakt sylindrisk element som på motsatte sider bar en rekke spor 234 resp. 236, idet rekken av spor på den ene side er forskutt i forhold til rekken av spor på den annen side. Avstanden mellom sporene i lengde-retningen svarer til avstanden mellom åpningene i rekken av innløps-og utløpsåpninger. Ventlllegemet 210 er opplagret for bevegelse frem og tilbake i sylinderen.212 og presses normalt i retning opp- over på tegningen ved hjelp av et hvilket som helst egnet belast-ningsorgån som f.eks. en fjær 238. Den frem- og tilbakegåande bevegelse bevirkes av et hvilket som helst konvensjonelt ytre styreorgan, f.eks. et solenoid som er skjematisk vist ved 240 på fig. 17. The upper and lower cover 214 resp. 216 as well as the side cover plate 218 are attached to the housing 208 by means of any conventional means such as e.g. bolts 232. The 'valve body' 210 consists of a largely elongated cylindrical element which on opposite sides carried a number of grooves 234 or 236, as the row of tracks on one side is offset in relation to the row of tracks on the other side. The distance between the grooves in the longitudinal direction corresponds to the distance between the openings in the row of inlet and outlet openings. The valve body 210 is stored for movement back and forth in the cylinder 212 and is normally pressed in the upward direction onto the drawing using any suitable loading device such as e.g. a spring 238. The reciprocating movement is effected by any conventional external control means, e.g. a solenoid which is schematically shown at 240 in fig. 17.

For å forstå den fullstendige virkemåte av styreventilen 106 må alle figurene 16-19 betraktes, men det kan også være nyttig eventuelt å henvise til fig. 9 og 10. Den følgende beskrivelse yll henvise til en av seksjonene av ventilen 106, som er vist å ha fire seksjoner som på fig. 9 og 10 er betegnet med A-D. Av fig. 17 vil det ses at ventlllegemet 210 her står i sin normalstilling, som det beveges til ved hjelp av fjæren 238. I denne stilling står sporet In order to understand the complete operation of the control valve 106, all figures 16-19 must be considered, but it may also be useful to refer to fig. 9 and 10. The following description will refer to one of the sections of the valve 106, which is shown to have four sections as in fig. 9 and 10 are denoted by A-D. From fig. 17 it will be seen that the valve body 210 is here in its normal position, to which it is moved with the help of the spring 238. In this position the groove is

236 rett overfor innløpsåpningen 220 og utløpsåpningen 222. Som det vil fremgå av fig. 18 vil derfor fluidum som kommer inn i ventilen gjennorn innløpsåpningen 220, passere inn i sporet 236 og derfra til utløpsåpningen 222. Dette svarer til den stilling av styreventilen som er vist på fig. 9. 236 directly opposite the inlet opening 220 and the outlet opening 222. As will be seen from fig. 18, fluid entering the valve through the inlet opening 220 will therefore pass into the groove 236 and from there to the outlet opening 222. This corresponds to the position of the control valve shown in fig. 9.

Mår på den annen side ventlllegemet 210 står i sin annen stilling, dvs. den nedpressede stilling som er vist på fig. 16 og 19, står et spor 234 rett overfor kanalen 230 og utløpsåpningen 224. If, on the other hand, the valve body 210 is in its other position, i.e. the depressed position shown in fig. 16 and 19, a groove 234 is directly opposite the channel 230 and the outlet opening 224.

Ventillegemet 210 vil hindre fluidum som kommer inn gjennom innløps-åpningen 220 i å passere til utløpsåpningen 222. Isteden vil fluidum føres gjennom kanalen 226, kanalen 226 og kanalen 230 for deretter å passere gjennom sporet 234 til utløpsåpningen 224. Dette er den stilling av styreventilen 106 som er vist på fig. 10. The valve body 210 will prevent fluid entering through the inlet opening 220 from passing to the outlet opening 222. Instead, fluid will be passed through the channel 226, the channel 226 and the channel 230 and then pass through the slot 234 to the outlet opening 224. This is the position of the control valve 106 which is shown in fig. 10.

Det torde være klart fra den foregående detaljerte beskrivelse at de innledningsvis angitte formål er oppnådd. Skjønt de iit-førelsesformer av oppfinnelsen som for tiden foretrekkes, er vist og beskrevet, skal det uttrykkelig forstås at oppfinnelsen ikke er begrenset til disse utførelsesformer, og at andre utførelsesformer kan komme på tale. It should be clear from the preceding detailed description that the initially stated objectives have been achieved. Although the currently preferred embodiments of the invention have been shown and described, it should be expressly understood that the invention is not limited to these embodiments, and that other embodiments may be discussed.

Claims (1)

1. Fremgangsmåte til fremstilling av hydrogen fra vann ved en fortrengnlngsreaksjon (by displacement) med etterfølgende regenerering av reaksjonsmiddelet, omfattende a) å skaffe et reaksjonsmiddel bestående av et metall eller métalloksyd som er istand til eksotermisk å fortrenge hydrogen fra vann for å danne et oksyd av metallet med et høyere oksydasjonstall, hvilket métalloksyd med høyere oksydasjonstall er istand til å dissosiere eller dispropors jonere spontant i fravær av fritt oksygen, b) å oppvarme det nevnte reaksjonsmiddel til en temperatur hvor det vil fortrenge hydrogen fra vann, c) kontinuerlig å føre damp over reaksjonsmiddelet, hvorved det nevnte métalloksyd med høyere oksydta11 og hydrogen dannes eksotermisk, d) kontinuerlig å fjerne hydrogenet, e) å overvåke reaksjonsmiddelet for å fastslå når mengden av reaksjonsmiddel som er omdannet til métalloksyd med høyere oksydasjonstall, kommer opp i en på forhånd fastlagt prosentandel, f) å heve temperaturen av reaksjonsmiddelet til en temperatur hvor metalloksydet uied høyere oksydasjonstall dissosierer eller dis-propors jonerer for på denne måte å danne det nevnte metall oller métalloksyd, g) stadig å fjerne oksygenet, h) å overvåke reaksjonsmiddelet for å fastlegge når metalloksydet med høyere oksydasjonstall er fullstendig omdannet til det nevnte metall eller métalloksyd, og i) å gjenta trinnene c) til e).1. Method for the production of hydrogen from water by a displacement reaction (by displacement) with subsequent regeneration of the reaction agent, comprising a) providing a reactant consisting of a metal or metal oxide capable of exothermically displacing hydrogen from water to form an oxide of the metal with a higher oxidation number, which metal oxide with a higher oxidation number is capable of dissociating or disproportioning spontaneously in the absence of free oxygen, b) heating said reactant to a temperature where it will displace hydrogen from water, c) continuously passing steam over the reaction medium, whereby the aforementioned metal oxide with a higher oxidation number and hydrogen are formed exothermically, d) continuously removing the hydrogen, e) monitoring the reactant to determine when the amount of reactant converted to metal oxide with a higher oxidation number reaches a predetermined percentage, f) to raise the temperature of the reaction agent to a temperature where the metal oxide with a higher oxidation number dissociates or disproportions in order to form the aforementioned metal or metal oxide in this way, g) constantly removing the oxygen, h) monitoring the reactant to determine when the higher oxidation number metal oxide is completely converted to said metal or metal oxide, and i) repeating steps c) to e). 2. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, karakter! s.-é r t ve d at reaksjonsmiddelet velges fra den gruppe som består av metallisk jern, mangan, legeringer av jerri og mangan og oksyder av disse metaller med et lavere oksydasjonstall.2. Procedure as stated in claim 1, grade! s.-é r t ve d that the reactant is selected from the group consisting of metallic iron, manganese, alloys of iron and manganese and oxides of these metals with a lower oxidation number. 3.. Fremgangsmåte som angitt i krav 2, karakterisert ved at reaksjonsmiddelet er en duk eller en kontinuerlig tråd eller strimmel åv metallet og oppvarmes i trinn b) ved gjennomføring av elektrisk strøm.3.. Method as stated in claim 2, characterized in that the reaction agent is a cloth or a continuous wire or strip of the metal and is heated in step b) by carrying out electric current. 4. Fremgangsmåte som angitt i krav 3, karakterisert ved at trinnene e) og h) utføres ved måling av reaksjonsmiddelets motstand mot elektrisk strøm og sammenligning av motstanden med de kjente motstander av det nevnte metall, metalloksydet og kombinasjonen av metall og métalloksyd.4. Method as stated in claim 3, characterized in that steps e) and h) are carried out by measuring the resistance of the reactant to electric current and comparing the resistance with the known resistors of the mentioned metal, the metal oxide and the combination of metal and metal oxide. 5. Fremgangsmåte som angitt i krav 2, karakterisert v ed at reaksjonsmiddelet har form av partikler og oppvarmes 1 trinn b) ved hjelp av et innleiret varmeelement.5. Method as specified in claim 2, characterized in that the reactant has the form of particles and is heated 1 step b) using an embedded heating element. 6. Fremgangsmåte til kontinuerlig og reaktivt å fremstille hydrogen ved fortrengning fra vann med etterfølgende regenerering av reaksjonsmiddelet, omfattende a) å skaffe flere reaksjonskamre som hvert inneholder et reaksjonsmiddel omfattende et metall eller métalloksyd som eksotermisk kan fortrenge hydrogen fra vann for å danne et oksyd av metallet med et høyere oksydasjonstall, hvilket métalloksyd med høyere oksydasjons- ■ tall er istand tii å dissosiere eller disproporsjonere' spontant i fravær av fritt oksygen, b) å oppvarme reaksjonsmiddelet i en første halvpart av reaksjonskamrene til en temperatur hvor det vil fortrenge hydrogen fra vann, c) kontinuerlig å føre damp over reaksjonsmiddelet, hvorved det nevnte métalloksyd med høyere oksydasjonstall og hydrogen dannes ek8otermisk, d) kontinuerlig å fjerne hydrogenet, e) å utføre trinnene b) til d) i den annen halvpart av reaksjonskamrene, fj å heve temperaturen av reaksjonsmiddelet i den nevnte første halvpart av kamrene til en temperatur hvor metalloksydet med høyere oksydasjonstall dissosierer eller disproporsjonerer for på denne måte å danne det nevnte metall eller métalloksyd og oksygen, g) stadig å fjerne oksygenet, h) å gjenta trinnene c) til d); i deri første halvpart av reaksjonskamrene, i) å utføre trinnene f) og g) i den annen halvpart av reaksjonskamrene, og j) med mellomrom å gjenta trinnene c) til d) og f) til g) som angår hydrogenfrerastillingen resp. reaksjonsmiddélregenereringen, i hver sin halvpart av reaksjonskamrene, idet hydrogenfremstil lingsfasen utføres i en halvpart av kamrene samtidig med at reak-8 jonsraidd elre <g> enererin <g> sfasen ut føres i den annen halvpart av kamrene.6. Method for continuously and reactively producing hydrogen by displacement from water with subsequent regeneration of the reactant, comprehensively a) providing several reaction chambers each containing a reaction agent comprising a metal or metal oxide which can exothermically displace hydrogen from water to form an oxide of the metal with a higher oxidation number, which metal oxide with a higher oxidation number ■ numbers are capable of dissociating or disproportioning spontaneously in the absence of free oxygen, b) heating the reaction agent in a first half of the reaction chambers to a temperature where it will displace hydrogen from water, c) continuously passing steam over the reaction medium, whereby the aforementioned metal oxide with a higher oxidation number and hydrogen are formed ecothermically, d) continuously removing the hydrogen, e) performing steps b) to d) in the other half of the reaction chambers, fj to raise the temperature of the reactant in the aforementioned first half of the chambers to a temperature where the metal oxide with a higher oxidation number dissociates or disproportions for on this way of forming said metal or metal oxide and oxygen, g) constantly removing the oxygen, h) repeating steps c) to d); in the first half of the reaction chambers, i) performing steps f) and g) in the other half of the reaction chambers, and j) intermittently repeating steps c) to d) and f) to g) which concerns the hydrogen production resp. the reaction medium regeneration, in each half of the reaction chambers, while producing hydrogen the reaction phase is carried out in one half of the chambers at the same time as the reaction-8 phase is carried out in the other half of the chambers. 7. Fremgangsmåte som angitt i krav 6, karakterisert ved at der anvendes to kamre.7. Method as stated in claim 6, characterized in that two chambers are used. 8. Fremgangsmåte som angitt i krav 6, karakterisert ved at der anvendes seks kamre.8. Method as stated in claim 6, characterized in that six chambers are used. 9. Fremgangsmåte som angitt i krav 6, karakterisert v e d at hydrogenfremstillings- og reaksjonsmiddelregenererings- fåsene utføres vekselvis i den første og den annen halvpart av kamrene i en på forhånd fastlagt tidscyklus.9. Method as stated in claim 6, characterized in that hydrogen production and reagent regeneration the cuts are performed alternately in the first and second halves of the chambers in a predetermined time cycle. 10. Fremgangsmåte som angitt i krav. 9, karakterisert ved at tidscyklusen varer i 1-3 minutter.10. Procedure as stated in requirements. 9, characterized in that the time cycle lasts for 1-3 minutes. 11. Fremgangsmåte som.angitt 1 krav 10, karakterisert v e d at tidscyklusen varer i 2 minutter.11. Method as stated in claim 10, characterized in that the time cycle lasts for 2 minutes. 12. Fremgangsmåte som angitt i krav 6, karakterisert v ed at sammensetningen av reaksjonsmiddelet i hver av den første og den annen halvpart av kamrene overvåkes for fastleggelse åv prosentandelen av metall eller oksyd og av det nevnte métalloksyd raed høyere oksydas jonstall, og at oksygenfremstillings- og reak-sjonsmiddélregenereringsfåsene utfø res vekselvis i den første og den annen halvpart av kamrene i henhold tilsammensetningen av reaksjonsmiddelet i henholdsvis den første og den annen halvpart av kamrene..12. Method as set forth in claim 6, characterized in that the composition of the reaction agent in each of the first and second halves of the chambers is monitored to determine the percentage of metal or oxide and of said metal oxide raed higher oxidation numbers, and that the oxygen production and reaction agent regeneration phases are performed alternately in the first and second half of the chambers according to the composition of the reaction agent in the first and second half of the chambers, respectively. 13. Fremgangsmåte til reduksjon av et métalloksyd som er istand til å dissosiere eller disproporsjonere i fravær av fritt oksygen for å skaffe det tilsvarende metall, karakterisert ved , at metalloksydet i fravær av fritt oksygen oppvarmes til en temperatur hvor metalloksydet dissosierer eller disproporsjonerer, og at det dannede oksygen kontinuerlig fjernes.13. Process for the reduction of a metal oxide which is capable of dissociating or disproportioning in the absence of free oxygen to obtain the corresponding metal, characterized in that the metal oxide is heated in the absence of free oxygen to a temperature at which the metal oxide dissociates or disproportions, and that the formed oxygen is continuously removed. 14. Fremgangsmåte som angitt i krav 13, karakterisert y, e d at metallet velges fra den gruppe som består av jern, mangan og legeringer av jern og mangan.14. Method as stated in claim 13, characterized y, e d that the metal is selected from the group consisting of iron, manganese and alloys of iron and manganese. 15. Apparat til reaktivt å fremstille hydrogen fra vann med etterfølgende regenerering av reaksjonsmiddelet, karakterisert ved at det omfatter a) en flerhet av reaksjonskarore, b) et reaksjonsmiddel i hvert kammer, idet reaksjonsmiddelet omfatter et metall som er istand til eksotermisk å fortrenge hydrogen fra vann for å danne et oksyd av metallet, hvilket oksyd er istand til å dissosiere eller disproporsjonere spontant i fravær av fritt oksygen, c) organer til å oppvarme reaksjonsmiddelet til en temperatur hvor det vil fortrenge hydrogen fra vann, d) organer til å fremstille damp fra vann, e) ledninger til å føre damp fra dampfremsti11ingsorganene til kamrene, f) organer til å føre hydrogen ut av kamrene, g) ventilorgåner til å lede damp fra de nevnte ledninger til en første halvpart av kamrene eller eri annen halvpart av kamrene for på denne måte å fremstille hydrogen i de kamre som får tilført damp, h) styreorganer til etter valg å aktivere oppvarmnings-organene og til å betjene ventilor <g> anene for å lede dampen inn i enten.den nevnte første eller den nevnte annen halvpart av kamrene for hydrogenfremstilling og samtidig stanse strømmen åy damp til den nevnte annen resp. første halvpart av kamrene for regenerering av reaksjonsmiddelet.15. Apparatus for reactively producing hydrogen from water with subsequent regeneration of the reaction agent, characterized in that it comprises a) a plurality of reaction cells, b) a reactant in each chamber, the reactant comprising a metal capable of exothermically displacing hydrogen from water to form an oxide of the metal, which oxide is capable of dissociating or disproportioning spontaneously in the absence of free oxygen, c) means for heating the reactant to a temperature at which it will displace hydrogen from water, d) means for producing steam from water, e) lines to carry steam from the steam producing means to the chambers, f) means for passing hydrogen out of the chambers, g) valve means for directing steam from the aforementioned lines to a first half of the chambers or to another half of the chambers in order to produce hydrogen in this way in the chambers that receive steam, h) control means for optionally activating the heating means and for operating the ventilators <g> to direct the steam into either said first or said second half of the chambers for hydrogen production and at the same time stop the flow of steam to said second respectively first half of the chambers for regeneration of the reactant. 16. Apparat som angitt i krav 15, karakterisert ved at den nevnte flerhet av reaksjonskamre omfatter seks rør- formede kamre, og at apparatet dessuten omfatter et med oppvarmnings-organer forsynt ytterligere rørformet kammer som tjener som et kammer til forvarming av dampen, og organer som skaffer en atrø mningobane for dampen inn i dampforvarmningskammeret og deretter etter tur inn i tre av de seks kamre om gangen, samtidig som seks av kamrene er anordnet i et sirkulært mønster og det syvende kammer er anordnet i midten av sirkelen.16. Apparatus as specified in claim 15, characterized in that the said plurality of reaction chambers comprises six tubes shaped chambers, and that the apparatus also comprises a further tubular chamber provided with heating means which serves as a chamber for preheating the steam, and means which provide an escape path for the steam into the steam preheating chamber and then in turn into three of the six chambers at a time, while six of the chambers are arranged in a circular pattern and the seventh chamber is arranged in the center of the circle. 17. Apparat som angitt i krav 15, karakterisert ved at ventilorganene også leder en reaksjonsinert gass inn i den halvpart av kamrene som tjener til reaksjonsmiddélregenerering.17. Apparatus as stated in claim 15, characterized in that the valve means also lead a reaction-inert gas into the half of the chambers which serve for reaction medium regeneration. 18. Apparat som angitt i krav 15, karakterisert ved at kamrene som reaksjonsmiddel inneholder jern, mangan eller kombinasjoner herav og har form av tråder, bånd, trådnett, stykker, spon, perler eller pulver.18. Apparatus as specified in claim 15, characterized in that the chambers as reaction medium contain iron, manganese or combinations thereof and are in the form of threads, ribbons, wire nets, pieces, chips, beads or powder. 19. Fremgangsmåte som angitt i krav 15, karakterisert ved at den nevnte flerhet av reaksjonskamre omfatter to kamre dannet av to rørformede sylindre som har ulik diameter, og hvorav den ene er anordnet konsentrisk inne i den andre, hvorved rommet inne i den indre sylinder danner et av kamrene og det ringformede rom mellom de to sylindre danner det andre kammer, idet diameteren, av de to sylindre er slik valgt at volumene av de to kamre er omtrent like store. 20i Apparat som angitt i krav 18, karakterisert ved at reaksjonsmiddelet har form av partikler, og at oppvarmnings-organene er et elektrisk element innleiret i reaksjonsmiddelet.19. Method as stated in claim 15, characterized in that the said plurality of reaction chambers comprises two chambers formed by two tubular cylinders which have different diameters, and one of which is arranged concentrically inside the other, whereby the space inside the inner cylinder forms one of the chambers and the annular space between the two cylinders forms the other chamber, the diameter of the two cylinders being chosen so that the volumes of the two chambers are roughly the same size. 20i Apparatus as stated in claim 18, characterized in that the reaction agent has the form of particles, and that the heating means is an electric element embedded in the reaction agent. 21. Apparat som angitt i krav 18, karakterisert ved at ventilorganene er Innrettet til a) å lede en på forhånd fastlagt andel av det hydrogen som fremstilles i et kammer som befinner seg i hydrogenfremstillings- .fasen, inn 1 det andre kammer som befinner seg 1 reaksjonsmiddel-regenereringsfasen, for å spyle ut oksygen som frembringes i dette kammer, b) å lede resten av hydrogenet til og gjennom organene til å føre hydrogen ut av kammeret, og c) å lede den blanding av hydrogen og oksygen som fås i det annet kammer, ut av dette.21. Apparatus as stated in claim 18, characterized in that the valve means are adapted to a) to direct a predetermined proportion of the hydrogen produced in a chamber located in the hydrogen production .phase, into the second chamber located in the reagent regeneration phase, to flush out oxygen produced in this chamber, b) directing the rest of the hydrogen to and through the means for passing hydrogen out of the chamber, and c) to lead the mixture of hydrogen and oxygen obtained in the second chamber out of it. 22. Apparat som angitt i krav 21, karakterisert v e d at det omfatter ytterligere ventiler til å føre hydrogenet fra de nevnte organer og blandingen av hydrogen og oksygen bort fra apparatet når ventilen står i en første stilling, og når ventilen står i en annen stilling, til daxupf rems till ingsor ganene hvor hydrogenet og oksygenet vil bli katalytisk omdannet til vann, idet den ytterligere ventil trinnløst kan omstilles mellom den første og deri annen stilling.22. Apparatus as stated in claim 21, characterized in that it comprises additional valves to lead the hydrogen from the aforementioned organs and the mixture of hydrogen and oxygen away from the apparatus when the valve is in a first position, and when the valve is in another position, to the exhaust pipe to the organs where the hydrogen and oxygen will be catalytically converted to water, as it further valve can be continuously adjusted between the first and therein second position. 23. Fluidumstyreventil til regulering av flere fluider samtidig, karakterisert y ed at den omfatter et hovedlegeme eller hus med en forside og en bakside, en boring på langs gjennom huset og flere på langsgående avstand fra hverandre anordnede ventllseksjoner som hver omfatter en innløps-åpning på forsiden av huset i forbindelse med boringen, en første utløpsåpnlng på forsiden av huset i forbindelse med boringen, en annen utløpsåpnlng på baksiden av huset i forbindelse med boringen og en indre kanal som setter innlø psåpningen i forbindelse med boringen ved dennes bakside, og et sylindrisk ventillegeme som er innrettet til å bevege seg frem og tilbake i boringen og har flere på langsgående avstand fra hverandre anordnede første spor som i antall og innbyrdes avstand svarer til ventllseksjonene, og flere på langsgående avstand fra hverandre anordnede andre spor på motsatt side av ventillegemet og forskutt i forhold til de første spor, hvorved de første spor setter innløpsåpningen i forbindelse med den første utløpsåpnlng når ventillegemot står i en første stilling, mens de andre spor setter den indre kanal i forbindelse med den annen utlø psåpnlng når ventlllegemet står i en annen stilling.23. Fluid volume control valve for regulating several fluids at the same time, characterized by the fact that it includes a main body or housing with a front side and a back side, a bore longitudinally through the housing and several valve sections arranged at a longitudinal distance from each other, each comprising an inlet opening on the front of the housing in connection with the bore, a first outlet opening on the front of the housing in connection with the drilling, a another outlet opening at the rear of the housing in connection with the bore and an internal channel that sets the inlet opening in connection with the bore at its rear, and a cylindrical valve body which is arranged to move back and forth in the bore and has several longitudinally spaced first grooves which in number and mutual distance correspond to the valve sections, and several longitudinally spaced second grooves arranged from one another on the opposite side of the valve body and offset in relation to the first grooves, whereby the first grooves connect the inlet opening to the first outlet opening when the valve body is in a first position, while the other tracks puts the inner channel in connection with the other outlet opening when the valve body is in a different position. 24. Ventil som angitt i krav 23, karakterisert v e-d • at den ytterligere omfatter beiastningsorganer til normalt å holde ventlllegemet i en av de to nevnte stillinger.24. Valve as set forth in claim 23, characterized by e-d • that it further comprises biasing means to normally hold the valve body in one of the two positions mentioned. 25. Pluidumledeventil, karakterisert ved at den omfatter et hovedlegeme eller hus med en langsgående gjennomgående boring bg minst to seksjoner som hver omfatter en innløpsåpning som står i forbindelse med boringen og en første og en annen utløps-åpnlng som står på tversgående avstand fra hinannen og står. i forbindelse med boringen på motsatt side av innløpsåpningen via henholdsvis en første og en annen utløpskanal som har samme diameter og hovedsakelig tangerer hinannen ved den ende som står i forbindelse med boringen, og et sylindrisk ventillegeme som er innrettet til å dreie seg i boringen og for hver ventllseksjon har en gjennomgående tverr-passasje for fluidum, hvilken passasje ved den ene ende har en diameter som er lik diameteren av kanalene og ved den andre ende har en diameter som er omtrent det dobbelte av diameteren av innløps-åpningen, idet ventlllegemet er slik anordnet i boringen at den nevnte andre ende av passasjen står i forbindelse med innløps- åpningen og den nevnte ene ende av passasjen står i forbindelse med en eller begge av kanalene.25. Fluid diverter valve, characterized in that it comprises a main body or housing with a longitudinal through bore bg at least two sections each comprising an inlet opening which is in communication with the bore and a first and a second outlet opening which are transversely spaced from each other and stand. in connection with the bore on the opposite side of the inlet opening via respectively a first and a second outlet channel having the same diameter and substantially tangent to each other at the end connected to the bore, and a cylindrical valve body adapted to rotate in the bore and for each valve section having a through transverse passage for fluid, which passage at one end has a diameter equal to the diameter of the channels and at the other end has a diameter equal to approximately twice the diameter of the inlet opening, the valve body being arranged in the bore in such a way that the aforementioned other end of the passage is in connection with the inlet the opening and said one end of the passage communicating with one or both of the channels.