ДЕЗИНТЕГРАТОР СИНЕ-ЗЕЛЕНЫХ ВОДОРОСЛЕЙ И АССОЦИАТОВ МОЛЕКУЛ ТЯЖЕЛОЙ И ЛЕГКОЙ ВОДЫ Российский патент 2001 года по МПК C12M1/33 

Изобретение относится к области дезинтеграции и может быть использовано при переработке сине-зеленых водорослей на мелководьях водохранилищах с выработкой тяжелой /D₂O/ воды и белково-витаминной добавки /БВД/ в корм скоту и птице.

Известен дезинтегратор, содержащий корпус с входящим и выходящим патрубками, размещенный по оси корпуса цилиндрический ротор с глухими отверстиями, взаимодействующими через кольцевой канал с отверстиями корпуса /патент РФ N 2086641, кл. C 12 M 1/33, C 02 F 3/00 1997/, недостатком которого является низкая степень дезинтеграции ассоциатов молекул тяжелой /D₂O/ воды для использования тяжелой воды в термоядерных реакторах.

Цель изобретения - повышение дезинтеграции ассоциатов -достигается тем, что взаимодействующие отверстия корпуса выполнены в перфорированном кольце, образующем с корпусом полость, сообщенную патрубком со следующими ступенями дезинтеграторов и приемной камерой установки электролиза, а выходящий патрубок корпуса дезинтегратора первой ступени сообщен с центробежным микрофильтром /ЦМФ/ с нежесткой фильтровальной перегородкой, а по биомассе ЦМФ сообщен с ленточным прессфильтром /ЛПФ/, сушилкой и сборником белково-витаминной добавки /БВД/, а входной патрубок дезинтегратора первой ступени сообщен с внутренней полостью ротора, которая сквозными радиальными отверстиями ротора сообщена с кольцевым каналом, причем сквозные отверстия расположены между глухими.

Сквозные отверстия повышают потенциал центробежной силы жидкостного поршня с образованием в кольцевом канале при увеличении и растекании воды поршня количества паровых пузырьков, образующих при их схлопывании центры дезинтеграции.

На чертеже схематически показана установка дезинтеграции сине-зеленых водорослей и ассоциатов молекул тяжелой и легкой воды с использованием дезинтегратора, включающего корпус 1 с входящим 2 и выходящим 3 патрубками, размещенный по оси корпуса 1 цилиндрический ротор 4 с глухими отверстиями 5, взаимодействующими через кольцевой канал 6 с отверстиями 7 корпуса 1. Взаимодействующие отверстия 7 выполнены в перфорированном кольце 8, образующем с корпусом 1 полость 9, сообщенную патрубком 10 со следующими ступенями дезинтеграторов 11 и 12 и приемной камерой 13 установки электролиза 14, выходящий патрубок 3 корпуса 1 дезинтегратора 15 первой ступени сообщен с ЦМФ 16 с нежесткой фильтровальной перегородкой 17, по биомассе ЦМФ сообщен с ЛПФ 18, сушилкой 19 и сборником 20 БВД, а входящий патрубок 2 дезинтегратора 15 сообщен с внутренней полостью 21 ротора 4, которая сквозными радиальными отверстиями 22 сообщена с кольцевым каналом 6, причем сквозные отверстия 22 размещены между глухими 5.

Дезинтегратор сине-зеленых водорослей и ассоциатов молекул тяжелой и легкой воды на мелководиях водохранилищ работает следующим образом.

Сине-зеленые водоросли тралом собирают с поверхности водохранилища в сборник 23, а из него гидросплавом в патрубок 2 дезинтегратора 15 и во внутреннюю полость ротора 4. Под действием центробежной силы смесь воды с сине-зелеными водорослями выбрасывается в кольцевой канал 6. При выходе из сквозного радиального отверстия 22 жидкостной поршень расширяется, в нем создаются области разрежения, в которых появляются пузырьки пара. При контакте с водой кольцевого канала 6 пузырьки пара конденсируются, и так как объем конденсата в тысячу раз меньше объема пара, из которого образовался конденсат, то в воде кольцевого канала появляются пустоты, которые схлопываются с гидравлическими ударами, причем центрами конденсации являются сине-зеленые водоросли и их оболочки разрушаются гидравлическими ударами воды, заполняющей пустоты. При вращении ротора 4 вода, заполняющая глухие отверстия 5, перемещается жидкостным поршнем. При опорожнении между поршнем и днищем глухого отверстия 5 возникает разрежение с появлением в воде поршня паровых пузырьков, которые конденсируются в кольцевом канале 6, вызывая дезинтеграцию сине-зеленых водорослей. При достижении воды по кольцевому каналу 6 над отверстиями 7 перфорированного кольца 8 возникают разрежения с образованием пузырьков пара, которые конденсируются над перемычками отверстий 7. В процессе размножения и накопления биомассы сине-зеленые водоросли ассимилируют из воды водохранилища тяжелую воду при коэффициентах накопления K_н = 10⁷ - 10⁹, при разрушении их оболочек тяжелая вода смешивается с легкой. Однако тяжелая вода имеет плотность на 10% выше плотности легкой, и она в поле центробежных сил проходит через отверстия 7 перфорированного кольца 8 и накапливается в полости 9. При многократных выбросах воды из глухих отверстий 5 и последующем их заполнении происходит пульсация напоров: скоростной напор переходит в статический, статический - в скоростной. При пульсации напоров часть энергии напоров переходит в тепловую энергию с нагревом воды в кольцевом канале 6. Тяжелая вода имеет температуру кипения 101,42^oC, следовательно, она хуже испаряется и легче конденсируется, отсюда динамическая дезинтеграция ассоциатов молекул тяжелой и легкой воды сопровождается тепловой. Вязкость тяжелой воды превышает на 23% вязкость легкой и это обстоятельство способствует накоплению тяжелой воды в полости 9. Фрагменты сине-зеленых водорослей, в смеси с легкой водой выводятся из кольцевого канала 6 по патрубку 3 в ЦМФ 16, в котором на нежесткой фильтровальной перегородке 17 осуществляют отделение биомассы. Биомассу отжимают на ЛПФ 18, сушат в сушилке 19, и полученную БВД используют в корм скоту и птице из расчета 1 грамм на 1 кг живого веса. Наличие белка порядка 50%, биостимуляторов повышают яйценоскость, надои молока, привесы мяса, до минимума сокращают падеж молодняка, улучшают генетику родительского стада. Расходы на корма составляют 70-90% всех расходов в животноводстве и птицеводстве, а поэтому выработка БВД на основе сине-зеленых водорослей, являющихся сорниками водохранилищ, изменяющими вкус, цветность воды, сокращение потребления ими кислорода обеспечивает оздоровление экологической обстановки на мелководьях водохранилищ, например на Киевском водохранилище мелководья занимают порядка 40-50% площади. Концентрация тяжелой воды в сине-зеленых водорослях не превышает 0,4 - 0,6%, что недостаточно для использования в термоядерной энергетике. Для повышения концентрации тяжелой воды дезинтеграцию ассоциатов тяжелой и легкой воды доводят в последующих дезинтеграторах 11, 12 и т.д. до 90-95%. При использовании термоядерного распада дейтерия на сельхозпредприятиях АПК осуществляют электролиз тяжелой воды в установке 14. Перевод атомной энергетики с урана на тяжелую воду устраняет потребность в переработке жидких радиоактивных отходов /ЖРО/ и необходимость захоронения твердых /ТРО/. Устраняется миграция радионуклидов распада урана, опасность появления онкологических больных, вызванных поражением клеток альфа-частицами, т.е. устраняется "чума XX века" - атомные электростанции. 1 кг дейтерия при распаде эквивалентен по энергии сжиганию 10000 т угля, т.е. появляется возможность сохранить невозобновляемые энергоносители /нефть, уголь, природный газ и т.д./ для наших потомков.

Изобретение относится к переработке сине-зеленых водорослей при очистке мелководий водохранилищ с выработкой тяжелой воды и белково-витаминной добавки в корм скоту и птице. Дезинтегратор содержит корпус с входящим и выходящим патрубками, размещенный по оси корпуса цилиндрический ротор с глухими отверстиями, взаимодействующими через кольцевой канал с отверстиями корпуса. Взаимодействующие отверстия корпуса выполнены в перфорированном кольце, образующем с корпусом полость, сообщенную со следующими ступенями дезинтеграторов и приемной камерой установки электролиза. Выходящий патрубок корпуса дезинтегратора первой ступени соединен с центробежным биофильтром, который связан с ленточным пресс-фильтром, сушилкой и сборником белково-витаминной добавки. Входящий патрубок этого дезинтегратора соединен с внутренней полостью ротора, которая сквозными радиальными отверстиями ротора сообщена с кольцевым каналом, причем у ротора сквозные отверстия размещены между глухими отверстиями. Изобретение обеспечивает повышение эффективности дезинтеграции ассоциатов молекул тяжелой и легкой воды для использования тяжелой воды в термоядерных реакторах. 1 ил.

Дезинтегратор сине-зеленых водорослей и ассоциатов молекул тяжелой и легкой воды, включающий корпус с входящим и выходящим патрубками, размещенный по оси корпуса цилиндрический ротор с глухими отверстиями, взаимодействующими через кольцевой канал с отверстиями корпуса, отличающийся тем, что взаимодействующие отверстия корпуса выполнены в перфорированном кольце, образующем с корпусом полость, сообщенную патрубком со следующими ступенями дезинтеграторов и приемной камерой установки электролиза, при этом выходящий патрубок корпуса дезинтегратора первой ступени сообщен с центробежным микрофильтром с нежесткой фильтровальной перегородкой, а по биомассе центробежный микрофильтр сообщен с ленточным пресс-фильтром, сушилкой и сборником белково-витаминной добавки, а входящий патрубок этого дезинтегратора сообщен с внутренней полостью ротора, которая сквозными радиальными отверстиями ротора сообщена с кольцевым каналом, причем сквозные отверстия размещены между глухими.