Способ и устройство для получения синтез-газа


 


Владельцы патента RU 2548410:

ВОЩИНИН Сергей Александрович (RU)

Группа изобретений относится к области переработки углеводородного сырья (CH4) - к способу и устройству (реактору) для получения синтез-газа. Способ получения синтез-газа путем каталитического превращения метана посредством пропускания реагентов через неподвижный слой катализатора, в качестве неподвижного слоя катализатора используют кольцевой слой катализатора, в котором реагенты пропускают от внутренней к наружной поверхности кольцевого слоя катализатора, в качестве реагентов используют смесь метана с газообразными реагентами, дополнительно содержащую продукты плазмохимического распада газообразных реагентов или их смеси, тепловой режим процесса обеспечивают путем смешивания продуктов плазмохимического распада со смесью метана с газообразными реагентами, а, по крайней мере, часть реагентов подают непосредственно в плазмохимическую зону. При этом в качестве газообразных реагентов используют углекислый газ или водяной пар или кислород. Реактор для получения синтез-газа путем каталитического превращения метана, включающий неподвижный слой катализатора и устройство нагрева реагентов и катализатора, слой катализатора выполнен в форме кольца, в котором движение реагентов осуществляется от внутренней к наружной поверхности кольцевого слоя катализатора, устройство нагрева реагентов и катализатора выполнено в виде плазматрона, потребляющего рабочий газ и расположенного в центральной части реактора в плазмохимической зоне, имеющей огнеупорную термоизоляцию, между плазмохимической зоной и слоем катализатора расположена буферная зона, в которой происходит перемешивание реагентов и продуктов плазмохимического распада рабочего газа плазматрона. Кроме того, плазматрон может быть выполнен с возможностью перемещения в плазмохимической зоне. Изобретение позволяет увеличить производительность процесса получения синтез-газа и снизить теплопотери в окружающую среду. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 1 ил., 5 пр.

 

Область техники

Настоящая группа изобретений относится к области переработки углеводородного сырья (СН4) - к способу и устройству (реактору) для получения синтез-газа. Синтез-газ (СО+Н2) используется в процессах синтеза метанола, диметилового эфира, получения углеводородов методом Фишера-Тропша и др.

Предшествующий уровень техники

Основные методы получения синтез-газа основываются на окислительной конверсии метана:

- паровом риформинге метана (ПРМ):

СН+Н2О=СО+3Н2 ΔН=+206 кДж/моль

- парциальном окислении метана (ПОМ) кислородом:

СН4+½О2=СО+2Н2 ΔН=-35,6 кДж/моль

- углекислотном риформинге метана (УРМ):

СН4+CO2=2СО+2Н2 ΔН=+247 кДж/моль

По крайней мере, два из перечисленных процессов: паровой риформинг и углекислотный риформинг требуют значительных энергозатрат в силу эндотермичности протекания. Для получения синтез-газа перечисленными методами в промышленности используется практически лишь метод парового риформинга метана. Процесс проводят на нанесенном Ni-катализаторе при высокой температуре (700-900°C). Кроме того, все перечисленные выше процессы протекают с увеличением давления (при постоянном объеме). Поэтому, организация оптимального теплообмена и стабилизация давления в слое катализатора являются одной из актуальных задач разработки новых способов и конструкций реакторов для этих процессов.

Из уровня техники известен способ получения синтез-газа углекислотным риформингом метана в проточном реакторе, описанный в патенте RU 2325219, опубликованном 27.05.2008, в котором при температуре 1073 K, давлении 1 атм на насыпной каталитической системе Ni/Al2O3 удается достичь конверсии метана и СО2 около 96% при соотношении Н2:СО около 0,96. Существенным недостатком данного процесса является быстрая дезактивация катализатора из-за высокой доли процессов коксообразования.

Известен также способ получения синтез-газа углекислым риформингом метана на пористом керамическом каталитическом модуле (ПККМ), раскрытый в патенте RU 2325219, опубликованном 27.05.2008, который представляет собой продукт термического синтеза уплотненной методом вибропрессования высокодисперсной экзотермической смеси никеля и алюминия. ПККМ содержаний (% масс.): Ni - 56-96; Al 4-44. ПККМ может дополнительно содержать карбид титана в количестве 20% масс. по отношению к массе модуля, а также каталитическое покрытие, включающее La и MgO или Се и MgO, или La, Се и MgO, или ZrO2, Y2O3 и MgO, или Pt и MgO, или W2O5 и MgO в количестве 0,002-6 масс. % по отношению к массе модуля. Синтез-газ получают путем конверсии смеси метана и углекислого газа при температуре 450-700°C и давлении 1-10 атмосфер в фильтрационном режиме на ПККМ при скорости подачи метана и углекислого газа через модуль 500-5000 ч-1. Недостатком данного способа является повышенное коксообразование, которое достигает 79,5%.

Наиболее близким к заявленному способу является описанный в опубликованном 27.03.2009 патенте RU 2350386 способ получения синтез-газа в процессах парциального окисления метана, парового риформинга метана и углекислотного риформинга метана путем пропускания реагентов через неподвижный слой катализатора при температуре 800-1200°C, давлении 1-7 бар и объемной скорости пропускания реагентов 5000-15000 ч-1.

По прототипу процесс проводят следующим образом. Парциальное окисление метана кислородом проводят при температуре 600-850°C и объемной скорости 5000 ч-1. Состав реакционной смеси на входе в реактор (% об.): СН4 - 20; О2 - 10; Ar - 70. В качестве катализатора используют Ni/Al2O3, промотированный соединениями U. Наилучшими достигнутыми результатами являются:

конверсия метана, % 94
выход H2, % 93
выход СО, % 93

Паровой риформинг метана проводят при температуре 600-850°C и объемной скорости 6300 ч-1. Состав реакционной смеси на входе в реактор (% об.): CH4 - 15; Н2О - 45; Ar - 40. В качестве катализатора используют Ni/Al2O3, промотированный соединениями U. Наилучшими достигнутыми результатами являются:

конверсия метана, % 80
выход H2, % 42
выход Со, % 27

Углекислотный риформинг метана проводят при 850°C и объемной скорости 5000 ч-1. Состав реакционной смеси на входе в реактор (% об.): CH4 - 20; CO2 - 20; Ar - 60. В качестве катализатора используют Ni/Al2O3, промотированный соединениями U. В этих условиях удается достичь конверсии метана и СО2 около 95% при соотношении Н2:СО около 0,95. Модификация катализатора соединениями урана значительно снижает коксообразование: выход углерода составляет всего лишь 0,4% против 14% с использованием не модифицированного Ni/Al2O3 - катализатора.

Недостатком прототипа является низкая производительность описанных в нем способов, обусловленная тем, что процесс протекает в режиме фильтрования, обеспеченного керамической каталитической мембраной.

Из уровня техники известны различные устройства для получения синтез-газа, конструктивные особенности которых обусловлены, прежде всего, способом подвода тепла в каталитических реакторах с протеканием эндотермических реакций, среди которых выделяют два основных способа:

1) подвод тела от внешних источников;

2) подвод тепла за счет экзотермических реакций, протекающих в самой реакционной системе (т.н. «внутренний обогрев»).

Риформинг с «внутренним обогревом» получил название автотермического риформинга (АТР). Обычно он реализуется за счет внутреннего сгорания части технологического газа. В качестве окислителя в схемах АТР используют кислород, а не воздух, чтобы исключить вредное влияние азота и инертных газов. Этот вид риформинга в настоящее время считается одним из наиболее эффективных по стоимости и действенности среди способов производств синтез-газа. В АТР легкое углеводородное сырье с добавлением водяного пара реагирует с околостехиометрическим количеством кислорода с получением синтез-газа. Из уровня техники известен, например, работающий под давлением реактор АТР, описанный в патенте RU 2345948, опубликованном 20.03.2010, который состоит из горелки, камеры сгорания и слоя катализатора в обложенном огнеупором кожухе. Аналогичное решение предложено в патенте RU 2342318, опубликованном 27.12.2008.

Реактор с внешним обогревом раскрыт в патентах: RU 2354607, опубликованном 10.05.2009, и RU 2354608, опубликованном 10.05.2009. В этих патентах процесс риформинга протекает в трех различных устройствах - адиабатической установке предварительного риформинга, структурированных каталитических элементах с катализаторами риформинга с водяным паром и в трубчатой риформинг-установке с огневым обогревом. Аналогичные технические решения предложены фирмами Лурги и One Synergy, в которых паровой риформинг предусматривает нагрев каталитической зоны путем конвекции продуктов сгорания. В результате процесса предриформинга удаляются следы высших углеводородов, которые могут присутствовать в природном газе.

Из уровня техники известен реактор, описанный в патенте RU 921621, опубликованном 23.04.1982, в котором катализатор размещен в прямоугольных кассетах с верхними открытыми торцами, закрепленными в горизонтальной перегородке и снабженные съемными решетками, размещенными на их нижних торцах.

Кроме того, по патенту RU 1431825, опубликованному 23.10.1988, известен конверсионный элемент, в котором для интенсификации внешнего теплообмена, подводимого к трубкам, содержащим катализатор, внешняя поверхность трубок выполнена в виде гофров. Гофры поверхности выполняют функции радиального оребрения и обеспечивают интенсификацию процессов теплообмена со стороны греющего теплоносителя.

Наиболее близким по совокупности существенных признаков к заявленному устройству является реактор, описанный в патенте RU 2350386, опубликованном 27.03.2009, представляющем собой цилиндр из термостойкого материала (кварц) с расположенным внутри неподвижным слоем катализатора. Цилиндр помещают в трубчатую печь и нагревают до температуры реакции.

Недостатком данного устройства являются его большие теплопотери в окружающую среду, связанные с внешним расположением зоны теплоподвода по отношению к реакционной каталитической зоне. Постоянство элементарного объема катализатора по отношению к готовому потоку реагентов приводит к возрастанию давления в этом элементарном объеме и снижению скорости химических реакций.

Раскрытие изобретения

Техническим результатом, достигаемым при использовании заявленной группы изобретений, является увеличение производительности процесса получения синтез-газа и снижение теплопотерь в окружающую среду.

Указанный технический результат достигается за счет того, что в способе получения синтез-газа путем каталитического превращения метана посредством пропускания реагентов через неподвижный слой катализатора, в качестве неподвижного слоя катализатора используют кольцевой слой катализатора, в котором реагенты пропускают от внутренней к наружной поверхности кольцевого слоя катализатора, в качестве реагентов используют смесь метана с газообразными реагентами, дополнительно содержащую продукты плазмохимического распада газообразных реагентов или их смеси, тепловой режим процесса обеспечивают путем смешивания продуктов плазмохимического распада со смесью метана с газообразными реагентами, а, по крайней мере, часть реагентов подают непосредственно в плазмохимическую зону. При этом в качестве газообразных реагентов используют углекислый газ или водяной пар или кислород.

Указанный технический результат достигается за счет того, что в реакторе для получения синтез-газа путем каталитического превращения метана, включающем неподвижный слой катализатора и устройство нагрева реагентов и катализатора, слой катализатора выполнен в форме кольца, в котором движение реагентов осуществляется от внутренней к наружной поверхности кольцевого слоя катализатора, устройство нагрева реагентов и катализатора выполнено в виде плазматрона, потребляющего рабочий газ и расположенного в центральной части реактора в плазмохимической зоне, имеющей огнеупорную термоизоляцию, между плазмохимической зоной и слоем катализатора расположена буферная зона, в которой происходит перемешивание реагентов и продуктов плазмохимического распада рабочего газа плазматрона. Кроме того, плазматрон может быть выполнен с возможностью перемещения в плазмохимической зоне.

Краткое описание чертежей

На фиг.1 представлена принципиальная схема реактора, в котором реализуется способ получения синтез-газа.

Реактор представляет собой вертикальный цилиндрический аппарат, в центральной части которого находится плазмохимическая зона (1). В этой зоне с помощью плазмотрона (2) происходит плазмохимическое превращение газообразного рабочего тела плазмотрона (ГРТП), вводимого в плазмотрон через штуцер (3).

Газообразным рабочим телом плазматрона может быть:

1) углекислый газ при проведении углекислого риформинга метана (УРМ);

2) водяной пар при проведении парового риформинга метана (ПРМ);

3) кислород при проведении парциального окисления метана (ПОМ);

4) смесь всех перечисленных газов с добавками инертных компонентов (например, таких как азот, аргон и др.).

Через другой штуцер (4) в плазмотрон вводится охлаждающая жидкость. Плазматрон (2) может перемещаться в плазмохимической зоне (1) с помощью устройства (5). Температура в плазмохимической зоне достигает 5000-7000°C. Плазмохимическая зона ограничена термоизоляционной кольцевой перегородкой (6), выполненной из тугоплавкого материала (керамика). Вверху плазмохимической зоны располагается отражательная перегородка (7), которая также выполнена из тугоплавкого материала. Продукты превращения газообразного рабочего тела, имеющие высокую температуру, из плазмохимической зоны (1) через зазор между термоизоляционной кольцевой перегородкой (6) и отражательной перегородкой (7) попадают в кольцевую буферную зону (8), где смешиваются с исходными реагентами и нагревает их до температуры 800-1200°C. Нагрев полученной реагентной смеси происходит также за счет ее контакта с термоизоляционной кольцевой перегородкой. Исходные реагенты подают в кольцевую буферную зону (8) по центральному газоходу (9). Устройство (5) предусматривает возможность ввода (на рисунке не показано) в плазмохимическую зону (1) по крайней мере части сырьевого потока, направляемого в буферную зону (8) по центральному газоходу (9). Ввод части сырьевого потока в плазмохимическую зону (1) через устройство (5) обеспечивает эффективное перемешивание реагентов с продуктами из факела плазмотрона, обеспечивает снижение температуры в плазмохимической зоне и возможность ее регулирования, защищает термоизоляционную кольцевую перегородку (6) от прямого воздействия плазмы и горячих газов факела плазмотрона.

Реагентная смесь, полученная в кольцевой буферной зоне (8) при температуре 800-1200°C, проходит через неподвижный кольцевой слой катализатора (10). Направление движения реагентной смеси в кольцевом слое катализатора - от частиц катализатора, расположенных ближе к центру кольца, к частицам катализатора, расположенных на периферии кольца. Объемная скорость пропускания реагентов через неподвижный кольцевой слой катализатора (10) равна 5000-15000 ч-1 и во многом зависит от необходимости достижения требуемой температуры в кольцевой буферной зоне (8). Из неподвижного кольцевого слоя катализатора продукты реакции поступают в продуктовый газоход (11), кольцевая форма которого к верху реактора переходит в трубную форму. Реактор имеет рубашку (13), в которую через штуцер (14) подают, а через штуцер (15) выводят теплоноситель. Выгрузку катализатора осуществляют через кольцевую крышку (16).

Загрузку катализатора осуществляют следующим образом. Разбирают фланцевые соединения по линии (Б), разбирают фланцевое соединение по линии (В), разбирают фланцевое соединение по линии (Г), снимают кольцевую крышку катализаторного слоя (17). Для крепления реактор имеет опоры (18). Нижеследующие примеры иллюстрируют данный способ.

Варианты осуществления изобретений

Пример 1. Процесс углекислотного риформинга метана проводят в реакторе, описанном выше. В качестве газообразного рабочего тела плазматрона используют диоксид углерода. Процесс проводят при температуре 900°C, давлении 1 бар и объемной скорости 10000 ч-1. В качестве катализатора используют Ni/Al2O3. Состав реакционной смеси (% объемн.): метан - 20; диоксид углерода - 20; аргон - 60. По завершении процесса выход Н2 составляет 47%, выход СО - 51%, конверсия метана - 98%.

Пример 2. Процесс парового риформинга метана проводят в реакторе, описанном выше. В качестве газообразного рабочего тела плазматрона используют смесь водяных паров и диоксида углерода. Процесс проводят при температуре 1000°C, давлении 7 бар и объемной скорости 1000 ч-1. В качестве катализатора используют Ni/Al2O3. Состав реакционной смеси (% объемн.): метан - 30; диоксид углерода - 60; аргон - 10. По завершении процесса выход Н2 составляет 60%, выход СО - 25%, конверсия метана - 95%.

Пример 3. Процесс парциального окисления метана проводят в реакторе, описанном выше. В качестве газообразного рабочего тела плазматрона используют смесь диоксида углерода и кислорода. Процесс проводят при температуре 1000°C, давлении 7 бар и объемной скорости 1000 ч-1. В качестве катализатора используют Ni/Al2O3. Состав реакционной смеси (% объемн.): метан - 40; диоксид углерода - 30; аргон - 30. По завершении процесса выход Н2 составляет 95%, выход СО - 93%, конверсия метана - 96%.

Как видно из приведенных примеров, проведение процесса по предлагаемому способу в описанном выше реакторе позволяет увеличить конверсию метана, выход Н2 и СО. Это позволяет значительно повысить производительность процесса. Помимо увеличения производительности процесса способ позволяет значительно снизить теплопотери за счет расположения источника тепла (плазматрона) в центре реактора (в отличие от периферийного расположения источника тепла в прототипе). Увеличение производительности процесса связано, в том числе, с организацией прохождения реакционной смеси в слое катализатора: направление движения от центра к периферии приводит к увеличению объема (снижению давления) в элементарном слое катализатора, что способствует протеканию процесса в сторону продукта реакции - синтез-газа. Увеличение производительности процесса достигается также за счет вовлечения в зону реакции продуктов плазмохимического превращения рабочего газа плазматрона, которые инициируют протекание процесса в сторону образования основных продуктов реакции.

Пример 4. Полученный синтез-газ используют для получения дизельного топлива методом Фишера-Тропша. Проведенные для процесса углекислотного риформинга метана укрупненные расчеты с учетом последующего превращения синтез-газа в дизельное топливо дают следующие основные результаты:

1) электрическая мощность плазматрона, кВт 600,00
2) потребляемая электроэнергия, МВт·ч/год 5382,00
3) эксплуатационные расходы, тыс. руб./год 4949,70
(включая стоимость эл. энергии и CO2)
4) затраты на природный газ, тыс. руб/год 6728,40
5) тепловая мощность плазмотрона, М кал/ч 576,30
6) теплоемкость природного газа, ккал/кг/град 0,94
7) теплоемкость CO2, ккал/кг/град 0,27
8) температура в реакторе, °C 1200,00
9) расход CO2 на 1 кг природного газа, кг 2,75
10) поток CO2 через плазматрон, кг/ч 955,60
11) поток природного газа, кг/ч 267,90
12) поток CO2, кг/ч 687,70
13) поток синтез-газа, кг/ч 1004,60
14) поток остаточного СО, кг/ч 502,30
15) калорийность остаточного СО, ккал/ч 1213363,50
16) количество получаемого дизельного топлива, тонн/год 1452,10
17) выручка от продаж дизельного топлива, тыс. руб/год 19893,10
18) чистая прибыль, тыс. руб./год 8215,00

Пример 5. Полученный синтез-газ используют для получения дизельного топлива методом Фишера-Тропша. Проведенные для процесса углекислотного риформинга метана укрупненные расчеты с учетом последующего превращения синтез-газа в дизельное топливо дают следующие основные результаты:

1) электрическая мощность плазматрона, кВт 600,0
2) потребляемая электроэнергия, МВт·ч/год 5256,0
3) поток синтез-газа, кг/час 886
4) средняя температура в реакторе, °C 1200
5) поток CO2 через плазматрон, кг/ч 100,00
кмоль/ч 2,27
нм3 50,91
6) поток смеси природного газа и CO2, кг/ч 783,03
7) расход природного газа, кг/ч 236,27
8) расход природного газа, нм3 330,78
9) расход природного газа, нм3/год 2897662
10) расход CO2, кг/ч 549,75
11) поток синтез-газа, кг/ч 886,03
12) соотношение СО:Н2=1:1 1:1
13) поток остаточного СО, кг/ч 443,01
14) калорийность остаточного СО, ккал/ч 1070146,36
15) калорийность остаточного СО, МВт 1,24
16) затраты на природный газ, тыс. руб/год 5795,32
17) тепловая мощность плазматрона, Мкал/ч 516,25
18) теплоемкость природного газа, ккал/кг/°C 0,94
19) теплоемкость CO2, ккал/кг 0,27
20) расход CO2 на 1 кг природного газа, кг 2,75
21) количество получаемого дизельного топлива, кг/ч 146,19
т/сутки 3,51
т/год 1280,66
22) цена дизельного топлива, руб./т 13700,00
23) выручка от продаж дизельного топлива, тыс. руб./год 17545,09
24) эксплуатационные расходы, тыс. руб./год 4833,84

Полученные результаты по примерам 4-5 иллюстрируют коммерческую перспективность предложенного способа.

1. Способ получения синтез-газа путем каталитического превращения метана посредством пропускания реагентов через неподвижный слой катализатора, отличающийся тем, что в качестве неподвижного слоя катализатора используют кольцевой слой катализатора, в котором реагенты пропускают от внутренней к наружной поверхности кольцевого слоя катализатора, в качестве реагентов используют смесь метана с газообразными реагентами, дополнительно содержащую продукты плазмохимического распада газообразных реагентов или их смеси, тепловой режим процесса обеспечивают путем смешивания продуктов плазмохимического распада со смесью метана с газообразными реагентами, а, по крайней мере, часть реагентов подают непосредственно в плазмохимическую зону.

2. Способ получения синтез-газа по п.1, отличающийся тем, что в качестве газообразных реагентов используют углекислый газ или водяной пар или кислород.

3. Реактор для получения синтез-газа путем каталитического превращения метана, включающий неподвижный слой катализатора и устройство нагрева реагентов и катализатора, отличающийся тем, что слой катализатора выполнен в форме кольца, в котором движение реагентов осуществляется от внутренней к наружной поверхности кольцевого слоя катализатора, устройство нагрева реагентов и катализатора выполнено в виде плазматрона, потребляющего рабочий газ и расположенного в центральной части реактора в плазмохимической зоне, имеющей огнеупорную термоизоляцию, между плазмохимической зоной и слоем катализатора расположена буферная зона, в которой происходит перемешивание реагентов и продуктов плазмохимического распада рабочего газа плазматрона.

4. Реактор по п.3, отличающийся тем, что плазматрон выполнен с возможностью перемещения в плазмохимической зоне.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к катализатору получения синтез-газа в процессе парциального окисления метана, представляющему собой микросферический носитель с нанесенным активным компонентом на основе оксидов металлов, при этом в качестве микросферического носителя используют частицы диаметром от 50 до 160 мкм оксида алюминия и/или алюмосиликата, а в качестве активного компонента - оксид Со или Ni, или Fe, или Mn, или Cu, или Се, или смесь оксидов NiO, Co3O4 и Се2О3, при следующем соотношении компонентов, мас.%: указанный активный компонент - 2-40, оксид алюминия и/или алюмосиликат - остальное.

Изобретение относится к области энергетики и может быть использовано для частичного или полного замещения углеводородного топлива на различных видах транспорта, в отопительных системах жилых и производственных помещений, в генераторах производства пара и для раздельного получения чистого кислорода и водорода для производственных, медицинских и других нужд.

Изобретение относится к области синтеза аммиака из кондиционного газа, содержащего водород и азот. Аммиачная установка для производства аммиака, в которой аммиачный продувочный газ (20) направляют в узел извлечения, включающий средства охлаждения (102, 202, 302, 402, 502) и фазовые сепараторы, расположенные каскадом и включающие сепаратор высокого давления (103, 203, 303, 403, 503), работающий при давлении контура, и сепаратор, работающий при существенно меньшем давлении, чем давление контура (205, 206, 305); при этом продувочный газ (20) сначала охлаждают до криогенной температуры с достижением частичного ожижения метана и аргона, а затем разделяют охлажденный поток в фазовом сепараторе высокого давления на газообразный поток и нижний жидкий продукт, который далее подают в сепаратор более низкого давления.

Изобретение относится к способам получения водорода за счет гидролиза твердого реагента - алюминия в реакционном сосуде и может быть использовано для получения водорода в сфере автономной энергетики, преимущественно в энергоустановках с электрохимическими генераторами, как в стационарных установках, на транспорте, так и при ремонтах электрогенераторов с водородным охлаждением и в химической промышленности.
Группа изобретений относится к десульфуризации углеводородов. Способ включает стадии: (i) пропускание смеси углеводорода и водорода через катализатор десульфуризации с превращением сероорганических соединений, присутствующих в указанном углеводороде, в сульфид водорода, (ii) пропускание полученной смеси через сорбент сульфида водорода, содержащий оксид цинка, со снижением содержания сульфида водорода в смеси, и (iii) пропускание газовой смеси, обедненной сульфидом водорода, через дополнительный десульфуризующий материал.

Изобретение может быть использовано в химической промышленности и энергетике для получения энергии. В реакторе гидрогазификации одновременно нагревают углеродсодержащий материал, водород и воду при температуре и давлении, достаточных для создания потока газообразного продукта, обогащенного метаном и монооксидом углерода.

Изобретение относится к области газохимии, а именно к установке для получения синтез-газа для производства углеводородов. Установка включает магистраль подачи углеводородного сырья, магистраль подачи остаточного газа с установки синтеза углеводородов из синтез-газа, соединенные с блоком адиабатического предриформинга, трубопровод для подачи кислородосодержащего газа, соединенный с блоком автотермического риформинга, связанного с блоком адиабатического предриформинга, и трубопровод для выхода полученной парогазовой смеси, соединенный с выходом блока автотермического риформинга.

Изобретение относится к энергетическому оборудованию и может быть использовано для получения водорода как в стационарных установках, так и на транспорте. Способ генерации водорода включает размещение изделий из композита алюминия или магния, выполненных в форме куба или параллелепипеда с отверстиями в трех ортогональных направлениях, в решетчатые контейнеры, которые помещают каждый в отдельный герметичный реактор, через который пропускают воду с помощью впускных для воды отверстий, снабженных запорными задвижками, соединенных с магистралью впускной воды, и выпускных для воды отверстий, снабженных запорными задвижками, соединенных с магистралью выпускной воды, при этом магистрали соединены с теплообменником, а водород отводят через отверстия, снабженные запорными задвижками, соединенные с магистралью водорода, которую соединяют с газопотребляющим устройством.

Изобретение относится к улучшенному способу конверсии моноксида углерода СО и воды Н2О в диоксид углерода СO2 и водород Н2, который включает стадии связывания моноксида углерода из газовой фазы первым растворителем с получением формиата НСОО-, разложение формиата НСОО- и отделение образующегося водорода Н2.

Изобретение относится к трубе риформинга с переменной толщиной стен, предназначенной для риформинга газа в процессе прямого восстановления железа. Труба содержит аксиально выровненную трубчатую конструкцию, выполненную из металлического материала.

Изобретение относится к способу очистки газовых выбросов и может быть использовано на предприятиях металлургической, химической, нефтяной, коксохимической, теплоэнергетической отраслей промышленности.

Изобретение относится к области нанотехнологий и может быть использовано в медицине, фармацевтике, косметологии. Наночастицы платиновых металлов получают в прозрачной жидкости на водной основе 7 при разрушении мишени 6 из платинового металла или сплава кавитацией, возникающей путем доставки лазерного излучения 2, представленного в виде импульсов сфокусированного излучения лазера на парах меди 1 с величиной энергии импульса 1-5 мДж и длительностью импульса 20 нс, с частотой следования импульсов 10-15 кГц и плотностью мощности 5,7 ГВт/см2, через прозрачное дно кюветы 5 к мишени 6, помещенной в кювету 5 с прозрачной жидкостью на водной основе 7.

Изобретение относится к области ядерно-физических способов обработки материалов и может найти применение в технологических процессах диффузионного соединения разнородных материалов.

Группа изобретений относится к угольной промышленности, а именно к способу и устройству для плазмохимической переработки угля. Способ включает переработку угля, в реакторе в непрерывном и в импульсно-периодическом режиме поддержания плазмы, включающем камеру формирования пленочного потока жидкой среды, внутренний электрод, внешний электрод, входной штуцер, электроразрядную камеру, выход потока жидкой компоненты, выход потока газообразной компоненты, при этом в качестве жидкой среды используют угольную крошку в водородсодержащем растворителе, в том числе, с содержанием газообразных компонентов, подачу полученного сырья в приемную емкость, разделение его на фракции, выделение жидкого продукта, удаление из газообразной фракции отходов сорбции посредством сорбционной очистки, удаление из жидкой фракции отходов твердых фракций, повторное направление неизрасходованного сырья в камеру подготовки для последующей переработки и смешения с жидкими и/или газообразными веществами донорами водорода в соотношении, позволяющем достичь в смеси молярного соотношения водород/углерод более 1, при значениях удельного энерговклада, превышающих 1 кВт на м3, напряженности электрического поля более 1 кВ на мм и температурах сырья 100-400°C, и воздействие на сырье продуктами низкотемпературной плазмы электрического разряда.

Изобретение относится к способам воздействия на материалы и продукты с целью их активации, преимущественно к способам обезвоживания углеводородов, очистки теплоносителя, стерилизации пищевых жидкостей, подготовки нефтепродуктов к пиролизу и крекингу, переработки сложномолекулярных продуктов.

Изобретение может быть использовано для подготовки водопроводной воды предприятиями пищевых производств, в частности при производстве безалкогольных напитков. Способ включает очищение воды от механических примесей путем фильтрации, обработку воды импульсным ультразвуковым полем с частотой 22±1,65 кГц, мощностью ультразвукового колебания 120-200 Вт, интенсивностью порядка 10-20 Вт/см2 и экспозицией 3-5 мин.

Изобретение относится к способу и устройству для преобразования газообразного углеводорода в жидкий углеводород. Реактор, действующий на основе нетеплового повторяющегося импульсного скользящего разряда, содержит: высоковольтный источник энергии, выполненный с возможностью подачи импульсного высоковольтного потенциала; входное отверстие для газа; входное отверстие для жидкого сорбента; выходное отверстие для продукта; первые электроды, соединенные с высоковольтным источником энергии; вторые электроды, которые являются заземленными; и желоб; причем первые электроды отделены от вторых электродов разрядной областью.

Изобретение относится к системам ультрафиолетового излучения, применяемым для уничтожения микроорганизмов, и в частности к способу перемешивания жидкостей в системах, в которых используется ультрафиолетовый свет для обеззараживания жидкостей.

Изобретение относится к пищевой и биоэнергетической промышленностям. Способ плазмохимической очистки газов от органических загрязнений путем пропускания указанных газов через область объемного высоковольтного электрического разряда, при этом плазменную обработку газа производят при давлении ниже атмосферного, а в область электрического разряда дополнительно вводят окислитель и гранулированный катализатор.

Изобретение относится преимущественно к канальным реакторам АЭС типа РБМК с графитовой кладкой активной зоны. Способ включает снижение температуры облучения графита путем уменьшения аксиальной неравномерности термического сопротивления газового зазора технологического канала графитового ядерного канального реактора за счет заполнения газового зазора гелием с содержанием газовых примесей не выше 2%.

Изобретение относится к области получения кристаллического кремния. Способ включает термическое восстановление кварцитов до элементарного кремния с помощью восстановительной газовой смеси с использованием плазмы, при этом процесс ведут одностадийно во встречных потоках кварцитов и восстановителя, в качестве восстановителя используется смесь углеводородов и водяных паров, количество которых не более ¼ необходимого для протекания реакции конверсии, а суммарное количество углерода, содержащегося в углеводородах, не менее чем в 1,5 раза превышает стехиометрически необходимое количество для реализации процесса полного восстановления кварцитов. Устройство содержит электродуговую печь 1, плазмотрон 3, систему подачи кварцитов 2, средства подачи восстановителя 6, плазмотрон 3 со средствами подачи восстановителя 6 расположен под шахтой 5 в нижней части печи 1, система подачи кварцитов 2 размещена в верхней части шахты 5, при этом нижняя часть печи 1 отделена от шахтного пространства ограничителем 9, регулирующим сход кварцитов из шахты 5 в упомянутую нижнюю часть. Изобретение обеспечивает получение высокочистого поликристаллического кремния экологически безопасным способом с высоким процентом выхода кремния и низкой его себестоимостью. 2 н.п. ф-лы, 1 ил., 1 пр.
Наверх