Устройство и способ получения газа



Устройство и способ получения газа
Устройство и способ получения газа

 

C25B1/00 - Электролитические способы; электрофорез; устройства для них (электродиализ, электроосмос, разделение жидкостей с помощью электричества B01D; обработка металла воздействием электрического тока высокой плотности B23H; обработка воды, промышленных и бытовых сточных вод или отстоя сточных вод электрохимическими способами C02F 1/46; поверхностная обработка металлического материала или покрытия, включающая по крайней мере один способ, охватываемый классом C23 и по крайней мере другой способ, охватываемый этим классом, C23C 28/00, C23F 17/00; анодная или катодная защита C23F; электролитические способы получения монокристаллов C30B; металлизация текстильных изделий D06M 11/83; декоративная обработка текстильных изделий местной

Владельцы патента RU 2585015:

АКОСТА ЭСТРАДА Марсело (EC)

Изобретение относится к области химической технологии и, более конкретно, к электролизу воды, и предлагает способ получения потока газа путем прохождения потока воздуха по ионной поверхности, применимый при производстве электроэнергии. Способ получения потока газа, содержащего аммиак, водород и углеводород, при котором поток влажного воздуха приводят в контакт с поверхностью слоя твердого катализатора и ионной водной поверхностью, образованной под воздействием металлических электродов, активизированных электрическим током; после прохождения через полупроницаемый барьер, где указанный поток взаимодействует с ильменитом, содержащимся на поверхности барьера, при температуре в диапазоне от 12 до 80°С и давлении окружающей среды или в вакууме, с получением потока газа. Устройство для получения газового потока содержит цилиндрическую трубку (1), горизонтально расположенную, с двумя противоположными отверстиями (2) и (3) меньшего диаметра; анод из проволоки (4), подсоединенный к положительному полюсу источника питания с помощью соединительного провода; катод (5), состоящий из обмотки вокруг анода, подсоединенный к отрицательному полюсу источника питания, при этом анод и катод погружены в электролит, расположенный в нижней части трубки и покрывающий электроды; и пористый керамический барьер (6) вблизи отверстия (2). Изобретение позволяет получить водородсодержащий газ непосредственно на месте, а также усовершенствовать технологию и уменьшить вредное воздействие на окружающую среду. 3 н. и 13 з.п. ф-лы, 1 ил., 10 пр.

 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Настоящее изобретение относится к области химической технологии и, более конкретно, к электролизу воды, и предлагает способ получения потока газа путем прохождения потока воздуха по ионной поверхности, применимый при производстве электроэнергии.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Аммиак является важным соединением при производстве пищевых продуктов и будет продолжать применяться и дальше либо в виде аммиака в жидкой фазе, либо в виде соединений азота, таких как нитраты и мочевина. Другим предполагаемым применением является применение в качестве топлива, вследствие использования аммиака в двигателе внутреннего сгорания будут образовываться такие безвредные продукты, как азот и вода.

Получение азота из воздуха имеет длинную историю. В 1895 Рэлей (Ragleigh) обнаружил, что получить азот при прохождении воздуха через электрическую дугу невозможно. В 1900 норвежцы Birkeland и Eyde разработали способ, основанный на указанном обнаружении. Полученный продукт (нитрат кальция), известный как «норвежская селитра», был единственной успешной попыткой в течение длительного времени. Попытки разработать более эффективный способ продолжались, и в 1918 году Нобелевская премия по химии было присуждена Фрицу Габеру (Fritz Haber) за открытие научной основы для разработки промышленного способа, который носит его имя и на котором были основаны большинство способов, составляющих текущую технологию получения аммиака в промышленных масштабах. В большинстве из указанных способов, хотя азот и получают из воздуха, источником применяемого водорода являются углеводороды или электролиз воды.

Несколько улучшений по существу не изменили открытие Габером способа получения аммиака, которое коротко можно описать как приведение в контакт азота из воздуха и водорода при самой низкой температуре, в присутствии катализатора при повышенных давлении и температуре.

Уникальные процессы, проводимые при температуре и давлении окружающей среды и позволяющие улавливать азот из воздуха, протекают в бобовых растениях естественным путем. Азот объединяется и образует такие соединения, как нитраты, которые закрепляются непосредственно на почве или на корнях растений и улучшают производительность сельскохозяйственных культур.

По этой причине улавливание азота из воздуха было названо фиксацией азота. Другие описанные способы представляют собой усовершенствования указанного способа и, в общем, исходили из специализированных микроорганизмов, улучшенных главным образом путем генетических модификаций, и работают в тщательно кондиционированных условиях окружающей среды.

Другие изобретения в этой области характеризуются методами поиска очищенного водорода и конверсии газообразного азота в качестве сырьевых материалов для получения газообразного аммиака или других азотсодержащих газов, образующихся при химической реакции. Все упомянутые выше процессы имеют то общее, что рабочие условия являются экстремальными.

Например, Louis O′Hare в патенте США 4451436, «Nitrogen Fixation by Plasma and catalyst» использовал электрический разряд электрода при частотах от 60 до 600 Гц и напряжениях от 6 до 10 киловольт для проведения реакции молекул и атомов азота и водорода в плазменном состоянии в присутствии катализатора. Чтобы избежать рекомбинации продуктов, использовали ультрафиолетовое излучение.

Подобным образом, в патенте США 4482525 Hao-Lin Chen, озаглавленном «Nitrogen Fixation Apparatus”), использовали электрическую дугу и фиксировали азот из воздуха с помощью специально спроектированной камеры для достижения надлежащего соотношения энергии и давления (5 и 55 кВ/атмосферный кислород/см) при температуре 3000 K с получением как азота, так и кислорода в возбужденном колебательном состоянии, для получения, в конечном счете, закиси азота.

В патенте США 7811442 «Method and Apparatus for Anhydrous Ammonia Production» John H. Holbrook и Jason K. Handley, опубликованном в октябре 2011 года, использовали водный электролит в паровой фазе, генератор протонов с перовскитом и легирующей примесью при температуре от 400°С до 800°С и давлении в диапазоне от 10 до 300 атмосфер. Легирующие примеси представляли собой щелочноземельные металлы и другие элементы, такие как La, Се, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Sc, Y, Lu, В, Al, Ga, In, Sb, Bi, Cr, Fe, Ru, Os, Co, Rh; и применяемый электрокатализатор представлял собой оксиды, сульфиды и сплавы Pt, Pd, Ni, Co, Cu, Ag, W, Os, Ru, Rh, Ir, Cr, Fe, Mo, V, Re, Mn, Nb, Та.

С другой стороны, хорошо известны технологии получения чистого водорода посредством электролиза из воды с применением щелочного электролита. В последние годы были выданы несколько патентов, относящихся к усовершенствованию компонентов основных электрохимических элементов, в частности, направленных на улучшение электродных материалов, и главным образом, патенты, касающиеся усовершенствования проницаемых мембран и мембранных реакторов.

Однако производство водорода наносит в настоящее время ущерб окружающей среде различной природы и разных уровней тяжести.

С другой стороны, в промышленности функционируют два типа элементов; твердооксидные элементы и щелочные элементы. В последних элементах используют концентрации гидроксида натрия или калия в диапазоне от примерно 3N до 5N и температуры от 70°С до 90°С. Напряжения элементов составляют от 1 до 2,2 вольт (эффективности от 68% до 80%) и ток составляет примерно 150 мА/см2 электрода. Желательно не работать при значениях выше термонейтрального потенциала, поскольку выше этого значения работа оказывается неэффективной вследствие излучения элементом энергии, расходуемой впустую.

Значения напряжения и тока в элементе согласно настоящему изобретению близки к значениям обратимого потенциала реакции диссоциации воды на водород и кислород, особенно, когда электроды закрыты и между ними остается очень маленькое расстояние. В щелочном электролите с концентрацией гидроксида натрия или калия от 1N до 1,5N, образуются ионы, которые достигают поверхности. Если поверхность водной жидкости не изолирована, уменьшение объема жидкости с течением времени не принимают во внимание. Кроме того, не наблюдают ассоциации ионов в водной фазе.

Если присутствие воздуха можно избежать, водород можно собрать с катода на поверхности жидкости различными способами. Способ, применяемый согласно настоящему изобретению, реализуют с применением пены с учетом способности к омылению щелочных гидроксидов.

Все современные промышленные способы получения аммиака осуществляют при повышенном давлении (примерно 400 атмосфер) и высокой температуре (примерно 260°С). Их техническая и научная основа опирается на способ Габера-Боша, разработанный в девятнадцатом веке. Рабочие условия процессов, основанные на открытии Габера, требуют дорогостоящей инфраструктуры из-за материалов для контейнеров и труб. Системы управления технологическими операциями являются сложными, при этом как транспортировку сырьевых материалом, так и контакт с ними, следует осуществлять осторожно из-за внутренне присущих рисков.

С другой стороны, в способах, применяемых в настоящее время, обеспечение водородом обычно включает усложненную технологию его выделения из исходных материалов, будь то углеводороды, уголь или другие производственные отходы, это приводит к тому, что проблема, связанная с загрязнением окружающей среды, переносится с предприятия по производству аммиака на предприятие по производству водорода. Все перечисленные выше способы включают значительные затраты энергии.

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

В настоящем изобретении приведена информация, которая позволяет обеспечить безопасное и экономичное снабжение водородом и другими газами при давлении окружающей среды и низких температурах в ионной среде и, предпочтительно, непосредственно на месте.

Способ согласно настоящему изобретению приводит к получению аммиака при давлении окружающей среды и температуре, более низкой, чем температура кипения воды.

В отличие от описанных выше способов, в настоящем изобретении благодаря рабочим условиям не требуется дорогостоящего оборудования и аммиак, при необходимости, можно получить непосредственно на месте.

Настоящее изобретение основано на свойстве допамина увеличивать подвижность ионов в водных растворах, а также число ионного переноса, в частности, по поверхности ионного раствора.

Таким образом, можно объяснить образование водорода в щелочной водной среде, которое происходит при продувании воздуха по поверхности водной среды, содержащей допамин и ионы. Молекулы азота и пар активируются, что позволяет протекать реакции, приводящей к образованию газообразного аммиака.

Эффективность улучшается при усилении ионизации в результате электролиза водного раствора, протекающего в электрохимическом элементе.

Электролит содержит водный раствор, содержащий допамин и щелочную электролитическую основу, которая увеличивает проводимость раствора при низких концентрациях.

Получение несвязанного газообразного водорода при низкой температуре и давлении окружающей среды происходит в других случаях, как в стандартном электрохимическом элементе, так и в воде и допамине при применении щелочного поддерживающего электролита.

Получение других газов согласно настоящему изобретению обеспечивают путем разложения подходящих солей, добавленных в водный раствор электролита, или путем непосредственного контакта газообразных соединений на ионной поверхности.

При производстве газа не происходит значительного увеличения температуры реакции.

Настоящее изобретение позволяет получить водород и применять его, независимо от того находится ли он в форме аммиака или чистом виде, непосредственно на месте; что делает возможным несколько применений, наиболее важным из которых является обеспечение альтернативного топлива.

В настоящем изобретении основным сырьевым материалом в количественном отношении является вода, которую не используют в значительных количествах при реализации указанного способа, далее следуют природный или синтетический допамин, в тех же отношениях, и щелочная электролитическая основа. При необходимости управления указанным способом посредством электрической энергии в электрохимических элементах для повышения эффективности, указанное управление можно осуществить с помощью солнечной энергии, поскольку в этом случае такое требование в отношении доступных технологий обеспечения энергии является в достаточной мере достижимым.

Кроме того, согласно настоящему изобретению возможно получение аммиака и водорода или их смесей из щелочного раствора, содержащего допамин, путем увеличения концентрации ионов на поверхности жидкости любыми средствами, в том числе за счет увеличения поверхностного натяжения жидкости, небольшого повышения температуры и удаления образовавшихся газов путем предотвращения или разрешения доступа воздуха, в зависимости от конкретного случая.

Щелочной электролит, описанный в предыдущем абзаце, можно улавливать щелочной матрицей, содержащей гигроскопические соединения и металлические сплавы, оксиды, гидроксиды или смолы, что обеспечивает экономичное применение указанной технологи.

Получение перечисленных газов осуществляют при давлении окружающей среды. Согласно предложенному способу электродные материалы вызывают повышение температуры, но до более низкой величины, чем температура кипения воды, что может происходить естественным образом или за счет подачи тепловой энергии.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Согласно приведенному выше описанию, задачей настоящего изобретения является обеспечение способа получения газового потока, содержащего аммиак, водород и углеводород, при котором поток влажного воздуха приводят в контакт с поверхностью слоя твердого катализатора и ионной водной поверхностью, образовавшейся под воздействием двух металлических электродов, активизированных электрическим током. Указанные электроды могут быть униполярными, биполярными, пористыми или гранулированными; и они могут представлять собой металлические сплавы, выбранные из железа, никеля, меди, углерода, никеля, цинка, олова, магния, алюминия, титана, золота и серебра, при этом при предпочтительной компоновке указанные электроды выполняют стальными в качестве анода и медными в качестве катода.

Первоначально, поток влажного воздуха проходит через полупроницаемый барьер, содержащий ильменит, на котором он взаимодействует, и далее указанный поток реагирует с водной ионной поверхностью, образованной электролитом, содержащим допамин в количестве от 0,5 до 15% по массе относительно водного раствора, при этом допамин можно экстрагировать из сока банана или также можно использовать гидрохлорид допамина.

Электролит дополнительно содержит гидроксид натрия, гидроксид калия и/или 1,2-дигидроксибензол при концентрации от 1N до 2N в качестве поддерживающего электролита; диссоциируемую соль, которую можно выбрать из вольфрамата натрия (Na2WO4.2H2O), молибдата натрия (Na2MoO4.2Н2О) и/или нерастворимых в воде оксидов или гидроксидов металлов, таких как железо, никель, барий, кальций и магний. При необходимости используют источник тепловой энергии для достижения требуемых значений температур. Значения температуры могут меняться от 12 до 80°С при давлении окружающей среды или в вакууме.

Задачей настоящего изобретения является получение водородсодержащих газов, таких как водород, углеводороды и аммиак, предпочтительно, аммиак и водород, с помощью способа, описанного выше.

Еще одна задача настоящего изобретения заключается в обеспечении способа получения аммиака, водорода и углеводородов, выполняемого в описанных выше условиях, с применением вместо воздуха чистого азота, пара или другого газа в качестве другого варианта реализации изобретения.

Другая задача настоящего изобретения заключается в обеспечении способа получения потока газа, содержащего аммиак, водород и углеводороды, в котором применяемый электролит представляет собой галогеновую соль элементов из первой колонки периодической таблицы, причем дополнительно получают другие газы, в смешанной форме или чистом виде.

Еще одной отличительной характеристикой настоящего изобретения является то, что газообразный водород газ извлекают в пену, образованную поверхностно-активными веществами.

Другая задача настоящего изобретения заключается в обеспечении устройства для получения потока газа, содержащего аммиак, водород и углеводороды, состоящего из цилиндрической трубки (1), расположенной горизонтально, имеющей два противоположных отверстия меньшего диаметра (2) и (3); анода из проволоки (4), подсоединенного к положительному полюсу источника питания через проволочный провод; катода (5), состоящего из обмотки вокруг анода, подсоединенного к отрицательному полюсу источника питания, при этом анод и катод погружены в электролит, расположенный в нижней части трубки и покрывающий электроды; и пористого керамического барьера (6) вблизи отверстия (2).

Согласно способу, предложенному в настоящем изобретении, поток влажного воздуха или газ проходит через отверстие (2) через барьер (6), при этом влажный воздух взаимодействует с ильменитом, который изнутри покрывает керамическую поверхность, с образованием аммиака, который проходит через активную поверхность, возникшую под воздействием ионов, образованных анодом (4) и катодом (5), при этом образуется облако ионизированного пара, которое возвращается и взаимодействует с азотом из воздуха на барьере, образуя газы, которые попадают в отверстие (3), где их улавливают.

Цилиндрическая трубка (1) изнутри покрыта слоем металлического катализатора.

Согласно способу, предложенному в настоящем изобретении, применяемое напряжение составляет от 0,5 до 6 вольт/см2 катода.

Возможность получения чистого водорода или аммиака непосредственно на месте для практического применения, например, в автомобилях, не только само по себе является большой экономией благодаря благоприятным условиям, предложенным в настоящем изобретении для генерирования указанных газов, но когда такое получение происходит в нужном месте и в требуемом количестве, отсутствует необходимость компримирования газов или их хранения.

Из-за фактического энергетического кризиса повышение производственных затрат приводит к серьезным последствиям, включающим безработицу, что вынуждает ведущие правительства во всем мире совершать нежелательные действия для достижения доминирования над ресурсами, имеющими стратегическое значение; настоящее изобретение связано с усовершенствованием технологий производства в разных отраслях промышленности и внедрением новых технологий и, кроме того, его применение уменьшит вредное воздействие, которое человеческая деятельность оказывает на окружающую среду, и будет способствовать миру во всем мире.

Следующие примеры более подробно иллюстрируют изобретение, но не ограничивают его объем.

ПРИМЕРЫ

Анализы выполнялись партиями и непрерывно.

Пример 1 - Получение аммиака, водорода и углеводородов.

Анализы выполняли в электрохимическом элементе полунепрерывного действия, содержащем следующие компоненты, при давлении и температуре окружающей среды:

1. Источник питания с регулируемыми током, напряжением и интенсивностью.

2. Цилиндрическую стеклянную трубку диаметром 96 мм, длиной 220 мм, расположенную горизонтально, с двумя противоположными отверстиями меньшего диаметра.

3. Анод, состоящий из проволоки из нержавеющей стали, AISI 316, диаметром 3 мм, длиной 250 мм (площадь погружения 2000 мм2), подсоединенный к положительному полюсу источника питания с помощью соединительного провода. Металл предварительно обрабатывали концентрированной азотной кислотой для пассивирования металла.

4. Катод, состоящий из сплошного провода из медного сплава размером 2 мм, обмотанного вокруг анода, в катушках диаметром 1 см, подсоединенный с помощью соединительного провода (площадь погружения 6000 мм2) к отрицательному полюсу источника питания.

5. Жидкий электролит объемом 150 см3, содержащий водную смесь гидроксида натрия 1N и 10 см3 выжимки из банана (площадь поверхности жидкости 2000 мм2), расположенный в нижней части контейнера и покрывающий электроды.

6. Пластмассовую трубку диаметром 5 мм, через которую продували влажный воздух со скоростью 100 см3/с через пористую керамику по всей поверхности электролита. Относительная влажность 30%.

7. Пористая керамическая поверхность, импрегнированная ильменитом (Ti-Fe) с площадью поперечного сечения 6000 мм, открытая к воздействию воздуха.

8. Постоянный ток (3В и 3А).

9. Пластмассовую трубку, которая позволяет выделяться продуктам реакции.

Во время проведения экспериментов наблюдали, что туман ионизированного пара был направлен против воздушного потока по направлению к керамической поверхности. В выходном потоке из электрохимического элемента полунепрерывного действия были обнаружены различные концентрации аммиака, водорода, кислорода и азота с помощью количественных аналитических исследований. Быстрый качественный анализ выходящего потока из электрохимического элемента при введении в него бумаги, пропитанной соляной кислотой, позволил обнаружить белые облака хлорида аммония.

Пример 2

Повторяли условия реакции, описанные в примере 1, за исключением того, что добавляли 15, 20 и 25 см3 выжимки из банана.

Пример 3

Повторяли условия реакции, описанные в примере 1, за исключением того, что вместо экстракта бананового сока добавляли гидрохлорид допамина. В последующих экспериментах добавляли 5, 50, 100 и 150 мг раствора гидрохлорида допамина, содержащегося в пузырьках. Каждый пузырек объемом 5 см3 содержал 200 мг допамина.

Пример 4

Повторяли условия, описанные в примере 2, за исключением того, что медный катод заменяли катодами из Zn, Mg, Ti сплавов, сплава Вуда, сталей, бронзовых и алюминиевых сплавов.

Пример 5

Повторяли те же условия работы электрохимического элемента, что и в примере 1, за исключением того, что применяли углеродный катод, что привело к появлению мелких углеродных частиц в электролите, в результате чего при выходном токе образовались смеси горючих газов.

Пример 6

Повторяли те же условия работы электрохимического элемента, что и в примере 1, при этом к электролиту дополнительно добавляли фосфат кальция Са3(РО4)2 и гидроксид никеля Ni(ОН)2.

Пример 7 - Способ получения водорода

Электрохимический элемент периодического действия, содержащий:

1. Источник питания с регулируемыми током, напряжением и интенсивностью.

2. Цилиндрическую стеклянную трубку диаметром 96 мм, длиной 220 мм, вертикально расположенную, с двумя параллельными отверстиями меньшего диаметра.

3. Анод из проволоки из нержавеющей стали, AISI 316, диаметром 3 мм, длиной 250 мм (площадь погружения 2000 мм2), подсоединенный к положительному полюсу источника питания с помощью соединительного провода. Металл предварительно обрабатывали концентрированной азотной кислотой для пассивирования металла.

4. Катод, содержащий обмотанную проволоку из твердого медного сплава размером 2 мм, образующую катушки диаметром 1 см, подсоединенный с помощью соединительного провода (площадь погружения 6000 мм2) к отрицательному полюсу источника питания.

5. Жидкий электролит объемом 300 см3, содержащий водную смесь гидроксида натрия 1N и 10 см3 выжимки банана, покрывающий электроды.

6. Пористый барьер, разделяющий оба электрода, так что расстояние между ними составляло 4 мм.

7. Постоянный ток (3В и 3А)

Водород собирали через отверстие в катоде, и кислород собирали через отверстие в аноде под вакуумом в цилиндрической трубке.

Пример 8

Повторяли условия реакции, описанные в примере 6, за исключением того, что объемы выжимки банана составляли 15, 20 и 25 см3.

Пример 9

Повторяли условия реакции, описанные в примере 7, за исключением того, что вместо допамина из выжимки банана добавляли гидрохлорид допамина. В последующих экспериментах добавляли 5, 50, 100 и 150 мг раствора гидрохлорида допамина, содержащегося в пузырьках. Каждый пузырек объемом 5 см3 содержал 200 мг допамина.

Пример 10

Повторяли условия реакции, описанные в примере 6, за исключением того, что медный катод заменяли на катоды из Zn, Mg, Ti сплавов, сплава Вуда, различных сталей, бронзовых и алюминиевых сплавов.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Фиг. 1 - Устройство для получения газового потока, содержащее цилиндрическую трубку (1), расположенную горизонтально, имеющую два противоположных отверстия (2) и (3) меньшего диаметра; анод из проволоки (4), подсоединенный к положительному полюсу источника питания с помощью соединительного провода; катод (5), подсоединенный к отрицательному полюсу источника питания, содержащий обмотку вокруг анода; и пористый керамический барьер (6).

1. Способ получения потока газа, содержащего аммиак, водород и углеводород, при котором поток влажного воздуха приводят в контакт с поверхностью слоя твердого катализатора и ионной водной поверхностью, образованной под воздействием металлических электродов, активизированных электрическим током; после прохождения через полупроницаемый барьер, где указанный поток взаимодействует с ильменитом, содержащимся на поверхности барьера, при температуре в диапазоне от 12 до 80°С и давлении окружающей среды или в вакууме, с получением потока газа.

2. Способ производства потока газа по п. 1, отличающийся тем, что поток влажного воздуха взаимодействует на водной ионной поверхности, образованной электролитом, содержащим:
(a) допамин;
(b) гидроксид в качестве поддерживающего электролита;
(c) диссоциируемую соль и/или оксид или гидроксид.

3. Способ по п. 2, отличающийся тем, что количество допамина составляет от 0,5 до 15% по массе относительно водного раствора.

4. Способ по п. 2, отличающийся тем, что допамин выбран из выжимки банана и гидрохлорида допамина.

5. Способ по п. 2, отличающийся тем, что оксид и гидроксид нерастворимы в воде.

6. Способ по п. 1, отличающийся тем, что металлические электроды представляют собой монополярные, биполярные, гранулированные или пористые электроды.

7. Способ по п. 1, отличающийся тем, что металлические электроды представляют собой металлические сплавы, выбранные из железа, никеля, меди, углерода, никеля, цинка, олова, магния, алюминия, титана, золота и серебра, предпочтительно, стали в качестве анода и меди в качестве катода.

8. Способ по п. 2, отличающийся тем, что поддерживающий электролит выбран из гидроксида натрия, гидроксида калия и/или 1,2-дигидроксибензола при концентрации от 1N до 2N.

9. Способ по п. 2, отличающийся тем, что применяемая соль выбрана из вольфрамата натрия (Na2WO4.2H2O) и молибдата натрия (Na2MoO4.2H2O).

10. Способ по п. 2, отличающийся тем, что оксиды и гидроксиды выбраны из оксидов и гидроксидов металлов, таких как железо, никель, барий, кальций и магний.

11. Способ по п. 2, отличающийся тем, что применяемый электролит представляет собой галогеновую соль элементов из первой колонки периодической таблицы, при этом получают другой смешанный или чистый газ, отличный от азота и водорода.

12. Способ по пп. 1-11 получения газов, таких как аммиак, водород и углеводород.

13. Устройство для получения газового потока согласно способу по пп. 1-12, содержащее цилиндрическую трубку (1), горизонтально расположенную, с двумя противоположными отверстиями (2) и (3) меньшего диаметра; анод из проволоки (4), подсоединенный к положительному полюсу источника питания с помощью соединительного провода; катод (5), состоящий из обмотки вокруг анода, подсоединенный к отрицательному полюсу источника питания, при этом анод и катод погружены в электролит, расположенный в нижней части трубки и покрывающий электроды; и пористый керамический барьер (6) вблизи отверстия (2).

14. Устройство по п. 13, отличающееся тем, что цилиндрическая трубка (1) покрыта изнутри слоем металлического катализатора.

15. Устройство по пп. 13-14 для получения газового потока, содержащего аммиак, водород и углеводороды.

16. Способ получения газового потока, содержащего аммиак, водород и углеводород с использованием устройства по любому из пп. 13-15, отличающийся тем, что поток влажного воздуха пропускают через отверстие (2) через барьер (6), где влажный воздух взаимодействует с ильменитом, покрывающим изнутри керамическую поверхность, с образованием аммиака, который проходит через активную область, возникшую под воздействием ионов, образуемых анодом (4) и катодом (5), с образованием ионизированного облака пара, которое взаимодействует на барьере с атмосферным азотом, образуя газы, которые попадают в отверстие (3), где их улавливают.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к электрохимической модульной ячейке для обработки растворов электролитов. Ячейка содержит герметичный корпус с верхней и нижней крышками, цилиндрические, вертикально установленные, коаксиально расположенные по отношению друг к другу наружный и внутренний полый электроды и расположенную между электродами микропористую диафрагму, разделяющую межэлектродное пространство на электродные камеры, образующую с внутренним электродом герметичную камеру.

Изобретение относится к электрохимическому способу получения сложных гибридных каталитических систем на основе модифицированного углерода, содержащих на поверхности оксидные вольфрамовые бронзы, в котором каталитические системы получают из расплава 30 мол.% K2WO4, 25 мол.% Li2WO4 и 45 мол.% WO3 в импульсном потенциостатическом режиме при перенапряжении не выше 300 мВ с использованием платинового анода, притом что электроосаждение ведут на угольную подложку.
Изобретение относится к способу получения нитрата церия(IV) электрохимическим окислением нитрата церия(III) в анодной камере электролизера, содержащей раствор с начальной концентрацией нитрата церия(III) 100-130 г/л и начальной концентрацией свободной азотной кислоты в анолите и в католите 8-12 г/л, при плотности тока на платинированном ниобиевом аноде 1-3 А/дм2.

Изобретение относится к способу защиты от окисления биполярных пластин топливных элементов и коллекторов тока электролизеров с твердым полимерным электролитом (ТПЭ), заключающемуся в предварительной обработке металлической подложки, нанесении на обработанную металлическую подложку электропроводного покрытия благородных металлов методом магнетронно-ионного напыления.

Изобретение относится к аноду для выделения кислорода при высоком анодном потенциале, содержащему основу из титана или его сплавов, первый промежуточный слой диоксида марганца, нанесенный на основу, второй промежуточный слой оксидов олова и сурьмы, нанесенный на первый промежуточный слой, и внешний слой, состоящий из диоксида свинца.

Изобретение относится к электрохимическому способу получения трис(2-хлорэтил)фосфата из красного фосфора. Способ характеризуется тем, что процесс электролиза проводят в непрерывном режиме путем постоянной подачи порошкообразного красного фосфора и смеси этиленхлоргидрина, воды и электропроводящей добавки в циркуляционный контур проточного бездиафрагменного электролизера фильтр-прессного типа, где суспензию подвергают электролизу, с отводом части электролизуемой смеси из циркуляционного контура через фильтр, после которого из отфильтрованного раствора выделяют трис(2-хлорэтил)фосфат отгонкой электролита, который вместе с отфильтрованным красным фосфором возвращают на электролиз.
Изобретение относится к технологиям получения композиционных материалов на основе оксидов металлов и неметаллических веществ - терморасширенного графита, и может быть использовано в производстве токосъемных элементов электроподвижного состава, скользящих щеток в электродвигателях малой мощности, электродов для электрохимического производства и анодных заземлителей и др.

Изобретение относится к электроду электролизной ячейки для электрохимических процессов с выделением газа, включающему множество горизонтальных ламельных элементов, которые в конструктивном исполнении плоского С-образного профиля состоят из плоской спинки и одной или более полок, а между плоской спинкой и упомянутыми одной или более полками расположены одна или более переходных областей произвольной формы, причем ламельные элементы имеют множество сквозных отверстий.

Изобретение относится к области органической химии и электрохимии, конкретно к способу стереоселективного α-гидроксиалкилирования глицина путем введения его в виде основания Шиффа в координационную сферу комплекса Ni(II) с хиральным лигандом ((S)-2N-(N′-бензилпролил)аминобензофеноном), после чего осуществляют взаимодействие с реагентом.

Изобретение относится к электролизной ячейке, содержащей: анодную камеру; катодную камеру; разделительную перегородку, отделяющую анодную камеру от катодной камеры; анод, установленный в анодной камере; катод, установленный в катодной камере; и поглощающее обратный ток тело, имеющее основу и сформированный на основе поглощающий обратный ток слой и установленное в катодной камере.

Изобретение относится к способу производства аммиака. Способ включает осуществление экзотермической реакции первой части потока углеводородного сырья с газообразным окислителем, содержащим молекулярный кислород, для образования синтез-газа, осуществление эндотермического реформинга второй части потока углеводородного сырья паром на катализаторе в реакторе-теплообменнике для образования синтез-газа, объединение образующихся продуктов с получением объединенного потока синтез-газа, охлаждение объединенного потока с получением пара в утилизационном паровом котле, осуществление каталитической реакции объединенного потока в реакторе каталитического сдвига монооксида углерода для производства потока, содержащего дополнительное количество Н2 и CO2, охлаждение полученного потока для получения пара, удаление CO2 из потока с получением потока, обедненного CO2, удаление потока, по существу, чистого Н2 высокого давления из потока, обедненного CO2, используя многослойные системы адсорбции со сдвигом давления, и объединение потока, по существу, чистого Н2 высокого давления с потоком, по существу, чистого N2 высокого давления для производства аммиака, при этом аммиак производят независимо от продувки контура.

Изобретение относится к способу модификации аммиачного реактора с горячей стенкой, имеющего корпус с отверстием, занимающим только часть его сечения. Способ модификации аммиачного реактора с горячей стенкой, имеющего корпус с отверстием, занимающим только часть его сечения, при осуществлении которого: собирают каталитический картридж (7) из модульных элементов непосредственно внутри корпуса (2), при этом размеры модульных элементов подходят для их введения в корпус через имеющееся в корпусе отверстие (6), занимающее только часть его сечения, и каждый элемент имеет по меньшей мере одну панель (11); формируют посредством панелей (11) модульных элементов цилиндрическую наружную стенку (7а) картриджа (7) и кольцевое проточное пространство (8) между наружной стенкой картриджа и внутренней стенкой корпуса, при этом в панели (11) заранее, до их установки в корпус (2), введен теплоизолирующий слой (13).

Изобретение может быть использовано для производства аммиака паровой конверсией углеводорода, такого как природный газ. Углеводородное сырьё (5) и воздух (14) подают в секцию конверсии (1), где получают кондиционный синтез-газ (6).

Изобретение относится к способу и соответствующему оборудованию для получения кондиционного синтез-газа для производства аммиака с криогенной очисткой. Способ включает конверсию углеводородного исходного сырья с последующими стадиями конверсии СО, удаления СО2 и метанирования с получением потока сырого кондиционного синтез-газа, содержащего водород и азот, обработку сырого синтез-газа в секции криогенной очистки с получением потока очищенного синтез-газа, подачу жидкого потока, обогащенного азотом, при криогенной температуре в секцию криогенной очистки, обеспечение косвенного теплообмена между синтез-газом и жидким потоком, обогащенным азотом, в криогенной секции, причем поток, обогащенный азотом, частично испаряют для обеспечения охлаждения криогенной секции, и обработку воздушного потока в устройстве разделения воздуха с получением жидкого потока, обогащенного азотом, и потока, обогащенного кислородом.

Изобретение относится к катализатору синтеза аммиака. Данный катализатор представляет собой нанесенный металлический катализатор, который нанесен на соединение майенитового типа, содержащее электроны проводимости в концентрации 1015 см-3 или более и служащее носителем для катализатора синтеза аммиака.

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 может быть использовано в химической промышленности. Способ совместного производства метанола и аммиака из исходного углеводородного сырья осуществляют посредством следующих этапов.

Изобретение может быть использовано в химической промышленности. Способ одновременного получения потока водорода А, подходящего для получения продукта А; обогащенного водородом потока синтез-газа Б, подходящего для получения продукта Б; обедненного водородом потока синтез-газа В, подходящего для получения продукта В; и, необязательно, потока монооксида углерода Г, подходящего для получения продукта Г, из единого потока синтез-газа X, характеризуется тем, что единый поток синтез-газа Х имеет оптимизированное для производства продукта В молярное отношение синтез-газа, определяемое как отношение Н2/CO.

Изобретение может быть использовано в химической промышленности. Аммиак производят из синтез-газа, полученного в результате реформинга углеводородного сырья.

Изобретение касается способа и устройства для синтеза аммиака из синтез-газа, содержащего азот и водород. Устройство, по меньшей мере, с одним реактором (1) включает первый неохлаждаемый блок слоев катализатора (2), по меньшей мере, одно теплообменное устройство (3), по меньшей мере, два охлаждаемых блока слоев катализатора (4, 41, 42), причем каждый из блоков (4, 41, 42) оснащен совокупностью труб охлаждения (5), и циркуляционную линию (6), по меньшей мере, с одним подающим устройством (61) и, по меньшей мере, одним выпускным устройством (62).

Изобретение относится к области химического машиностроения, а именно к каталитическому реактору для получения синтез-газа, который может быть использован в качестве инициирующих водородных добавок к основному топливу в двигатели внутреннего сгорания и в газотурбинных двигателях.
Наверх