Способ получения диоксида углерода



Способ получения диоксида углерода
Способ получения диоксида углерода

 


Владельцы патента RU 2616082:

Акционерное общество "Государственный научный центр Российской Федерации - Физико-энергетический институт имени А.И. Лейпунского" (RU)

Изобретение относится к химической промышленности и охране окружающей среды и может быть использовано при переработке и утилизации органического сырья и отходов. Оксид металла генерируют в блоке-разделителе 2 окислением расплава металла кислородсодержащим газом, подаваемым методом барботажа. За счет разности плотностей обеспечивают подачу полученного оксида металла из блока-разделителя 2 в блок-окислитель 3 и поступление расплава металла из блока-окислителя 3 в блок-разделитель 2. Термическую обработку органического сырья проводят в блоке-окислителе 3 при 400-1200°С. В качестве расплава металла используют свинец или свинцово-висмутовый сплав с содержанием свинца в расплаве не менее 40%. Твердое органическое сырье подают в блок-окислитель 3 под уровень оксида металла объемом не более 20% от объема расплава металла. Жидкое органическое сырье подают в блок-окислитель 3 под уровень оксида металла со скоростью не более 0,5 мл/мин на 1 л расплава металла. Газообразное органическое сырье подают в блок-окислитель 3 под уровень оксида металла со скоростью не более 100 мл/мин на 1 л расплава металла. Полученный диоксид углерода с чистотой 99 об.% отводят через высокотемпературный газовый фильтр 1. Изобретение обеспечивает расширение функциональных возможностей за счёт использования различных газов, содержащих кислород. 4 з.п. ф-лы, 1 ил.

 

Изобретение относится химическому производству и может быть использовано для переработки и утилизации органического сырья и отходов.

Известен способ получение диоксида углерода [патент РФ на изобретение №2350556 под названием «Способ производства диоксида углерода», опубл. 27.03.2009]. В данном способе сжатый, осушенный и охлажденный дымовой газ, получаемый сжиганием углеводородного топлива, детандируют. Охлаждение дымового газа осуществляют за счет рекуперативного теплообмена с обратным отбросным потоком. Из полученного газа низкого давления выделяют твердую фазу диоксида углерода. В процессе сепарации твердой фазы диоксида углерода газ низкого давления дополнительно охлаждают за счет теплообмена с испаряющимся потоком сжиженного природного газа.

Недостатком данного способа является невозможность использования твердого и жидкого сырья для получения диоксида углерода.

Наиболее близким к заявленному техническому решению является способ получения углекислого газа [патент US 5177304 под названием «Method and system for forming carbon dioxide from carbon-containing materials in a molten bath of immiscible metals», опубл. 05.01.1993].

По известному способу органическое сырье подают в заполненную расплавами двух несмешивающихся металлов реакционную емкость. Расплавы предварительно насыщают чистым кислородом, подаваемым методом барботажа извне. Термическую обработку органического сырья проводят при температуре до 1370°C. Получаемый диоксид углерода выводят из реакционной емкости по газовой трубе.

Недостатком данного технического решения является возможность проведения процесса получения диоксида углерода при подаче только чистого кислорода.

Задача изобретения состоит в исключении указанного недостатка, а именно расширении видов используемых газовых потоков, содержащих кислород.

Для исключения указанного недостатка в способе получения диоксида углерода, включающем процессы генерации оксида металла окислением расплава металла подаваемым методом барботажа кислородом и термической обработки органического сырья при температуре 400-1200°С, предлагается процессы окисления расплава металла и термической обработки органического сырья выполнять соответственно в блоке-разделителе и блоке-окислителе при частичном заполнении их расплавом металла.

В частных случаях реализации способа предлагается:

- твердое органическое сырье подавать под уровень оксида металла объемом не более 20% от объема расплава металла в блоке-разделителе;

- жидкое органическое сырье подавать под уровень оксида металла со скоростью не более 0,5 мл/мин на 1 л расплава металла в блоке-разделителе;

- газообразное органическое сырье подавать под уровень оксида металла со скоростью не более 100 мл/мин на 1 л расплава металла в блоке-разделителе;

- в качестве расплава металла использовать свинец или свинцово-висмутовый сплав, причем содержание свинца в расплаве должно составлять не менее 40%.

Технический результат предложенного способа состоит в расширении функциональных возможностей за счет использования различных газовых потоков, содержащих кислород, а не только кислорода.

Сущность изобретения поясняется на чертеже, где представлена схема одного из вариантов получения диоксида углерода по предложенному способу. На фигуре приняты следующие обозначения: 1 - высокотемпературный газовый фильтр; 2 - блок-разделитель; 3 - блок-окислитель.

Способ получения диоксида углерода включает в себя процессы генерации оксида металла MexOy окислением расплава металла Me и термической обработки органического сырья.

В качестве расплава металла Me используют свинец или свинцово-висмутовый сплав.

Причем содержание свинца в расплаве составляет не менее 40%. Окисление расплава металла Me производят воздухом в блоке-разделителе 2. Воздух подают в блок-разделитель 2 методом барботажа.

В частном случае, для достижения протекания необходимой глубины реакции воздух подают со скоростью 200-300 мл/мин на 1 л расплава металла Me в блоке-разделителе 2.

Побочные газообразные продукты реакции окисления расплава металла Me воздухом выводятся из блока-разделителя через высокотемпературный газовый фильтр 1.

Блок-разделитель 2 сообщен на двух уровнях в пределах расплава металла Me с блоком-окислителем 3.

Оксид металла MexOy за счет разности плотностей поступает из блока-разделителя 2 в блок-окислитель 3.

Блок-окислитель 3 предназначен для осуществление процесса термической обработки органического сырья в объеме оксида металла MexOy.

Органическое сырье подают в блок-окислитель 3 под уровень оксида металла MexOy для достижения протекания необходимой глубины реакции.

В частном случае, в качестве органического сырья используют твердые (уголь, автомобильные покрышки, отходы деревоперерабатывающей промышленности и др.), жидкие (отработанные масла, нефть, мазут и др.) и газообразные (био-, попутные, природный газы и др.) вещества.

В другом частном случае, твердое органическое сырье подают под уровень оксида металла MexOy объемом не более 20% от объема расплава металла Me в блоке-разделителе 3, жидкое органическое сырье подают под уровень оксида металла MexOy со скоростью не более 0,5 мл/мин на 1 л расплава металла Me в блоке-разделителе 3, газообразное органическое сырье подают под уровень оксида металла MexOy со скоростью не более 100 мл/мин на 1 л расплава металла Me в блоке-разделителе 3.

Процессы окисления расплава металла Me и термической обработки органического сырья выполняют при частичном заполнении блока-разделителя 2 и блока-окислителя 3 расплавом металла Me.

Заполнение блока-разделителя 2 и блока-окислителя 3 расплавом металла Me производится из расчета не более 70% от объема каждого из блоков, для предотвращения резких перепадов давления в газовом объеме в результате протекания реакций.

Окисление расплава металла Me и термическая обработка органического сырья осуществляют при температуре 400-1200°С.

Продукты переработки органического сырья в объеме оксида металла MexOy выводятся из блока-окислителя 3 через высокотемпературный газовый фильтр 1.

Восстановленный в результате реакции расплав металла Me за счет разности плотностей поступает из блока-окислителя 3 в сообщенный с ним блок-разделитель 2.

Технический результат изобретения - расширение функциональных возможностей способа за счет использования в нем различных типов газов, содержащих кислород, а не только за счет использования в нем чистого кислорода.

Пример конкретной реализации предложенного способа.

При одновременной подаче воздуха в блок-разделитель объемом 0,75 л (диаметр 60 мм, высота 265 мм) под уровень расплавленного свинца объемом 0,5 л со скоростью 130 мл/мин и природного газа в блок-окислитель объемом 0,75 л (диаметр 60 мм, высота 265 мм, объем теплоносителя 0,5 л) со скоростью 35 мл/мин, на выходе из блока-окислителя получают увлажненный диоксид углерода.

Температура, необходимая для протекания процессов - 800°С, давление - атмосферное. Чистота получаемого диоксида углерода ~99 об.%.

1. Способ получения диоксида углерода, включающий процессы генерации оксида металла окислением расплава металла подаваемым методом барботажа кислородом и термической обработки органического сырья при температуре 400-1200°С, отличающийся тем, что процессы окисления расплава металла и термической обработки органического сырья выполняют соответственно в блоке-разделителе и блоке-окислителе при частичном заполнении их расплавом металла, за счет разности плотностей обеспечивают подачу оксида металла из блока-разделителя в блок-окислитель и поступление расплава металла из блока-окислителя в блок-разделитель.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что твердое органическое сырье подают под уровень оксида металла объемом не более 20% от объема расплава металла в блоке-разделителе.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что жидкое органическое сырье подают под уровень оксида металла со скоростью не более 0,5 мл/мин на 1 л расплава металла в блоке-разделителе.

4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что газообразное органическое сырье подают под уровень оксида металла со скоростью не более 100 мл/мин на 1 л расплава металла в блоке-разделителе.

5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве расплава металла используют свинец или свинцово-висмутовый сплав с содержанием свинца в расплаве не менее 40%.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к способу и системе для извлечения диоксида углерода на установке для синтеза метанола из углеводородного газа или синтеза бензина из углеводородного газа через метанол.
Изобретение может быть использовано в химической промышленности. Подвергают переработке дистиллерную жидкость содового производства, полученную после обработки фильтровой жидкости гидроксидом кальция.

Изобретение относится к способу преобразования углерода в оксид углерода. Данный способ включает приведение углерода в контакт с паром в присутствии материала со структурой типа карнегиита, имеющего формулу (Na2O)xNa2[Al2Si2O8], где 0<х≤1.

Изобретение может быть использовано в химической промышленности. Способ совместного получения хлористого кальция и углекислого газа включает взаимодействие кальцийсодержащего сырья, включающего карбонат кальция, с 20-36% соляной кислотой, подаваемой дозировано.

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 химической промышленности. Газовую смесь для сепарации высокосернистых компонентов газа подвергают процессу разделения, при котором образуется высокосернистый газ, содержащий диоксид углерода и соединения серы.

Изобретение относится к газожидкостному контактному аппарату. Газожидкостный контактный аппарат для распыления жидкости сверху вниз в контактной колонне, в которой газ перемещается и проходит таким образом, что газ, перемещающийся снизу вверх, приходит в непосредственный контакт с жидкостью, указанный газожидкостный контактный аппарат содержит: пристеночные форсунки, расположенные вдоль поверхности стенки в контактной колонне для распыления жидкости внутри контактной колонны, и форсунки для диспергирования жидкости, расположенные внутри контура, образованного пристеночными форсунками в контактной колонне, для равномерного распыления жидкости внутри контактной колонны, при этом форсунки для диспергирования жидкости и пристеночные форсунки включают форсунки двух или более типов, которые используются в соответствии со скоростью потока газа.
Изобретение относится к способу эксплуатации электростанции IGCC с интегрированным устройством для отделения CO2. При этом способе технологический газ с содержанием Н2 и СO2 разделяют посредством адсорбции с переменным давлением (PSA) на технически чистый водород и фракцию с высоким содержанием CO2, причем фракция с высоким содержанием СО2 выделяется в результате снижения давления в виде отходящего газа установки PSA.

Изобретение относится к области очистки газов от вредных примесей и может быть использовано для очистки газовых смесей от оксида углерода в системах коллективной и индивидуальной защиты органов дыхания.

Изобретение может быть использовано при утилизации перфторуглеродных текучих сред и холодильных агентов. Способ обработки и/или разложения текучих сред органических галоидов включает осуществление в первом реакторе реакции одного или нескольких органических галоидов, безводного водорода и безводного диоксида углерода для получения моноксида углерода и одного или нескольких безводных галоидов водорода.

Изобретение относится к способу утилизации конденсата, образующегося на спиртзаводах при выпаривании фугата (фильтрата) послеспиртовой барды и кормовых дрожжей, который может быть использован в пищевой, химической, микробиологической, комбикормовой и других отраслях промышленности. Способ заключается в очистке конденсата в мембранных установках с обратноосмотическими мембранными элементами с селективностью по NaCl 99,0-99,9% с рециклом обратноосмотического пермеата в спиртовое производство и утилизацией обратноосмотического ретентата следующими методами раздельно или в оптимальном их сочетании: использованием в количестве 5-25% в качестве добавки при сжигании газообразного топлива; путем добавления в количестве 5-50% к мазуту и другому жидкому топливу, совместного диспергирования и эмульгирования с последующим сжиганием водотопливных эмульсий; окислением до безвредных продуктов в установках сверхкритического водного окисления (СКВО); добавлением в количестве 0,05-0,1% по объему в барду, ее фугаты или фильтраты при выращивании кормовых дрожжей. Предлагаемое изобретение позволяет экологически чистым, бессточным, замкнутым и самоокупаемым способом обезвредить конденсат вакуум-выпарных установок, эксплуатируемых спиртзаводами на стадии выпаривания фугата или фильтрата послеспиртовой барды, а также кормовых дрожжей, выращиваемых на барде. 2 ил., 3 табл.
Наверх