Способ получения водорода из боргидрида натрия и воды в присутствии катализатора

Изобретение относится к способу получению водорода, который может быть использован в различных целях, в том числе для питания топливных элементов на летательных аппаратах. Способ включает взаимодействие предварительно нагретой реакционной смеси боргидрида натрия и воды в присутствии катализатора, при этом исходное соотношение боргидрида натрия к воде составляет 1:1,5-2 по массе, а процесс ведут при давлении 5-15 атмосфер и температуре 140-170°C. Изобретение обеспечивает получение водорода одновременно с высокой скоростью и с увеличением выхода водорода до 7-8,5% в расчете на массу всех реагентов, а также снижение энергозатрат. 11 з.п. ф-лы, 11 пр.

 

Изобретение относится к области химии водорода, в частности получению его одновременно с большими скоростями и высокими выходами водорода, и может быть использовано для получения водорода для различных целей, в том числе и для питания топливных элементов на летательных аппаратах.

Известны способы получения водорода из гидридов и боргидридов металлов и воды. Наиболее удобным в практическом отношении по многим параметрам, является использование в качестве гидридного компонента в таких источниках боргидрида натрия. При относительно высоком содержании водорода (10,57 мас.%) боргидрид натрия отличается относительно низкой стоимостью, высокой стабильностью при хранении и обращении, устойчив при контакте с сухим воздухом. Образует растворы в воде, которые разлагаются энергично с выделением водорода лишь при контакте с катализатором, нагревании до 90-100°С или при добавлении кислот.. Эти свойства положены в основу многочисленных патентов по его использованию в источниках водорода, например [.патенты CN 103552982; US 7306780; CN 102050220].

Основным недостатком подобных источников является ограниченная концентрация растворов боргидрида натрия в воде или в слабых щелочах, при превышении которой после частичного прохождения по реакции выделения водорода:

NaBH4 + xH2O → NaBO2(x-2)H2O + 4Н2, где х=6 или более

образовавшиеся продукты реакции выпадают в осадок, вследствие относительно невысокой растворимости и, тем самым, сильно замедляют или останавливают процесс. Предельная концентрация при которой метаборат натрия не выпадает в осадок оценена в работе [Kojima, Y.; Suzuki, K.-i.; Fukumoto, K.; Sasaki, M.; Yamamoto, Т.; Kawai, Y.; Hayashi, H. Hydrogen Generation Using Sodium Borohydride Solution and Metal Catalyst Coated on Metal Oxide. Int. J. Hydrogen Energy 2002, 27 (10), 1029-1034], где соответствует начальной концентрации боргидрида натрия 160 г/л или выходу водорода -2.8 мас.% на общую массу реагентов (без учета массы катализатора).

В качестве прототипа предлагаемого процесса выбран патент RU 2444472, в котором способ получения водорода из боргидрида натрия и воды в присутствии катализатора включает добавление воды к боргидриду натрия при повышенных давлении и температуре. Исходная смесь содержит также раствор кислоты в жидком реагенте в таком количестве, чтобы pH реагента был меньше 1,5. При этом, соотношение боргидрид натрия/жидкий реагент менее 1/10. Для эффективного получения водорода процесс проводят при массовом соотношении боргидрид натрия/жидкий реагент в пределах 1/5,2-1/7,8 при pH менее 0,15. Жидкий реагент состоит из смеси воды, спиртов и/или кислот. Постепенное добавление воды к боргидриду натрия осуществляют с помощью разделения этих компонентов мембраной. Максимальное давление в емкости 43,8 фунтов-сил/кв. дюйм, что соответствует 2,98 атм, было достигнуто через одну минуту после начала реакции.

Однако, хотя и спирты и кислоты, входящие в состав жидкого реагента, способны реагировать с боргидридом натрия с образованием водорода, суммарный массовый выход при этом снижается, что не позволяет получать водород одновременно с большими скоростями и высокими выходами. Несмотря на то, что в таблице прототипа приведены высокие значения освобождающегося водорода, содержащегося в боргидриде натрия и воде, пересчет этих значений на суммарную массу компонентов составляет для массового соотношения NaBH4/жидкий реагент = 1/10-1,9 мас.%, а для для массового соотношения NaBH4/жидкий реагент 1/5-3,5 мас.%.

Предлагаемое изобретение решает задачу разработки способа получения водорода из боргидрида натрия и воды в присутствии катализатора, позволяющий получать водород одновременно с большими скоростями и высокими выходами.

В данной заявке под термином «катализатор» понимают любое вещество которое может инициировать получение газа-водорода и (или) способствовать этому, повышая скорость, с которой NaBH4 реагирует с водой. Он может включать один или несколько переходных металлов из группы VIIIб периодической таблицы элементов. Например, катализатор может включать переходные металлы, такие как железо (Fe), кобальт (Со), никель (Ni), рутений (Ru), родий (Rh), платина (Pt), палладий (Pd), осмий (Os), иридий (Ir). Дополнительно, в предлагаемом катализаторе могут использоваться и переходные металлы в группе Iб, т.е. медь (Cu), серебро (Ag) и золото (Au), и в группе IIб, т.е. цинк (Zn), кадмий (Cd) и ртуть (Hg). К числу других переходных металлов, которые могут использоваться как катализатор, относятся среди прочих скандий (Sc), титан (Ti), ванадий (V), хром (Cr) и марганец (Mn). Катализаторы из переходных металлов, которые могут использоваться в предлагаемых системах описаны в патенте США №5804329. Предпочтительным катализатором является CoCl2.

Под термином вещество, которое способно бурно взаимодействовать с водой понимают вещество, при взаимодействии которого с водой происходит быстрое выделение большого количества тепла. Наиболее применимыми для этого являются соединения, выбранные из ряда - гидриды щелочных металлов, алюмогидриды, боргидриды лития и магния и т.п.

Под термином «твердые кислоты» понимают многоосновные карбоновые кислоты или многоосновные неорганические твердые кислоты, которые сами по себе не реагируют активно с водой, но в присутствие воды активно реагируют с боргидридом натрия с выделением большого количества тепла.

Поставленная задача решается способом получения водорода из боргидрида натрия и воды в присутствии катализатора, включающем добавление воды к боргидриду натрия при повышенных давлении и температуре, новизна которого заключается в том, что исходное соотношение боргидрида натрия к воде составляет 1:1,5-2 по массе, причем на начальной стадии процесса проводят нагрев реакционной смеси, а процесс ведут при давлении 5-15 атмосфер и температуре 140-170°С.

Как было нами установлено, при добавлении воды порциями при заявленных давлении и температуре образуются расплавы (а не растворы), содержащие гидратированные метабораты, боргидрид натрия и, возможно, промежуточные продукты их взаимодействия. Добавление последующих порций воды к таким расплавам приводит к более глубокому разложению боргидрида натрия, а затвердевание расплавов происходит только при охлаждении, что избавляет от необходимости использовать большие избытки воды.

Температура и давление в реакционном сосуде в заявляемых пределах поддерживают за счет экзотермического эффекта, обусловленного термохимическими факторами системы и регулируют скоростью подачи воды, зависящей от скорости отбора выделившегося водорода. Изменение скорости отбора влияет на давление в системе, к которому и привязана подача воды. Измерение изменения давления синхронизировано с подачей воды посредством электронных систем управления.

Исходный боргидрид натрия может быть взят как в таблетированном, так и в порошкообразном состоянии.

Оптимальное количество катализатора составляет 2-3 мас.% от массы боргидрида натрия.

Наиболее оптимальным для данного способа является использование в качестве катализатора хлорида кобальта, что не исключает применения любых других известных для данной реакции катализаторов.

Нагрев реакционной смеси требующийся на начальной стадии способа может быть проведен как с использованием внешнего источника тепла, так и добавлением вещества бурно реагирующие с водой или твердых кислот в количестве 2-3 мас.% от массы боргидрида натрия.

Наиболее оптимальным для данного способа является использование в качестве вещества бурно реагирующего с водой берут вещество, выбранное из ряда: гидриды щелочных металлов, алюмогидриды, боргидриды лития и магния и т.п.

Наиболее оптимальным для данного способа является использование в качестве твердой кислоты борной или щавелевой кислоты.

Для повышения общего массового выхода, выделяющиеся газообразные продукты охлаждают для конденсации паров воды до температуры окружающей среды, или температуры, необходимой для работы потребляющего устройства.

Сконденсированную воду возвращают или в реактор с боргидридом натрия или в емкость с водой, что является предпочтительней.

Техническим результатом заявляемого способа является увеличение выхода водорода по реакции боргидрида натрия и воды до 7,5 мас.% в расчете на массу всех реагентов, что более чем в 2 раза выше, чем в прототипе.

Отсутствие источников информации, содержащих ту же совокупность признаков, что и в разработанном способе, сообщает ему соответствие критерию «новизна».

Та же совокупность признаков позволяет получить новый непредсказуемый эффект, увеличение выхода водорода по реакции боргидрида натрия и воды до 7-8,5 мас.% в расчете на массу всех реагентов и, таким образом, сообщает ей соответствию критерию «изобретательский уровень».

Проведение нового способа с использованием известного оборудования с помощью известных компонентов сообщает разработанному изобретению соответствие критерию «промышленная применимость».

Приведенные ниже примеры подтверждают, но не ограничивают применение изобретения.

Пример 1

В реактор диаметром 80 и высотой 180 мм помещают таблетку боргидрида натрия, весом 125 г. В верхней части реактора находится отверстие, расположенное сверху по центру над твердым реагентом и соединенное с емкостью для подачи воды. В эту емкость загружают воду в количестве 220 г (соотношение боргидрида натрия к воде составляет 1:1,76 по массе) качестве катализатора берут хлорид кобальта и добавляют его в количестве 3 г в емкость для подачи воды, образуя 2,4% раствор по отношению к массе боргидрида. Верхнюю часть таблетки, куда далее будет подаваться вода, нагревают при помощи внешнего нагревателя до температуры 120°С, после чего в систему при помощи насоса подают около 10 мл воды. После поднятия давления до 10 атм открывают редуктор на выделение водорода. Поток, и количество водорода фиксируют с помощью расходомера EL-FLOW фирмы Bronhorst. При этом температура внутри реактора поддерживают интервала 140-170. В дальнейшем воду подают со скоростью, которая необходима для поддержания давления и температуры в реакторе в указанных пределах. После добавления всего количества воды и окончания выделения водорода количество выделившегося водорода, составившее 251 норм.л, соответствует общему выходу водорода 6,5 мас.%.

Пример 2.

В реактор диаметром 80 и высотой 180 мм термопарой и датчиком давления помещают 115 г боргидрида натрия в виде порошка или спрессованного порошка. Для нагрева реакционной смеси на начальной стадии к боргидриду натрия добавляют в качестве в качестве вещества бурно реагирующего с водой берут 3 г гидрида лития LiH (2,4% по отношению к массе боргидрида), предварительно смешав его с 10 г NaBH4. Таким образом, суммарная масса боргидрида натрия составляет 125 г. Для удобства смесь помещают в предварительно выполненное по центру порошка NaBH4 углубление. В верхней части реактора находится отверстие, расположенное сверху по центру над твердым реагентом и соединенное с емкостью для подачи воды. В эту емкость загружают 212 г воды (соотношение боргидрида натрия к воде составляет 1:1,76 по массе) В качестве катализатора берут хлорид кобальта и добавляют его в количестве 3,6 г в емкость для подачи воды, образуя 2,88% раствор по отношению к массе боргидрида.

В реактор при помощи насоса подают раствор воды с катализатором со скоростью приблизительно 1,5 мл/мин. При попадании раствора катализатора в воде происходит бурная реакция его с гидридом лития, приводящая к повышению давления до 10 атм до 10 атм и температуры до 140-170. После чего открывают редуктор на выделение газа. Поток и количество водорода фиксируют с помощью расходомера EL-FLOW фирмы Bronhorst. При этом температура внутри реактора поддерживают интервала В дальнейшем воду подают со скоростью, которая необходима для поддержания давления и температуры в реакторе в указанных пределах. После добавления всего количества воды и окончания выделения водорода количество выделившегося водорода составило 286 норм.л, что соответствует общему выходу водорода 7,4 мас.%.

Пример 3.

В реактор диаметром 80 и высотой 180 мм термопарой и датчиком давления помещают 115 г боргидрида натрия в виде порошка или спрессованного порошка. Для нагрева реакционной смеси на начальной стадии к боргидриду натрия добавляют в качестве в качестве вещества бурно реагирующего с водой берут 3 г Н3ВО3 (2,4% по отношению к массе боргидрида), предварительно смешав его с 10 г NaBH4. Таким образом, суммарная масса боргидрида натрия составляет 125 г. Для удобства смесь помещают в предварительно выполненное по центру порошка NaBH4 углубление. В верхней части реактора находится отверстие, расположенное сверху по центру над твердым реагентом и соединенное с емкостью для подачи воды. В эту емкость загружают 212 г воды (соотношение боргидрида натрия к воде составляет 1:1,76 по массе) В качестве катализатора берут хлорид кобальта и добавляют его в количестве 3,6 г в емкость для подачи воды, образуя 2,88% раствор по отношению к массе боргидрида.

В реактор при помощи насоса подают раствор воды с катализатором со скоростью приблизительно 1,5 мл/мин. При попадании раствора катализатора в воде происходит бурная реакция его с гидридом лития, приводящая к повышению давления до 10 атм и температуры до 140-170. После чего открывают редуктор на выделение газа. Поток и количество водорода фиксируют с помощью расходомера EL-FLOW фирмы Bronhorst. При этом температура внутри реактора поддерживают интервала В дальнейшем воду подают со скоростью, которая необходима для поддержания давления и температуры в реакторе в указанных пределах. После добавления всего количества воды и окончания выделения водорода количество выделившегося водорода составило 286 норм.л, что соответствует общему выходу водорода 7,4 мас.%.

Пример 4. Все как в примере 2, только температуру реактора держат в интервале 100-135°С, что приводит к уменьшению общего выхода водорода 6,3 мас.%.

Пример 5. Все как в примере 2, только температуру реактора держат в интервале 175-200°С, что приводит к уменьшению общего выхода водорода до 4,8 мас.%.

Пример 6. Все как в примере 2, только давление в реакторе держат в интервале до 5 атм, что приводит к уменьшению общего выхода водорода до 7 мас.%.

Пример 7. Все как в примере 2, только давление держат выше 15 атм, что не приводит к уменьшению общего выхода водорода относительно примера 2, но увеличивает энергозатраты.

Пример 8. Все как в примере 2, только массовое соотношение боргидрида натрия к воде было уменьшено до 1/1,5, что приводит к уменьшению общего выхода водорода до 6,5 мас.%.

Пример 9. Все как в примере 2, только массовое соотношение боргидрида натрия к воде было увеличено до 1/2, что приводит к уменьшению общего выхода водорода до 6,9 мас.%.

Пример 10. Все как в примере 2, только выходящие газообразные продукты охлаждают для конденсации паров воды и сконденсированную воду возвращают в реакционную смесь что приводит к увеличению общего выхода водорода до 7,5 мас.%.

Пример 11. Все как в примере 2, только выходящие газообразные продукты охлаждают для конденсации паров воды и сконденсированную воду возвращают в емкость для воды что приводит к увеличению общего выхода водорода до 7,5 мас.%.

Как видно из приведенных примеров заявляемый способ позволяет увеличить выход водорода по реакции боргидрида натрия и воды до 7,5 мас.% в расчете на массу всех реагентов, что более чем в 2 раза выше, чем в прототипе. Таким образом позволяет решить заявляемую задачу получения водорода одновременно с большими скоростями и высокими выходами, недостижумую до настоящего времени известными в уровне техники способами.

1. Способ получения водорода из боргидрида натрия и воды в присутствии катализатора, включающий проведение реакции при повышенных давлении и температуре, отличающийся тем, что исходное соотношение боргидрида натрия к воде составляет 1:1,5-2 по массе, причем на начальной стадии процесса проводят нагрев реакционной смеси, а процесс ведут при давлении 5-15 атмосфер и температуре 140-170°C.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что количество катализатора составляет 2-3 мас.% от массы борогидрида натрия.

3. Способ по п. 2, отличающийся тем, что в качестве катализатора берут хлорид кобальта.

4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что для нагрева реакционной смеси на начальной стадии используют внешний источник тепла.

5. Способ по п. 1, отличающийся тем, для нагрева реакционной смеси на начальной стадии к боргидриду натрия добавляют вещества, бурно реагирующие с водой, в количестве 2-3 мас.% от массы боргидрида натрия

6. Способ по п. 5, отличающийся тем, что в качестве вещества, бурно реагирующего с водой, берут вещество, выбранное из ряда: гидриды щелочных металлов, алюмогидриды, боргидриды лития и магния и т.п.

7. Способ по п. 1, отличающийся тем, что для нагрева реакционной смеси на начальной стадии к боргидриду натрия добавляют твердые кислоты в количестве 2-3 мас.% от массы боргидрида натрия.

8. Способ по п. 7, отличающийся тем, что в качестве твердых кислот берут борную кислоту.

9. Способ по п. 6, отличающийся тем, что в качестве твердых кислот берут щавелевую кислоту.

10. Способ по п. 1, отличающийся тем, что выделяющиеся газообразные продукты охлаждают для конденсации паров воды.

11. Способ по п. 10, отличающийся тем, что сконденсированную воду возвращают в реакционную смесь.

12. Способ по п. 10, отличающийся тем, что сконденсированную воду возвращают в емкость с водой.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области нанокомпозитных материалов на основе электроактивных полимеров с системой сопряжения и магнитных наночастиц Fe3O4, закрепленных на углеродных нанотрубках.

Изобретение относится к способу извлечения водорода в ходе гидрогенизационного превращения, который включает в себя: обеспечение установки гидрогенизационного превращения устройством повышения давления, где в устройстве повышения давления используется поток высокого давления, поступающий из сепаратора, для повышения давления; введение водородсодержащего потока в устройство повышения давления и увеличение вследствие этого давления водородсодержащего потока; маршрутизацию водородсодержащего потока из устройства повышения давления в парожидкостный сепаратор; и выделение водорода из водородсодержащего потока в установке очистки водорода с получением потока извлеченного водорода.

Изобретение относится к электротехнике, химической промышленности, нанотехнологии и может быть использовано при изготовлении сенсорных и жидкокристаллических экранов, солнечных преобразователей энергии, светодиодов.

Изобретение относится к химической, электротехнической промышленности, охране окружающей среды и нанотехнологии и может быть использовано при изготовлении упругих и гибких проводников, электропроводящих полимерных композиционных материалов, сорбентов, вибродемпфирующих материалов, аккумуляторов и сверхъемких конденсаторов.

Изобретение относится к катализатору реформинга углеводородов и диоксида углерода, включающему оксидный носитель, который содержит гексаалюминат в форме β''-алюмината и частицы металлического никеля.

Изобретение относится к установкам для получения водорода паровоздушной конверсией углеводородов и может быть использовано в автономных энергоисточниках на топливных элементах.

Изобретение относится к электрохимическому получению чистого порошка карбида вольфрама, обладающего развитой поверхностью и электрокаталитическими свойствами. Ведут электролиз расплава, содержащего 35,0-45,0 мол.

Группа изобретений относится к способам и устройствам физической генерации озона из кислородсодержащего газа и может быть использована для бактерицидной обработки ран, гинекологических патологий, стерилизации хирургического инструмента.

Изобретение относится к микрокристаллическому алмазному покрытию, предназначенному для трибологических областей применения в сфере микромеханики, а также в оптике.
Изобретение относится к области получения синтетических алмазов, включающих изотоп 14С, обладающих β-излучением. Алмазы выращиваются из карбида железа, образующегося непосредственно в ростовой камере из карбоната бария, являющегося продуктом переработки отработавшего ядерного топлива и содержащего в своем составе 50-70% изотопа 14С от общей массы углерода, и не менее чем 5-кратного по отношению к общей массе карбоната бария избытка железа.

Изобретение относится к нанотехнологии и может быть использовано при изготовлении углепластиков для космического и авиационного аппаратостроения, а также для строительных конструкций. Способ получения нанокомпозиционных связующих без использования растворителей включает два этапа. На первом этапе при комнатной температуре одновременно измельчают мономер цианат-эфира, углеродные нанотрубки и диспергант на основе сульфонилбисцианатофенилизоиндолиндиона. На втором этапе in situ олигомеризуют указанный мономер и обрабатывают полученную смесь ультразвуком. Изобретение позволяет получить материалы с заданными свойствами, например электро- и теплопроводностью, а также улучшить их изотропность, повысить влагостойкость и долговечность. 2 ил., 4 табл., 2 пр.
Изобретение может быть использовано при изготовлении суперконденсаторов, сенсорных материалов, адсорбентов, носителей для катализаторов. Готовят смесь, содержащую 50-100 масс. % средне- или высокотемпературного каменноугольного пека, или нефтяного пека, или сланцевого пека и 0-50 масс. % меламина. Полученную смесь нагревают до 500°C со скоростью 0,96-3°C/ч. Затем производят прокаливание при этой температуре в течение 100 ч. Полученный углеродный материал характеризуется высоким содержанием азота – до 32 масс. %, за счет чего его удельное электрическое сопротивление снижается в 100-1000 раз. 1 табл., 6 пр.

Изобретение относится к области химической промышленности, а именно к совместному производству аммиака и метанола из углеводородного сырья. Способ включает риформинг природного газа, утилизацию тепла риформинга, конверсию оксида углерода, очистку конвертированного газа от диоксида углерода, синтез метанола, метанирование и синтез аммиака. Горячий конвертированный синтез-газ с первичного или вторичного риформинга подают в межтрубное пространство аппарата постриформинга, который представляет собой кожухотрубчатый теплообменный реактор, а в трубы, заполненные катализатором, - дополнительную сырьевую парогазовую смесь, которую подают с общего тройника смешения или с раздельных тройников смешения. Далее поток синтез-газа из межтрубного пространства для производства аммиака подается на конверсию СО либо напрямую, если постриформинг установлен после шахтной печи вторичного риформинга, либо через вторичный риформинг, если постриформинг установлен после трубчатой печи первичного риформинга. Технический результат заключается в повышении производительности способа совместного производства аммиака и метанола, оптимизации состава синтез-газа, снижении содержания оксидов углерода перед метанатором и в снижении вредных веществ. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.
Изобретение может быть использовано при изготовлении наноструктурированных композиционных материалов. Одностенные, двустенные или многостенные углеродные нанотрубки смешивают с органическим растворителем в высокооборотной мешалке при скорости 1000-4000 об/мин и постоянном охлаждении. В качестве органического растворителя используют спирт из ряда: этанол, или пропанол, или изопропанол, или этиленгликоль; кетоны из ряда: ацетон, или метилэтилкетон; нефтяной растворитель из ряда: бензин, или керосин, или нафта; эфир, например тетрагидрофуран; галогензамещенный углеводород, например хлороформ. Затем полученную смесь перемешивают со скоростью 5-20 об/мин при температуре, не превышающей температуру ее отверждения, и при ультразвуковом воздействии на нее. Полученный модификатор для приготовления наноструктурированных композитных материалов, включающий углеродные нанотрубки и среду, в которой они содержатся - вышеуказанный органический растворитель, представляет собой устойчивую дисперсию, не содержащую поверхностно-активных веществ, с высоким содержанием нанотрубок и имеющую длительный срок хранения в стабильном состоянии, при котором она пригодна к использованию. 2 н. и 13 з.п. ф-лы, 6 пр.

Изобретение относится к способу управления процессом получения синтез-газа для малотоннажного производства метанола. Способ осуществляют путем парциального окисления углеводородных газов при давлении 6,0-7,5 МПа в газогенераторе, оборудованном узлами ввода углеводородных газов и окислителя, в состав которых входят расходомеры-регуляторы массовых расходов углеводородного газа и окислителя. Синтез-газ с выхода газогенератора подают в котел-утилизатор и охлаждают потоком химочищенной воды, массовый расход которого регулируют расходомером-регулятором. При этом выход котла утилизатора соединяют со входом блока коррекции состава синтез-газа, который включает: (1) блок коррекции отношения мольных концентраций водорода и монооксида углерода в синтез-газе, содержащий ветвитель, вход которого соединяют с выходом котла-утилизатора, и смеситель, первый трубопровод ветвителя соединяют напрямую со смесителем, второй трубопровод ветвителя соединяют со смесителем через последовательно соединенные управляемый высокотемпературный дроссель и конвертор с катализатором паровой конверсии монооксида углерода; (2) блок коррекции содержания диоксида углерода, включающий соединенный с выходом смесителя теплообменник-холодильник, в котором синтез-газ охлаждают до 15-70°С потоком химочищенной воды, массовый расход которого регулируют расходомером-регулятором, и сепаратор, соединенный с выходом теплообменника-холодильника, в котором из охлажденной парогазовой смеси отделяют водяной конденсат и растворенный в нем частично сжиженный диоксид углерода, после чего синтез-газ подают в блок синтеза метанола; (3) газоанализатор, соединенный с трубопроводом отходящего из сепаратора синтез-газа, причем автоматизированной системой контроля и управления осуществляют управление отношением мольных концентраций водорода и монооксида углерода в диапазоне Н2/СО=2,2-2,6 и стехиометрическим соотношением его компонентов в диапазоне М=1,95-2,15, которая по результатам дискретно поступающей с газоанализатора информации о текущей концентрации водорода и оксидов углерода в отходящем из сепаратора синтез-газе автоматически рассчитывает скорректированные сигналы управления, которые поступают на входы управляемого высокотемпературного дросселя и расходомера-регулятора массового расхода подачи воды в теплообменник-холодильник. Технический результат заключается в возможности автоматического управления параметрами технологического процесса получения синтез-газа и в оптимизации состава синтез-газа для последующего каталитического синтеза метанола. 1 ил., 6 табл., 6 пр.

Изобретение относится к генератору озона и может быть использовано для дезинфекции воды или для отбеливания древесины, целлюлозы или пульпы для производства бумаги. Генератор озона содержит высоковольтный электрод (5) и по меньшей мере один контрэлектрод (1), ограничивающие промежуточное пространство, в котором установлен по меньшей мере один диэлектрик (2) и сквозь которое проходит газ в направлении спрямленного потока. Высоковольтный электрод (5) и по меньшей мере один контрэлектрод (1) имеют подключение электропитания (7) для производства тихих разрядов, исходящих из поверхностных точек. Центральное расстояние между высоковольтным электродом (5) и по меньшей мере одним контрэлектродом (1) и центральное разрядное расстояние неизменны. Количество поверхностных точек, из которых исходят тихие разряды, снижается в направлении спрямленного потока. Технический результат: повышение производительности за счет снижения электрической мощности, подаваемой в направлении газового потока на единицу поверхности электрода, причем генератор озона имеет максимально простую и экономичную конструкцию. 2 н. и 6 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к области водоочистки и водоподготовки и может быть использовано для очистки питьевых, технических и сточных вод для хозяйственно-питьевого, промышленного и сельскохозяйственного водоснабжения на фильтрующих установках, использующих совместно процессы озонирования и сорбции. Установка для очистки воды содержит контактно-фильтровальную емкость 1 с зернистой загрузкой из активированного угля 2 и дренажно-распределительной системой 4, эжектор озоноводяной смеси 6, блок датчиков уровня 7, деструктор озона 8, трубопровод подачи воды на очистку 13, трубопровод подачи воды на промывку 16, трубопровод отвода очищенной воды 23, обводной трубопровод 20, насос 21 и запорные устройства 15, 17, 19, 22, 24, трубопровод отвода промывной воды 26, генератор озона 9 с трубопроводом подачи озона 10 и блок управления 27, соединенный электрическими связями с блоком датчиков уровня 7, генератором озона 9, насосом 21 и запорными устройствами 15, 17, 19, 22, 24. Контактно-фильтровальная емкость 1 под зернистой загрузкой из активированного угля 2 снабжена поддерживающим гравийным слоем 3 и эжектором промывки 5. Дренажно-распределительная система 4 расположена в гравийном слое 3. Контактно-фильтровальная емкость 1 снабжена в верхней части магистралью возврата остаточного озона 11, соединенной с трубопроводом подачи озона 10, и магистралью отвода воздуха 12, соединенной с эжектором промывки 5. Трубопровод подачи воды на промывку 16 снабжен отводным трубопроводом 18 с запорным устройством 19. Отводной трубопровод 18 соединен с эжектором промывки 5. Изобретение позволяет повысить степень использования озона и степень регенерации фильтрующей загрузки при одновременном сокращении расхода промывной воды. 5 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к способу получению водорода, который может быть использован в различных целях, в том числе для питания топливных элементов на летательных аппаратах. Способ включает взаимодействие предварительно нагретой реакционной смеси боргидрида натрия и воды в присутствии катализатора, при этом исходное соотношение боргидрида натрия к воде составляет 1:1,5-2 по массе, а процесс ведут при давлении 5-15 атмосфер и температуре 140-170°C. Изобретение обеспечивает получение водорода одновременно с высокой скоростью и с увеличением выхода водорода до 7-8,5 в расчете на массу всех реагентов, а также снижение энергозатрат. 11 з.п. ф-лы, 11 пр.

Наверх