Способ моделирования процессов в химических реакторах


B01J19/00 - Химические, физические или физико-химические способы общего назначения (физическая обработка волокон, нитей, пряжи, тканей, пера или волокнистых изделий, изготовленных из этих материалов, отнесена к соответствующим рубрикам для такого вида обработки, например D06M 10/00); устройства для их проведения (насадки, прокладки или решетки, специально предназначенные для биологической обработки воды, промышленных и бытовых сточных вод или отстоя сточных вод C02F 3/10; разбрызгивающие планки или решетки, специально предназначенные для оросительных холодильников F28F 25/08)

Владельцы патента RU 2682612:

федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский университет "МЭИ" (ФГБОУ ВО "НИУ "МЭИ") (RU)

Изобретение относится к способам моделирования процессов получения водорода за счет гидролиза твердого реагента - алюминия в реакционном сосуде, и может быть использовано для оптимизации гидродинамических процессов и массообмена в альтернативных вариантах проектируемых генераторах водорода на основе гидролиза твердого реагента - алюминия в реакционном сосуде. Технический результат, заключающийся в повышении безопасности, ускорении и упрощении процесса оптимизации гидродинамических процессов и массобмена, достигается за счет использования веществ-имитаторов, при котором твердую фазу - частицы алюминия - моделируют частицами питьевой соды, жидкую фазу - водный раствора едкого натра - моделируют водным раствором уксусной кислоты. Кроме того, контактирование осуществляют в реальном или модельном реакторе в течение необходимого времени. Предлагаемый способ моделирования химического реактора водорода апробирован в лабораторных условиях. 1 ил.

 

Изобретение относится к способам моделирования процессов получения водорода за счет гидролиза твердого реагента - алюминия в реакционном сосуде и может быть использовано для оптимизации гидродинамических процессов и массообмена в альтернативных вариантах проектируемых генераторах водорода на основе гидролиза твердого реагента - алюминия в реакционном сосуде.

В настоящее время разрабатываются проекты генераторов получения водорода в сфере автономной энергетики, преимущественно в энергоустановках с электрохимическими генераторами, как в стационарных установках, на транспорте, так и для систем заправки водородом турбогенераторов с водородным охлаждением, а так же в химической промышленности.

Известен способ моделирования (Челяев В.Ф. Компактный источник чистого дешевого водорода. // Энергия: экономика, техника, экология. 2009. №2. С.24-28.) в макетном химическом реакторе.

Недостатками данного способа являются сложность и длительность проводимых экспериментов для получения необходимой информации, а также проведение процессов оптимизации на реальном объекте, что требует поддержания на нужном уровне температуры химического реактора, расходов дорогостоящих реагентов (раствора едкого натра и порошка алюминия) и наличия особых требований работы с водородом.

Известен также наиболее близкий к предлагаемому изобретению способ моделирования химических реакторов (А.С. СССР 882583 опубликован 23.11.1981 г.), выбираемый в качестве прототипа.

В известном способе моделирование химических реакторов путем контактирования твердой и газообразной фаз и определения параметров массообмена между ними за счет использования веществ-имитаторов, в качестве твердой фазы используют фториды щелочных металлов, а в качестве газовой - смесь инертного газа с гексафторидом урана, контактирование осуществляют в течение 10-300 с. Определение параметров массообмена осуществляют измерением концентрации гексафторида урана после контактирования.

Недостатками данного изобретения являются ограниченность сферы использования способа для моделирования химических реакторов путем контактирования только твердой и газовой фаз. В генераторах водорода на основе гидролиза твердого реагента - алюминия в реакционном сосуде контактирование частиц алюминия происходит в жидкой фазе водного раствора едкого натра.

Технический эффект, заключающийся в повышении безопасности, ускорении и упрощении процесса оптимизации гидродинамических процессов и массообмена достигается тем, что в известном способе моделирования процессов в химических реакторах путем контактирования твердой и жидкой фаз и определения параметров массобмена между ними путем использования веществ - имитаторов, согласно изобретению, твердую фазу - частицы алюминия моделируют частицами питьевой соды, жидкую фазу - водный раствор едкого натра моделируют водным раствором уксусной кислоты, а полученный газообразный продукт гидролиза-водород моделируют углекислым газом.

Кроме того, контактирование осуществляют в реальном или модельном реакторе в течение необходимого времени.

На рисунке схематично представлено оборудование, используемое при изучении процесса гидролиза твердого реагента - алюминия в реакционном сосуде генератора водорода, содержащее реактор 1, магистраль подачи частиц алюминия 2, магистраль выдачи водорода 3, магистраль подачи водного раствора едкого натра 4, магистраль вывода продуктов гидролиза 5.

Контактирование частиц алюминия происходит в жидкой фазе водного раствора едкого натра. Отрабатывается вопрос об оптимальной геометрии реакционного сосуда определенного объема и конструкции. Частицы алюминия моделируются частицами бикарбоната, например, питьевой содой, а водный раствор едкого натра моделируется водным раствором кислоты, например, уксусной. Газообразный продукт гидролиза водород моделируется углекислым газом.

Таким образом, предлагаемый способ по сравнению с известными обладает следующими преимуществами: простотой, экспрессивностью, экономичностью и пожаро-взрывобезопасностью, так как не требует проведения процесса при высоких температурах и отсутствия пожаро-взрывоопасных веществ. Предлагаемый способ моделирования химического реактора водорода апробирован в лабораторных условиях.

Способ моделирования процессов в химических реакторах путем контактирования твердой и жидкой фаз и определения параметров массобмена между ними путем использования веществ - имитаторов, отличающийся тем, что твердую фазу - частицы алюминия - моделируют частицами питьевой соды, жидкую фазу - водный раствор едкого натра - моделируют водным раствором уксусной кислоты, а полученный газообразный продукт гидролиза - водород - моделируют углекислым газом.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к транспортирующей кислород мембранной панели для переноса лучистого тепла к реакторам каталитического риформинга, модулю комплекта мембран, а также скомпонованному узлу для реактора риформинга, печной линии синтез-газа и установке синтез-газа на основе мембран.

Изобретение относится к циклонному реакционному резервуару, имеющему кессон с короткой продолжительностью пребывания. Резервуар включает оболочку, первичное циклонное разделительное устройство, расположенное внутри оболочки и имеющее выпуск, множество вторичных циклонов, причем вторичные циклоны расположены внутри оболочки, и каждый из вторичных циклонов имеет корпус, впуск и выпуск, при этом выпуск первичного циклонного разделительного устройства присоединен к впуску вторичного циклона таким образом, что поток текучей среды может протекать из выпуска первичного циклонного разделительного устройства во впуск вторичного циклона, первый кессон, имеющий юбку и дно и образующий герметическую кольцевую камеру внутри оболочки, причем первый кессон поддерживается внутри оболочки посредством прикрепления к оболочке, второй кессон, включающий выпускную трубу для удаления газов, находящихся внутри оболочки, юбку и дно и имеющий меньший объем, чем объем первого кессона, и опорную систему вторичного циклона, сокращающую до минимума или предотвращающую механические термические напряжения, при этом выпуски множества вторичных циклонов находятся в соединении по текучей среде со вторым кессоном.

Предложен способ обновляемого высокоэффективного обессеривания с применением суспензионного слоя, включающий стадию, в которой десульфирующую суспензию смешивают с сероводородсодержащим газом для получения первой смеси, причем первую смесь пропускают снизу вверх в реакторе с суспензионным слоем, при этом контролируют, чтобы время выдержки первой смеси в реакторе с суспензионным слоем составляло 5-60 минут, чтобы позволить десульфирующей суспензии в достаточной степени вступить в контакт и в реакцию с сероводородсодержашим газом, при этом сероводородсодержащий газ выбран из группы, состоящей из биогаза, коксового газа, попутного нефтяного газа, природного газа, нефтехимического газа или любой их смеси; и стадию, в которой вторую смесь выпускают из верхней части по меньшей мере одного реактора с суспензионным слоем, причем вторую смесь подвергают разделению на газ и жидкость для получения очищенного газа и обогащенного раствора, причем очищенный газ подают в реактор с неподвижным слоем для проведения второго этапа обессеривания и для получения второго потока очищенного газа, при этом реактор с неподвижным слоем содержит десульфуратор, выбранный из группы, состоящей из аморфного оксид-гидроксида железа, оксида железа, гидроксида железа, оксида меди, оксида цинка и любой их смеси, и при этом скорость потока газа в реакторе с неподвижным слоем составляет от 1 до 20 м/с, а полученный обогащенный раствор подвергают однократному испарению, а затем реакции с кислородсодержащим газом для проведения регенерации.

Изобретение относится к способу получения диметилового эфира (DME), а также к установке для осуществления предлагаемого способа. В предлагаемом способе по меньшей мере один сырьевой поток (2), образованный из синтез-газа (SG), преобразуют на по меньшей мере одной стадии синтеза (A), на которой содержащиеся в сырьевом потоке (2) компоненты по меньшей мере частично превращаются в DME, в результате чего получают по меньшей мере один поток (3) технического продукта, который содержит по меньшей мере DME и непрореагировавшие компоненты сырьевого потока (2).

Изобретение относится к устройству и трубе риформера для получения синтез-газа, в частности для получения водорода. Устройство имеет трубу (10) риформера для направления течения эдуктов и по меньшей мере одного продукта реакции в объемных потоках с целью получения синтез-газа.

Изобретение относится к реакторам для осуществления экзотермических реакций. Реакторная система 1 включает реактор 3, по меньшей мере один соединенный с реактором 3 охладитель 5, по меньшей мере один соединенный с реактором 3 и/или указанным по меньшей мере одним охладителем 5 насос 7 для циркуляции по меньшей мере части жидкого теплоносителя 9 и соединенный с реактором 3 и/или указанным по меньшей мере одним охладителем 5 резервуар 11 для приема жидкого теплоносителя 9, который посредством сливных трубопроводов 17а, 17b соединен, соответственно, с самой нижней точкой реактора 3 и/или указанного по меньшей мере одного охладителя 5, при этом резервуар 11 расположен ниже реактора 3 и/или указанного по меньшей мере одного охладителя 5, причем резервуар 11 по меньшей мере частично расположен ниже уровня пола, и объем резервуара 11 на 10% превышает объем жидкого теплоносителя 9, теоретически содержащегося в реакторе 3 и/или указанном по меньшей мере одном охладителе 5.

Изобретение относится к области процессов и аппаратов химической технологии, а именно к каталитическим процессам с неподвижным слоем катализатора в проточных реакторах, и может быть использовано в нефтеперерабатывающей, газоперерабатывающей и других отраслях промышленности.

Изобретение относится к каталитической установке, пригодной для использования в трубчатом реакторе, в сочетании с зернистым катализатором, в частности, с катализаторами, пригодными для использования в процессах каталитического потокового риформинга.

Изобретение относится к способу получения высушенного порошка из смеси разбавителя и порошка в установке. Установка содержит первую сушильную камеру, представляющую собой сушильную камеру обратного смешения, содержащую один или несколько нагревательных элементов; и вторую сушильную камеру.

Изобретение относится к области контакта частиц с текучей средой. Устройство, направляющее текучую среду 116 в радиальный реактор 110, содержит вертикально удлиненный трубчатый канал, продолжающийся вокруг окружности наружной стенки указанного радиального реактора 110, причем расстояние, измеренное от одной стороны указанного вертикально удлиненного трубчатого канала до противоположной стороны указанного удлиненного трубчатого канала вверху указанного удлиненного трубчатого канала, отличается от расстояния, измеренного внизу указанного вертикально удлиненного трубчатого канала, при этом указанный вертикально удлиненный трубчатый канал дополнительно содержит верхний участок со стояком 114, имеющий более широкое сечение, которое по меньшей мере такое же широкое, как и отверстие в указанном стояке.

Группа изобретений относится к ракетной технике. Устройство для разложения перекиси водорода содержит камеру разложения с расположенным внутри нее катализатором, выполненную с возможностью поступления в нее перекиси водорода с концентрацией от 80% до 100% из резервуара для хранения.

Изобретение относится к производству углекислого газа, предназначенного для применения в газированных напитках. Установка термического разложения 100 содержит генератор радиочастотной (РЧ) энергии 130, РЧ-антенну 135 или электрод, подключенный к указанному генератору РЧ-энергии 130 для подведения тепла для термического разложения материала (гидрокарбоната натрия), по меньшей мере одну капсулу 120, содержащую термически разлагаемый материал, капсульную камеру 110 с герметизируемым отверстием, выполненную с возможностью помещения и содержания в себе по меньшей мере одной капсулы 120, а также способностью выдерживания заданного давления, образующегося в указанной капсуле 120, и по меньшей мере один канал 140, имеющий первый конец 145а, открытый со стороны указанной капсулы 120, и второй конец 145b, соединенный с напорным клапаном 150.

Изобретение относится к группе горелок для восстановительного реактора, а также к системе рециклинга синтез-газа, включающей упомянутую группу горелок для восстановительного реактора.

Изобретение относится к установкам получения синтез-газа паровым риформингом и может найти применение в нефтегазовой промышленности. Предложена установка, включающая риформер 1 с реакционной зоной 2, заполненной катализатором парового риформинга 4, в котором размещен каталитический нагреватель 3 с водородселективной теплопроводящей перегородкой и катализатором окисления 4, рекуперационный теплообменник 5, а также систему подачи кислородсодержащего газа с газодувкой 6, холодильником 7 и теплообменником 8.

Изобретение относится к устройствам для осуществления эндотермических каталитических процессов, протекающих с получением водородсодержащего катализата: риформинга, ароматизации легкого углеводородного сырья, паровой конверсии углеводородов, и может найти применение в нефтегазовой промышленности.

Изобретение относится к технике пожаротушения, а именно к установкам, применяемым при тушении загораний на промышленных и других предприятиях, а также в общественных и иных зданиях, на транспорте и других объектах.

Изобретение относится к устройству для получения ацетилена и синтез-газа путем частичного окисления углеводородов кислородом. Устройство включает: реактор, снабженный блоком горелки с топочной камерой, для получения состава Z1, содержащего по меньшей мере ацетилен и замещенный ацетилен, первый скруббер, выполненный для смешивания состава Z1 с растворителем с получением состава Z2, второй скруббер, выполненный для смешивания состава Z2 с растворителем с получением состава Z3, первый отпарной аппарат, выполненный для отпаривания состава Z3 с получением состава Z4, содержащего замещенный ацетилен, ацетилен и растворитель, а также для выделения ацетилена, первую колонну, выполненную для частичной дегазации состава Z4 под давлением от 1,0 до 1,5 бар с получением состава Z5, состава Z10 и первой части А1 растворителя, второй отпарной аппарат, в который можно подавать состав Z5 для отпаривания состава Z9 с получением второй части А2 растворителя и состава Z6, третий отпарной аппарат, выполненный для отпаривания растворителя из первого скруббера с получением состава Z9, причем для подачи состава Z9 во второй отпарной аппарат третий отпарной аппарат соединен со вторым отпарным аппаратом.

Изобретение относится к способу окислительной конденсации метана для получения углеводородных соединений, содержащих по меньшей мере два атома углерода (соединения C2+).

Изобретение относится к газогенератору непрерывного действия. При этом газогенератор характеризуется тем, что в цилиндрической части корпуса установлен поршень со штоком, на верхнем торце которого установлен магнит и закреплен гибкий трос, соединенный с электроприводом подъемного механизма; на крышке корпуса газогенератора установлена штанга с закрепленными на ней датчиками нижнего и верхнего положения уровня топлива, а на верхнем торце штанги установлен стопорный механизм; сбоку от корпуса газогенератора установлен механизм загрузки топлива, включающий в себя бункер, соединенный с корпусом газогенератора шнековым каналом, причем конец канала, присоединенный к бункеру, содержит приводной шнек, шток которого соединен с валом электродвигателя, а конец канала, присоединенный к корпусу газогенератора, - электромеханическую заслонку, снабженную электроприводом; выходы датчиков нижнего и верхнего положения уровня топлива подключены к измерительным входам блока управления, а силовые выходы последнего подключены соответственно к электроприводу подъемного механизма, стопорному механизму, электродвигателю приводного шнека и электроприводу электромеханической заслонки.

Изобретение относится к химическому машиностроению в области переработки углеводородного сырья и может быть использовано в производстве для получения синтез-газа, синтетической нефти, топлива для двигателей внутреннего сгорания.

Изобретение относится к композиция для тримеризации этилена. Композиция содержит по меньшей мере одно соединение хрома, по меньшей мере одно арилокси-соединение элемента M, выбранного из группы, состоящей из магния, кальция, стронция, бария, общей формулы [M(RO)2-nXn]y, в которой RO означает арилокси-радикал, производный от ROH, содержащий от 6 до 80 атомов углерода, X означает галоген или углеводородный остаток (гидрокарбил), содержащий от 1 до 30 атомов углерода, n есть целое число, которое может принимать целые значения 0 или 1, и y есть целое число от 1 до 10, и по меньшей мере одну добавку, выбранную из соединений типа простого эфира, циклических или нет, вводимую в количестве, близком к стехиометрическому по отношению к элементу M.

Изобретение относится к способам моделирования процессов получения водорода за счет гидролиза твердого реагента - алюминия в реакционном сосуде, и может быть использовано для оптимизации гидродинамических процессов и массообмена в альтернативных вариантах проектируемых генераторах водорода на основе гидролиза твердого реагента - алюминия в реакционном сосуде. Технический результат, заключающийся в повышении безопасности, ускорении и упрощении процесса оптимизации гидродинамических процессов и массобмена, достигается за счет использования веществ-имитаторов, при котором твердую фазу - частицы алюминия - моделируют частицами питьевой соды, жидкую фазу - водный раствора едкого натра - моделируют водным раствором уксусной кислоты. Кроме того, контактирование осуществляют в реальном или модельном реакторе в течение необходимого времени. Предлагаемый способ моделирования химического реактора водорода апробирован в лабораторных условиях. 1 ил.

Наверх