Энергия ожижения

Задача прямого гидрирования каменных углей была технически разрешена еще до начала второй мировой войны. Для этого пришлось лишь от давления 400 атм перейти к давлению 700 атм. Для получения 1 ООО ООО т бензина из каменного угля нужно затратить 5 ООО ООО т угля (с учетом затрат на водород и расходуемую энергию), что составляет всего около 4% добычи этого угля в Германии. В качестве исходного материала для процесса ожижения может служить также и бурый уголь. Его потребуется для получения тех же количеств бензина несколько больше, чем каменного, но суммарный расход бурых углей в этих целях будет иметь ничтожный удельный вес по сравнению с масштабами их добычи. [c.153]

Ожижение требует энергии для его достижения. Падение давления в слое равно массе слоя на единицу площади, и оно может быть чрезмерно велико для глубоких слоев, хотя его относительная важность уменьшается при увеличении статического рабочего давления. Очевидно, что рабочие условия ограничиваются областью течения газа, в которой можно ожижать слой. Если скорость газа очень низка, может произойти разделение слоев с более или менее широким распределением частиц по размерам, и слой перестанет быть псевдоожиженным, если скорость течения станет ниже минимальной скорости псевдоожижения. Напротив, если скорость газа очень большая, вынос материала из слоя станет чрезмерным. Это зависит от размера частиц и физических свойств жидкости и твердого тела [1—4]. Такое рассмотрение [c.445]

Регенеративный цикл с изоэнтальпическим расширением и предварительным охлаждением. Расход энергии на ожижение газа с применением простого регенеративного цикла Линде в несколько раз больше теоретически необходимого, что объясняется необратимым увеличением энтропии прн дросселировании сжатого газа. [c.224]

На рис. 15 приведена зависимость удельного расхода энергии на ожижение водорода от величины давления для различных циклов. Сопоставление кривых позволяет оценить относительную эффективность циклов. В расчетах учтен расход энергии для предварительного охлаждения. Кроме того, принято величина недорекуперации Д1=1°С, адиабатический к. п. д. детандера Т1 = 0,8. [c.47]

Рис. 15. Расход энергии (с учетом предварительного охлаждения до 65 °К) на ожижение 1 кг параводорода (95% п-На) при отсутствии потерь холода в окружающую среду [83] для различных циклов

Ожижение водорода сопряжено со значительной затратой энергии. Так, для производства 1 кг 95%-ногЬ параводорода на лабораторной установке необходимо 50 квт-ч, на промышленных установках при использовании детандеров только в азотном цикле 24,5 квт-ч, а при использовании детандеров для расширения как азота, так и водорода 17 квт-ч [81]. [c.53]

Проведение орто-пара-конверсии в процессе ожижения приводит к уменьшению производительности ожижителя примерно на 30% по сравнению с производительностью, достигаемой при получении нормального водорода, а удельный расход энергии увеличивается на 0,4— 0,5 квт-ч л водорода. В случае применения схемы с двумя ступенями конверсии снижается удельный расход энергии примерно на 0,2 квт-ч л [1] и увеличивается производительность по параводороду. [c.68]

Ра ход энергии при двухступенчатой конверсии, квт-ч1к.г параводорода. .. 29,3 Продолжительность пуска ожижителя до начала ожижения водорода, ч.. . . 1,0—1,15 Продолжительность отогрева (от рабочего состояния до комнатной температуры), ч 2,0—2,5 [c.77]

Энергия расходуется на ожижение азота, работу вакуумного насоса и сжатие водорода. [c.82]

Продолжающиеся во многих странах исследовательские и опытно-конструкторские работы в области гидрогенизационной переработки углей направлены на совершенствование технологического и аппаратурного оформления процессов, разработку новых катализаторов и добавок, повышение энергетической эффективности всех стадий. Эти поиски могут обеспечить снижение удельных затрат на получение моторных топлив из угля. Перспективным следует считать сочетание процессов гидрогенизации и газификации угля в едином потоке без усложняющих стадий разделения продуктов ожижения и без потерь энергии, затрачиваемой на нагрев сырья [92]. [c.88]

Головой расход паров на слив и налив сжиженных газов Расход электро-энергии и тепла о С- 1 О Я й1 Зё ССо. Годовой расход паров на слив 1 налив ожижен-ных газов Годовой расход электроэнергии II тепла О и> 3 е = 1 э е ° Я а [c.142]

Механическая циркуляция взвесей не содействует интенсивному разрушению агломератов, а этот фактор является важным для эффективной" циркуляции, так как сильно агломерирующая взвесь, по-видимому, приводит к более высоким потерям энергии при транспортировке в области за питательным каналом. В этом отношении циркуляция с ожижением является наилучшим из имеющихся методов. [c.365]

Доля СССР в общем запасе древесины составляет 24%, а в ее мировом приросте-28% (табл. 2). Д. широко применяют как строит, конструкционный, а также поделочный материал. Значительную часть Д. (в нек-рых странах до 30%) используют как топливо. Благодаря тому что запасы Д. велики и постоянно возобновляются, интерес к ней как источнику энергии сильно возрос. Разрабатываются способы ожижения и газификации Д. с получением соотв. жидкого топлива и топливного газа и через СО-метанола и др. Д.-сырье при изготовлении древесных пластиков, дре- [c.116]

В химической технологии приходится нередко прибегать к охлаждению жидкостей и газов (паров) до различных уровней ниже температуры окружающей среды. Диапазон требуемых низких температур соответственно большому разнообразию осуществляемых химических, физических и физико-химических процессов весьма широк от температуры окружающей среды до температуры, близкой к абсолютному нулю. Примерами применения таких процессов являются торможение быстро протекающих теплонапряженных экзотермических химических реакций, кристаллизация из растворов и расплавов, абсорбция и адсорбция, конденсация паров низкокипящих жидкостей, ожижение индивидуальных газов и разделяемых газовых смесей. Так как достижение низких температур требует отвода тепла от охлаждаемых веществ к окружающей среде, то, согласно второму закону термодинамики, оно возможно лишь при определенных затратах внешней энергии. [c.727]

Расход энергии на ожижение Г кг газа выразится так (в кВт). [c.745]

Расход энергии на ожижение 1 кг газа (в кВт) [c.747]

МДж/кВт. Тогда при Ра = 6 МПа и ра = 20 МПа соответственно получим Хц =0,034 кг/кг, =5,2 кВт/кг и Хц — = 0,16 кг/кг, N1 =1,4 кВт/кг. Таким образом, при = 6— 20 МПа в рассматриваемом цикле по сравнению с предыдущим степень ожижения возросла в 28—3 раза при одновременном понижении удельного расхода энергии в 27—2,9 раза. [c.747]

ЦИКЛОВ. Обязательно следует также учитывать простоту, первоначальную стоимость, эксплуатационные расходы и надежность установки. С этих позиций серьезного внимания заслуживает цикл двух давлений он сравнительно прост и надежен при умеренном расходе энергии. Для крупных ожижителей может быть рекомендован цикл двух давлений с детандером. При выходе детандера из строя эта система может функционировать по схеме двух давлений с дросселированием. Таким образом, работоспособность установки сохраняется при несколько меньшей производительности. Помимо рассмотренных схем, могут быть и другие варианты циклов для ожижения водорода. [c.117]

Для ожижения водорода применена сложная каскадная схема с пятью ступенями охлаждения (рис. 59, б). Применение многоступенчатой схемы позволяет существенно снизить затраты энергии. Характерным является применение только одной ступени с детандером (термодинамически это не очень благоприятно), что позволяет свести с минимуму возможные неполадки, связанные с выходом детандеров из строя. Другой важной особенностью схемы является разделение технологического и холодильного потоков. Циркуляционный холодильный цикл полностью отделен от ожижаемого потока водорода впервые идея такого способа ожижения водорода была предложена и осуществлена Капицей и Кокрофтом в Кэмбриджском университете в 1932 г. Главное преимущество такой организации процесса заключается в том, что основная масса водорода (циркуляционный поток) не требует очистки от примесей очищается только ожижаемая доля газа кроме того, облегчается осуществление многоступенчатой конверсии. Ожижители большой производительности обычно имеют схемы с разделенными потоками. [c.125]

Для расчета этой схемы необходимо определить коэффициент ожижения X, количества азота и водорода Оы, и Она, а также расход энергии I. Расчет следует вести по зонам, предварительно приняв значения температур на каждой ступени, а также задавшись потерями 3 и недорекуперациями. [c.141]

Для ожижения гелий необходимо предварительно охладить ниже 20 К, отвод тепла следует осуществлять на ряде температурных уровней, поэтому холодильные машины должны быть многоступенчатыми. Типичным примером такого цикла является гелиевый ожижитель, выполненный на базе трехступенчатого теплового насоса (рис. 76). В этой схеме гелий, сжатый до 2,06 Мн/м ( в количестве 10% от количества гелия, циркулирующего в тепловом насосе), проходит последовательно три теплообменника, между которыми осуществляется отвод тепла на температурных уровнях 80, 35 и 14" К- После дросселирования на нижней ступени гелий частично ожижается, а обратный поток через теплообменники направляется в компрессор. Производительность этого ожижителя 1,5 л1ч жидкого гелия, расход энергии 18 мдж л (5 квт-ч1л). [c.150]

Пример. Рассчитать гелиевый ожижитель производительностью 80 лЫ, работающий по циклу с предварительным охлаждением жидким азотом, расширением в двух детандерах и дросселированием (см. рис. 75). Определить коэффициент ожижения х потоки в детандеры Д, и количество азота 0 температуры во всех точках цикла расход энергии I Мдж[л. [c.157]

При учете потерь давлений коэффициент ожижения будет несколько ниже, а расход энергии больше. [c.160]

Энергетический кризис и постоянное внимание, уделяемое охране окружающей среды, вновь ставят на повестку дня проблему производства малосернистых топлив путем ожижения углей. В большинстве случаев процесс ожижения ведут при 400—500 °С в растворителе при зтом протекают реакции переноса водорода. Было высказано предположение [1], что первоначально в результате взаимодействия угля с молекулярным водородом идет реакция деалкилирования и образуются активные ненасыщенные продукты, которые затем либо стабилизируют (путем гидрирования), либо реполимеризуют. Если уголь подвергнуть пиролизу [2], то протекают реакции деполимеризации и диспропорционирования, ведущие к возникновению свободных радикалов. Найдено также [3],. что ожижение (или растворение) высоколетучего битуминозного угля в тетралине при 350—450 °С идет с участием реакции переноса водорода, подчиняющейся уравнению второго порядка, причем по мере ее протекания возрастает энергия активации процесса. Предполагается [4], что перенос водорода от тетралина к углю идет в соответствии со свободнорадикальным механизмом, включающим термическое расщепление молекул угля. [c.325]

В последние десятилетия большое гсромышленное значение приобрели процессы взаимодействия газов и жидкостей с твердыми зернистыми материалами, при проведении которых твердые частицы приобретают подвижность друг относительно друга за счет обмена энергией с взвешивающим потоком. Такое состояние зернистого материала получило название псевдоожиженный слой вследствие внешнего сходства с поведением обычной капельной жидкости псев-дг)ожиженный слой принимает форму вмещающего его аппарата поверхность псевдооихи/кеиного слоя (без учета всплесков) горизонтальная. Одновременно обнаруживаются и другие свойства, аналогичные свойствам жидкости — текучесть, вязкость и поверхностное [c.109]

Для осуществления обоих мероприятий потребуется дополнительная затрата энергии. Какому из двух способов следует отдать предпочтение, будет зависеть от конкретных условий. Как правило, чтобы свести до минимума объем рециркулирующего масла, идут на дополнительные расходы по более хорошему охлагкдению. Часто нужный для этого холод мозкно получать без всяких дополнительных затрат, если дросселировать ожиженные газы с то11 ке самой установки. [c.166]

Для предварительного охлаждения до более низких температур может использоваться каскадный процесс с несколькими хладоагентами. Предварительное охлаждение в этом случае служит не только средством снижения расхода энергии на ожижение газов. Для газов с температурой инверсии Тиив ниже Го.с оно представляет собой необходимое условие осуществления ожижения посредством дроссельного эффекта. Так, водород при 7 >190К и гелий при Г>40К имеют в области давлений, применяемых для ожижения, отрицательный дроссель-эффект, и дросселирование приводит к их нагреванию. Поэтому при ожижении по способу Линде предварительно охлаждают водород ниже 100— 90 К, а гелий —ниже 30—20 К. В качестве хладоагентов для предварительного охлаждения в таких процессах используют криоагенты с низкими температурами кипения [c.215]

При определении расхода энергии на ожижение во всех случаях следует учитывать работу, возвращаемую детандером. Эта работа, отнесенная к 1 кг полученной жидкости, может быть вычислена по сэормуле [c.219]

Циркуляцию большинства взвесей осуществляют ожижением их воздухом высокого давления только что описанным способом. Несмотря на надежность этого метода, перепад давления, требуемый для ускорения частиц от неподвижного состояния, может быть источником, значительных потерь энергии. Кроме того, необходимо иметь средства подачи частиц в газ высокого давления. Они включают поворотные заслонки, шиберные затворы, точные шнековые питатели с переменным шагом, такие, как насос Фуллера — Киньо-на, и питающие резервуары с избыточным давлением (фиг. 12.1). Часто используются также шнековые питатели с эластичными статорами, такие, как насос Моно . [c.363]

Из выражений (а ), (б) и (б ) следует, что степень ожижения газа возрастает с увеличением степени сжатия газа при одновременном росте расхода энергии на его сжатие. Первая из этих величин возрастает, однако, быстрее второй, поскольку она зависит от разности — Pi, а не от In (pjpi). Действительно, при 1 = 30 °С сумма <7о + <7р = 11,5 кДж/кг и = 0,6, [c.745]

Суш.ественным недостатком криогенной системы являются потери газа на испарение вследствие неизбежного теплопритока, составляюш.ие в зависимости от конструкции криостата 1—2% общей массы газа в сутки. Поэтому криогенный способ хранения используется в ЭУ, в которых по условиям эксплуатации СХПР могут быть заправлены непосредственно перед началом работы, а длительность непрерывной работы составляет несколько сотен часов, для которых существенную роль играет незначительная масса (например, космических аппаратах), или в мощных ЭУ, часть энергии которых можно затратить на ожижение испаряющихся газов (напри.мер, на подводных лодках). [c.357]

Приведенные в табл. 15 данные не могут считаться полностью объективными, так как они слишком оптимистически характеризуют процессы фирмы Консолидейшн коул, однако, они показывают, что наиболее перспективны процессы газификации угля и несложные процессы переработки сланцев (и, возможно, угля) в котельное топливо. Явно экономически невыгодны процессы глубокой переработки в бензин и метанол. Интересно также сравнение процессов по энергетическо — му КПД процесс Лурги - 56,2% энергии переходит в газ, а с побочными продуктами 71,5% ожижение угля — в жидкое топливо 43,7%, в газ 21,5%, а всего с побочными продуктами 66,9% ожижение сланца - в синтетическую нефть 66,5%, а всего с побочными 72,9%. [c.113]

Если бы таким важным фактором было замедление движения молекул при переходе их в жидкое состояние, то оно являлось бы причиной изменений энергии, происходящих при конденсации. Однако легко показать, что общий запас энергии поступательного движения молекз л, находящихся в парах, недостаточен для покрытия даже малой доли энергии, освобождаемой при переходе в жидкое состояние . Более того, кинетическая теория приводит к заключению, что молекула в жидкости должна обладать совершенно такой же эффективной трансляционной кинетической энергией, какую имеют молекулы в парах при той же температуре,— энергией, теоретически пе зависящей от молекулярного веса и структуры и являющейся только функцией температуры . Другое возможное объяснение предусматривает сжимаемость самой молекулы, но, как будет объяснено в другом месте, можно доказать, что этот фактор, важный в случае высоких давлений, не имеет значения для явления ожижения при обычных давлениях. Пови-димому, не представляет сомнения, что объяснение механизма ожижения может быть найдено только на основе представления [c.13]

Цикл двух давлений (рис. 51). Применение дополнительной ступени охлаждения путем дросселирования до промежуточного давления повышает эффективность цикла сравнительно с простым дросселированием. Поток водорода высокого давления проходит теплообменники /, //, /// и дросселируется до промежуточного давления в сосуд fV. Небольшое количество водорода охлаждается в теплообменнике V и дросселируется в сборник жидкости Vi, остальной водород из сосуда /V возвращается через теп-лооб.менники в компрессор при промежуточном давлении. Работа сжатия в компрессоре существенно уменьшается и, несмотря на некоторое уменьшение коэффициента ожижения, удельный расход энергии снижается. Данная схема отличается от аналогичной для ожижения воздуха включением промежуточного теплообменника V. Минимальный расход энергии (рис. 51, б) имеет место при промежуточном давлении, равном примерно половине высокого давления. Увеличение высокого давления свыше 8,0 Мн/м не изменяет характеристики цикла, при этом величина промежуточного давления влияет мало. При производстве параводорода (штриховая кривая) расход энергии увеличивается на 25%. Расчет цикла ведется по уравнениям (39), (40), (41), при этом необходимо учесть в уравнении (39) циркуляционный поток промежуточного давления на верхней ступени. [c.113]

В настоящее время промышленное производство СЖТ из угля осуществляется только в ЮАР, где суммарная мощность производства, основанная на газификации угля с последующим синтезом углеводородов по Фишеру — Тропшу, в настоящее время достигает 8 млн. т/год. Между тем, анализ показателей различных процессов переработки угля показывает, что термический КПД (%) и стоимость энергии (долл./ГДж) составляют соответственно прямое ожижение — 69 и 4,83, газифнка-ция+синтез Фишера — Тропша — 69 и 8,44, газификация+син- [c.16]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология