Циклы для получения жидкого водорода

Для получения жидкого водорода используются следующие циклы [c.46]

Более сложный вариант этого цикла предусматривает получение жидкого водорода непосредственно в гелиевом ожижителе с помощью встроенного водородного цикла. Такая схема (рис. 70) является практически более целесообразной и получила большее распространение. Основное ее преимущество— универсальность и независимость от источника снабжения жидким На недостаток — некоторая сложность. [c.142]

Современные установки для сжижения промышленных газов потребляют определенное количество энергии для осуществления циклов сжижения. Так, для получения 1 л сжиженного газа требуется (ориентировочно) затратить энергию (в МДж) метан (цикл с детандером и каскадный цикл соответственно) 1,13 и 1,07 водород (цикл с дросселированием) 8,28—9,36 гелий (цикл с детандером) 7,92—1,08 кислород и азот (цикл высокого давления с детандером) 3,42—4,43. При получении жидких водорода и гелия учитываются затраты энергии, связанные с Сжижением азота, необходимого для предварительного охлаждения водорода или гелия, равные 4,43 МДж/л жидкого азота [13, 16]. [c.23]

Для получения жидкого водорода используются цикл с однократным дросселированием (производительность ожижителей до 300 л/ч), цикл двух давлений и циклы с детандером (рис. 8). Оба цикла имеют производительность ожижителей более 300 л/ч. Используется также гелиево-водородный конденсационный цикл, основанный на конденсации водорода за счет охлаждения газообразным гелием, имеющим температуру ниже критической температуры водорода. Такой цикл, однако, не нашел широкого промышленного применения. [c.30]

Более сложный вариант этого цикла предусматривает получение жидкого водорода непосредственно в гелиевом ожижителе. Основное преимущество такого варианта — независимость от источника снабжения жидкого водорода. [c.32]

Установки для получения жидкого водорода, гелия. На рис. 130 приведена технологическая схема установки ВО-2 для получения 18,2 кг/ч переохлажденного параводорода, работающей по циклу высокого давления с дросселированием и двумя уровнями предварительного охлаждения азота. В качестве устройства, позволяющего [c.152]

Все достижения теории и практики 1895-1896 гг., связанные с циклом Линде и его модификациями, не могли снять еще нерешенной задачи ожижения водорода. Последний еще уцелевший член старой команды постоянных газов продолжал упорно сопротивляться всем попыткам перевести его в жид. кость. Бьшо уже ясно, что для этого нужно превзойти прежние рекорды и оторваться от зоны температур твердых кислорода и азота, а они (соответственно 54 и 63 К) уже были достигнуты Дьюаром классическим методом откачки пара над жидкостью. Другими словами, это означало, что необходимо пройти интервал от 60 до 20 К - задача вдвойне трудная. Во-первых, потому, что, как мы видели, каждый градус здесь в несколько раз дороже , чем в зоне температур жидких кислорода и азота. Во-вторых, было неясно, как предохранить полученный жидкий водород (и всю низкотемпературную часть установки) от теплопритоков извне. Теплота испарения ожиженных газов намного меньше, чем у воды СУ кислорода в 10,6 раза, у азота в 11,3 раза). У водорода, если такая тенденция сохранится, как Правильно полагали, она будет еще ниже. [c.130]

Водородные ожижители с детандерами. Примерами ожижителей, в которых для получения жидкого водорода используются расширительные машины — детандеры, могут служить ожижитель-криостат и большой гелиевый ожижитель Коллинза, а также аналогичные по конструкции установки с гелиевым холодильным циклом, используемые для ожижения испарившегося газа в транспортных цистернах. Эти установки выпускаются в США фирмой Артур Д. [c.69]

В США для удовлетворения возросших требований на жидкий неон организовано его получение на крупной воздухоразделительной установке, перерабатывающей около 31 ООО м ч воздуха [51 ]. На этой установке ежемесячно получают 224 ж неоно-гелиевой смеси (70 об. % неона и 30 об. % гелия), которая нагнетается мембранным компрессором в стальные баллоны под давлением 140 ат. Отсюда неоно-гелиевая смесь через рамповый редуктор направляется в установку для разделения и сжижения неона с помощью жидкого водорода. Смесь охлаждается в теплообменниках, подвергается очистке в адсорбере с углем при температуре жидкого азота, а также охлаждается в ванне жидкого азота, кипящего под вакуумом. Пройдя концевой теплообменник, неоно-гелиевая смесь поступает в вертикальный трубчатый конденсатор, охлаждаемый жидким водородом, который кипит под давлением около 3,1 ат при температуре примерно 25° К. В трубках происходит сжижение неона, а несконденсировавшийся газ содержит около 80 об. % гелия и 20 об. % неона потери последнего с этим потоком составляют 4—5%. Для получения жидкого водорода служит замкнутый холодильный цикл, в котором теплообменники для охлаждения водорода объединены с теплообменниками для неоно-гелиевой смеси. Водород сжимается до 140 ат в поршневом компрессоре, подвергается очистке и охлаждению в теплообменниках, а также в ванне жидкого азота, кипящего под вакуумом, [c.153]

При переработке углей с замкнутым по пастообразователю циклом выход жидких продуктов, выкипающих при температуре до 320 °С, составлял 55—61% (масс.) при расходе водорода до 6% (масс.). Эти продукты, содержавших 10—15% фенолов, 3—5% азотистых оснований и 30—50% ароматических углеводородов, затем подвергали двухступенчатой гидрогенизации в паровой фазе на стационарном слое катализаторов гидрокрекинга. Суммарный выход бензина с октановым числом 80—85 по моторному методу достигал 35% (масс.), а при одновременном получении бензина и дизельного топлива их суммарный выход составлял около 45% (масс.) в расчете ча исходный уголь водород получали газификацией угля или полукокса. [c.79]

Рассмотрим расчетные кривые (рис. 50) расхода энергии при получении нормального водорода и 95% параводорода в цикле, представленном на рис. 48. (Кривая 1 соответствует всей конверсии в сборнике жидкого Hj, кривая 2 — конверсии на двух уровнях в азотной ванне и в сборнике водорода, кривая 3— соответствует расходу энергии на производство нормального Hj в расчетах принято = 1° С дз = 0 температура предварительного охлаждения 65° К). [c.111]

Ко второй группе относятся установки для получения кислорода и азота. Газообразный получаемый в воздухоразделительной установке, идет на получение газообразного водорода. Жидкий азот и холодный газообразный азот, необходимые для работы ожижителя, производятся в отдельном холодильном цикле, для чего используется циркулирующий в ожижителе поток азота и отбросный азот воздухоразделительной установки. [c.123]

Продукты реакции охлаждают и затем разделяют водород и газы реакции возвращаются в цикл, а жидкие продукты (бензин гидроформинга) подвергаются ректификации. Регенерация катализатора осуществляется так же, как и на установках каталитического крекинга [18, 78] выжигом отложенного кокса в струе воздуха остаточный воздух вместе с газообразными продуктами горения (двуокись углерода, окись углерода, азот и др.) нагретыми до 600° С и применяют для получения водяного пара. В качестве сырья используется фракция бензина прямой гонки. [c.131]

Принципиальная технологическая схема получения высших аминов приведена на рис. 8.3. Жирная кислота и водород, нагретые в подогревателе 4 до ПО—125 °С, поступают под давлением 200 ат в реактор 6. Туда же подается- предварительно нагретая смесь водорода и аммиака. В реакторе при температуре 340 °С и давлении 200 ат протекает реакция гидрирующего аминирования жирной кислоты. Выходящая из реактора реакционная смесь конденсируется в холодильнике 7. В сепараторах 8 VI 10 жидкие компоненты реакционной смеси отделяются от газообразных. Газовая фаза возвращается в цикл, а жидкие продукты после окончательной отгонки аммиака поступают в сборник технических высших аминов. [c.256]

В табл.Ш.1 приведена характеристика четырех рассмотренных холодильных циклов ожижения водорода с указанием их оптимальных параметров, а также удельного расхода энергии на получение I л жидкого водорода нормального состава [Ю]. [c.59]

Необходимо не только добиться получения дешевого жидкого водорода, но и обеспечения при строительстве промышленных установок большой единичной мощности, а также обеспечения безопасной и надежной их эксплуатации. Поэтому следует, например, отказаться от эффективного цикла с использованием нескольких детандеров на различных температурных [c.64]

Циклы для получения жидкого гелия с дросселированием, с расширением в детандере, комбинированные и каскадные). Подобно жидкому водороду, жидкий гелий долгое время получали только в лабораторных условиях в небольших количествах. В настоящее время гелий широко используют в науке и технике, поэтому существует большое число гелиевых ожижителей и рефрижераторов, предназначенных для охлаждения сверхпроводящих систем, криогенных вакуум-насосов, квантовых генераторов, а также различных приборов и аппаратуры. [c.34]

Принципиальная схема, представленная на фиг. 4, иллюстрирует устройство холодильно-газовой машины фирмы Филипс, предназначенной для получения жидкого воздуха. Рабочее тело (гелий или водород) совершает рабочий цикл в результате соответствующих изменений объемов полостей сжатия и расширения. [c.170]

Описана установка для получения жидкого неона из неоно-гелиевой смеси, в которой использован замкнутый водородный холодильный цикл. Водород, сжатый до 14 Мн м , и неоно-гелиевая смесь освобождаются от посторонних 7 99 [c.99]

В табл. 12.5 приведены основные характеристики некоторых лабораторных ожижителей водорода, работающих по циклу дросселирования с предварительным охлаждением сжатого газа жидким азотом. Расход энергии на сжижение нормального водорода составляет 2,4—3,0 кВт-ч/л, включая затраты примерно 1,4—1,5 кВт-ч на получение жидкого азота, расходуемого на сжижение 1 л водорода. [c.311]

Газы, полученные при каталитическом крекинге нафтенов, содержат много водорода, и жидкие продукты являются более насыщенными, чем жидкие продукты из парафинов и олефинов. Как и в случае парафинов, газы богаты пропиленом и бутанами. Длина боковых цепей у циклов не оказывает существенного влияния на состав продуктов. [c.334]

Гидрирование проводят в две ступени первоначально процесс протекает в жидкой фазе с подвижным катализатором, диспергированным в сырье, затем в паровой, в стационарном слое катализатора. Для первой ступени приготовляют пасту из равных количеств угля и тяжелого масла (с выше 300 °С), полученного в результате предыдущего цикла гидрирования. Смесь подают насосами высокого давления в реакционные камеры вместе с водородом. Процесс проводят при 200—300 ат и 450—475 °С. [c.246]

ХОЛОДИЛЬНЫЕ ЦИКЛЫ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ жидкого ВОДОРОДА и ХОЛОДА НА УРОБНЕ 20" К [c.80]

Для получения жидкого водорода используют следующие холодильные циклы I) с однократнш дросселированием 2)с двойным дросселированием и циркуладией части газа с промежуточным давлением 3) с расширением всего количества газа до промежуточного в детандере и циркуляцией части газа после детандера 4) с расширением части газа в детандере до низкого давления (цикл Клода) 5) гелиево-водородный конденсационный цикл. [c.52]

Гелиево-водородный цикл имеет следующие достоинства водород может ожижаться при сравнительно низком давлении более безопасное ведение технолсгического процесса вследствие значительного сокращения количества и раалеров аппаратов, содержащих взрывоопасный газ - водород. Однако расход электроэнергии при использовании этого цикла существенно выше. Несмотря на свои достоинства, гелиево-водородный цикл не нашел ши] окого применения при создании ожижителей водорода даже лабораторного типа Известен только один лабораторный ожижитель, в котором использовалось гелиевое, охлаждение для получения жидкого водорода. Фирма Артур Д Литтл, выпускавшая с 1946 г. серийные гелиевые ожижители, внесла в их конструкцию специальное устройство, позволявшее ожижать небольшой поток водорода низкого давления [9]. [c.61]

Стадии технологического получения жидкого водорода определяются мощностью установки и составом исходной водородсодержащей газовой скеси. Поэтому рассмотрим несколько подробнее каждую стадию процесса. Во,всех лабораторных ожижителях водорода, включая даже такие крупные как отечественный ожижитель ЕО-2 и большой ожижитель криогенной лаборатории НБС (их описание см. с. 85), обычно используют водородный холодильный цикл высокого давления 10-15 Ша с однократным дросселированием и предварительным охлаадением жидким азотом, кипящим под вакуумом. [c.62]

Принятый для промышленной установки холодильный цикл, а также его аппаратурное и машинное офорвлление, должны обеспечить не только получение жидкого водорода с минимальными затратами энергии, но и надежную и устойчивую выработку продукта. Таким требованиям отвечают водородные циклы с предварительным охлаждением жидким азотом и водородными детандерами, включенными при температурах ниже температуры предварительного охлаждения. [c.65]

На рис.1.7 [9] показан возможный вариант холодильного цикла промышленной установки ожижения водорода, в который включен замкнутый петлевой азотный холодильный цикл с детандерш. Назначение азотного холодильного цикла -получение жидкого азота наличие запасов жидкого азота позволяет обеспечить бесперебойность работы при пиковых нагрузках, например в период регенерации узла очистки (на рис.Ш.7 условно показан один адсорбер). [c.65]

Циклы для получения жидкого водорода (с дросселированием, с расширением в детандере, комбинированные и каскадные циклы). Методы сжижения водорода базируются главным образом на двух широко известных процессах дросселировании сжатого газа и изэнтропном расширении. Впервые жидкий водород получил Д. Дьюар в 1898 г. путем дросселирования предварительно охлажденного газа. [c.31]

Для получения жидкого водорода предусмотрен водородный цикл, состоящий из компрессора высокого давления 17, теплообменников 3, 5 и 7. Сжатый водород очищается от масла и примесей в. маслоотделителе 19 и угольном адсорбере 20, проходит через теплообменник 3, эмееаик, навитый на ванну жидкого воздуха 4, и теплообменник 5 и через вентиль 18 дросселируется в сосуд для жидкого водорода. Часть жидкого водорода через вентиль 22 поступает в ваину вакуумного водорода, в которой создается давление 0,12 ата вакуум-насосом 23. Водород перед поступлением в газгольдер 21 очищается от примесей в угольном адсорбере 24. [c.190]

На рис. 12.6 приведены расчетные энергетические затраты на получение жидкого водорода с 95 % парафазы при использовании различных криогенных циклов [158]. [c.311]

Рис. 12.6. Расход энергии на получение жидкого водорода с 95% парафазы в различных криогенных циклах

Водородно-ожижительная станция ВОС-3 рассчитана на получение нормального водорода, но может быть переоборудована для производства 98%-ного параводорода [104]. Как уже было отмечено, для увеличения производительности по параводороду конверсию следует вести на нескольких температурных уровнях. Теплота конверсии, таким образом, компенсируется на каждом уровне холодом, отдаваемым отдельными источниками. Переоборудование установки ВОС-3 для получения параводорода заключается в следующем линию для получения параводорода выполняют отдельно от основного холодильного цикла орто-пара-ковверсню проводят на двух температурных уровнях — при температурах жидкого азота и жидкого водорода. [c.74]

Этилен присутствует в газах коксового производства и в газах установок для газификации угля в количестве около 2%. Поскольку в странах с развитой промышленностью, таких, как США и Великобритания, ежегодно подвергают коксованию огромное количество каменрюго угля, общий тоннаж этилена каменноугольного происхождения весьма велик. Однако широкому использованию этого этилена препятствует его малая концентрация в коксовом газе и то обстоятельство, что на каждую тонну образующегося этилена приходится подвергать коксованию около 100 т каменного угля. Это означает, что этилен является побочным продуктом в полном смысле этого слова, экономика получения которого определяется рыночными ценами на основные продукты коксохимического производства. Тем не менее в одном случае выделение этилена из коксового газа бывает всегда выгодно, а именно когда коксовый газ используют для производства чистого водорода или смесей водорода с азотом, необходимых для промышленности синтетического аммиака. В этом случае [27] коксовый газ охлаждают в три ступени до —200° либо по системе Линде—Бронна, где во внешнем холодильном цикле используют жидкие аммиак и азот, либо по системе Клода, где газ после выхода из последнего холодильника расширяется в детандере, производя внешнюю работу. В холодильнике первой ступени конденсируется небольшое количество высших углеводородов. В холодильнике второй ступени улавливается весь этилен, концентрация которого в смеси с другими углеводородами, сконденсированными в этом холодильнике, равняется 30%. Состав этой фракции (по Руеманну) следующий (а процентах) [c.124]

По нааначанию циклы охлаждения можно подразделить на рефрижераторные, ожижительные и газоразделительные. Рефрижераторные циклы предназначены для охлаждения и термостатирования различных объектов при низких температурах. Ожижительные установки находят применение в процессах получения жидких кислорода, азота, водорода, метана и других газов. Гаэоразделительные установки используют для выделения, например, из воздуха или природного газа их компонентов. Иногда подвергают ректификации предварительно ожиженную газовую смесь. [c.59]

Ожижитель с отдельным холодильным циклом. Бланшар и Биттнер [23] построили водородный ожижитель, в котором имеется два цикла замкнутый холодильный цикл, в котором циркулирует водород высокой чистоты (этот цикл совершенно сходен с циклами уже описанных дроссельных ожижителей), и отдельный цикл, в котором менее чистый водород охлаждается и ожижается за счет испарения жидкости, полученной в замкнутом цикле. Преимуществом такого ожижителя является то, что лишь в замкнутом холодильном цикле водород должен быть очень хорошо очищен, а из водорода, который отводится из ожижителя в виде жидкости, примеси могут вымерзать на весьма большой поверх-нос- и теплообмена. До забивки теплообменника на его поверхности может сконденсироваться значительное количество примесей, В реальной конструкции оба цикла разделены лишь на теплом конце теплообменников. На холодном же конце, где получается жидкий водород, в газе уже не содержится конденсирующихся примесей и разделение обоих цик-чов здесь не дает никаких преимуществ. [c.69]

Гелий является газом, перевод которого в жидкое состояние наиболее затруднителен ввиду чрезвычайно низкой температуры кипения (4,2° К) и низкой температуры инверсии эффекта Джоуля— Томсона (—40°К). Впервые гелий был ожижен Камерлинг-Оннесом (Лейденский университет) в 1908 г. Для ожижения нм был использован цикл с дросселированием и предварительным охлаждением гелия (приблизительно до 14° К) за счет жидкого водорода, кипящего при пониженном давлении. Такой способ получения жидкого гелия весьма широко применяется и в настоящее время, а для лабораторий, имеющих достаточное количество жидкого водорода, является одним из наиболее удобных и целесообразных. При ожижении гелия для лабораторных нужд расход электроэнергии редко принимается во внимание. Гора.здо большее влияние на экономичность оказывает степень сложности маишн-ного оборудования и труд, затрачиваемый на обслуживание ожижителя. Двумя наиболее крупными успехами, достигнутыми вожи-исении гелия после Оннеса, являются 1) расширительный ожижитель Симона и 2) ожижитель с детандерами, впервые созданный Капицей и позднее усовершенствованный Коллинзом. [c.70]

Худ и Грилли 154] использовали для сжижения неона установку, первоначально предназначавшуюся для сжижения водорода, изменив конструкцию ожижителя таким образом, чтобы можно было конденсировать водород с помощью жидкого неона. Испытания установки показали, что выход жидкого водорода увеличился на 20%, причем конденсация водорода производилась под давлением 6,6 ат. На 1 л жидкого неона в холодильном цикле удалось получить 2,54 л жидкого водорода (в наиболее благоприятных условиях эта величина возрастает до 2,78 л). Предположение о возможности работы установки без тщательной очистки водорода не оправдалось после получения максимально 2 л технического жидкого водорода происходило закупоривание коммуникационных линий в низкотемпературной зоне ожижителя. Более того, недостаточная очистка водорода явилась, по-видимому, причиной взрыва, значительно разрушившего установку. В дальнейшем для очистки водорода использовался адсорбер с активированным углем, охлаждаемым жидким азотом. [c.163]

Можно получить обогащенную неоном и гелием фракцию воздуха без применения жидкого водорода. Так, Рамзай и Траверс пропускали в 1900 г. в замкнутом цикле компримированный воздух через спираль Гампсона. В результате постепенного сжижения воздуха удавалось в несжиженной части воздуха получить значительное содержание неона и гелия. После очистки несконденсированной части воздуха от кислорода и азота был получен аргон с 10%-ным содержанием неона и гелия. Этот метод в свете современных потребностей в неоне и гелии имеет чисто историческое значение. [c.43]