Пиролиз с газом-теплоносителем

Согласно изложенному выше, теоретически энергия активации Еа ) пиролиза метана на поверхности может составлять менее 50% энергии активации ( = 100 ккал) того же процесса в объеме. Поэтому можно сделать предположение, что пониженные значения эф = 20—80 ккал/моль, полученные в [4, 29, 31, 67—70], вызваны влиянием поверхности. Фактически в опытах, исключающих влияние поверхности (применение ударных волн, струй нагретого газа-теплоносителя, быстрого адиабатического сжатия) [13, 14, 17, 27, 71—74] экспериментально измеренные энергии активации составляют эф = 90—107 ккал/моль. [c.220]

Детальная схема основной части установки, а именно дуговой высоковольтный плазмотрон и камера пиролиза, показана на рис. 1. Из рисунка видны расположение вводов газа-теплоносителя и других внутренних деталей Б разрядной камере, обеспечивающие эффективный нагрев газа путем контакта с дугой при втягивании в воронку нижнего электрода. Показаны также способ введения углеводородов в камеру пиролиза 1 (разрез по [c.62]

Для пиролиза жидких и газообразных продуктов была приспособлена печь термофор, в которой нагрев осуществляется при помощи твердого теплоносителя, непрерывно движущегося в камеру реакции [28]. Так как пиролиз не является каталитическим процессом, печь пиролиза принципиально отличается от печи каталитического крекинга тем, что обмен тепла осуществляется не микросферическим катализатором (гранулы гидросиликатов алюминия и магния), а шариками диаметром 5—10 мм, изготовленными из особо твердого материала и обладающими высокими термическими и механическими свойствами. В промышленности применяют кварцевые и синтетические корундовые шарики. Печь пиролиза отличается от печи крекинга еще и тем, что для нормальной работы в интервале температур от 750 до 980° С она снабжена горелками и специальными подогревателями, предназначенными для полного сжигания кокса. Кокс образуется неизбежно во время процесса ароматизации и при пиролизе газов в олефины (см. рис. 18). [c.266]

При пиролизе пропана, бута а я газового бензина под общим давлением 0,5 атм максимальный выход ацетилена — 35% вес.— достигнут при 980—1040° С. На основании собственных исследований и литературных данных авторы приходят к выводу, что выход ацетилена при пиролизе лимитируется условиями процесса, независимо от технологической схемы. Соотношение выходов ацетилена и этилена меняется только в зависимости от условий, влияющих на кажущееся равновесие реакции дегидрирования этилена в ацетилен. Поскольку основными продуктами высокотемпературного пиролиза являются этилен и ацетилен, то достижению высоких выходов ацетилена способствуют высокие температуры при временах контакта достаточных для того, чтобы свести до минимума побочные реакции. Вероятно, этого достигнуть невозможно, если подвод тепла к газовому потоку осуществляется от стенки реактора или от какой-либо другой поверхности. Наиболее перспективными для повышения выхода ацетилена процессами пиролиза являются процессы, в которых тепло подводится при смешении исходного сырья с предварительно сильно нагретым газом-теплоносителем. [c.54]

Сырье из бачка 1 (при пиролизе жидких углеводородов) или из баллона (при пиролизе газообразных углеводородов) через ротаметр 2 и испаритель 3 вводилось в реакторе 8 в плазменную струю. Пиролизу подвергалось сырье как в капельно-жидком, так и парообразном состоянии. Закалка газообразных продуктов начиналась после пребывания их в зоне реакции в течение 10" —10" сек. и производилась в теплообменнике 9. Проба жидкости отбиралась в ловушке /О при—70°С, проба газа отбиралась после нее в бюретке 11. Полное количество пиролизного газа определялось при помощи газовых часов 12. Затем пиролизный газ сжигался в горелке. В качестве газа-теплоносителя на первой стадии работ использовался аргон, на второй стадии — водород. [c.102]

Метан пиролизуется при наиболее высокой температуре (>1400° С), что обусловливает очень малое время пребывания его в зоне реакции — менее 0,01 сек. В существующих технологических схемах, за исключением разложения метана в потоке газа-теплоносителя, это условие с сохранением приемлемых выходов ацетилена обеспечить невозможно. Разложение метана при остаточном давлении 0,1—0,2 ат происходит с глубиной превращения 30%, концентрация ацетилена в газах пиролиза достигает 8—10 объемн. %. [c.82]

Этан является более подходящим сырьем для получения ацетилена. В промышленности накоплен большой опыт по пиролизу этана для получения этилена. Процесс обычно проводится в трубчатых печах высокой производительности. Обогрев этана до 850—900° С осуществляется через металлическую стенку. Для получения ацетилена необходима более высокая температура (1100—1200° С). В связи с трудностью подбора конструкционных жаростойких сплавов пиролиз этана до ацетилена в печах очень сложен, процесс легче протекает при разложении этана в потоке газа-теплоносителя. [c.82]

ГОМОГЕННЫЙ ПИРОЛИЗ в ПОТОКЕ ГАЗА-ТЕПЛОНОСИТЕЛЯ [c.102]

При гомогенном пиролизе в газовой фазе осуществляется непосредственный контакт пиролизуемого сырья с газом-теплоносителем, поэтому реакторы можно изготовлять из металла с минимальным использованием огнеупорных материалов (футерованы только стенки реакционной камеры). Охлаждение стенок осуществляется водой или паром, создающим завесу. Применение металла значительно упростило конструкцию и уменьшило капитальные затраты на основное оборудование. При таком конструктивном решении облегчается закалка реакционных газов и снижаются выделение сажи и отложе 102 [c.102]

Рис. 111-32. Выход продуктов пиролиза лигроина в потоке газа-теплоносителя при разном мольном соотношении этилена и ацетилена

Наибольшее распространение получили способы пиролиза в потоке газа-теплоносителя. Они отличаются гибкостью (возможность [c.117]

Наличие свободного кислорода в газе-теплоносителе при нагревании угля в вихревых камерах сильно влияет и на экономичность и на надежность работы системы. Взаимодействие свободного кислорода теплоносителя с газообразными продуктами, образующимися при разложении угля, вызывает экзотермические реакции окислительного пиролиза. Выделенное дополнительное тепло химических реакций используется для нагрева угля, что существенно снижает расход внешнего физического теп- [c.85]

Специальные расчеты, проведенные для экспериментальных условий нагрева угля до 420° С в двухступенчатой системе вихревых камер с рециркуляцией газа-теплоносителя на стенде производительностью 1500 кг/ч, показали, что 26% тепла (70 ккал/кг) поступает на нагрев угля за счет тепла окислительного пиролиза и только 74% (230 ккал) — за счет тепла сгорания топлива (коксового газа). [c.86]

Для нагрева угля в вихревых камерах до 420° С но условиям теплообмена удельный расход газа-теплоносителя составляет от 1,8 (без учета тепла окислительного пиролиза) до 1,2 (с учетом тепла окислительного пиролиза) м /кг угля, что соответствует расходу на каждый 1 м угля (при у = 700 кг/м ) от 1260 до 840 м газа (при нормальных условиях). Концентрация угля по массе в газе в этих условиях составит [c.88]

Вначале рассчитывается удельный расход газа-теплоносителя для нагрева угля до заданных температур без учета тепла окислительного пиролиза, только за счет физического тепла теплоносителя. На этой стадии расчета не учитывается также унос пыли из системы. [c.89]

Удельный расход газа-теплоносителя определяется тепловым расчетом и составляет 1,8—2,0 м /кг влажного угля без учета тепла окислительного пиролиза, или 1,2 м /кг с учетом дополнительного тепла окислительного пиролиза при окислении и частичном сжигании продуктов разложения угля в системе нагрева. Без окисления пыли коэффициент избытка воздуха в топке для получения газа-теплоносителя принимается не выше а=1,05. Для окисления продуктов разложения угля в системе нагрева газ-теплоноситель должен содержать не менее 5 —8% кислорода. В системе с рециркуляцией теплоносителя допускается применение более высоких значений коэффициента избытка воздуха (до 2 и более), чем в системе без рециркуляции (а не более 1,7). [c.96]

Из теории процесса непрерывного коксования известно, что из газовых и слабоспекающихся углей крупный и прочный кокс без трещин можно получить только при совершенно определенной скорости повышения температуры на стадии спекания и прокаливания пластических формовок. Для формовок размером более 60 мм эта скорость не должна превыщать 1,5—2,0° С/мин. При получении бытового и энергетического топлива с уменьшением геометрических размеров формовок до 30— 40, мм скорость прокаливания можно повысить до 3— 4° С/мин, т. е. процесс спекания и прокаливания такого топлива будет протекать намного интенсивнее, чем тот же процесс металлургического кокса. Таким образом, при нагревании формовок на стадии спекания и прокаливания до 720° С со скоростью 4° С/мин технологическое время прокаливания составит около 80 мин. Существующие камерные и шахтные печи с подводом тепла через стенку или с внутренним обогревом газом-теплоносителем не могут обеспечить столь высокой скорости прокаливания формовок. Она может быть достигнута только в шахтных печах с химическим источником тепла (шахтная печь с окислительным пиролизом). [c.151]

В верхней части топки сжигаются газы пиролиза из печи прокаливания с теплотой сгорания 2500—2700 ккал/ч и температурой 500° С. Чтобы на горелке не конденсировались пары смолы, содержащиеся в этих газах, воздух, подаваемый на горение, предварительно подогревается до 400° С в воздухонагревателе, устанавливаемом в борове дымовых газов. В центральную часть топки (ниже зоны горения) поступает излишек запыленного газа-теплоносителя из системы нагрева и в ней сжигается угольная пыль. [c.183]

Первые опыты по получению мелкозернистого кокса проводили на установке с одноступенчатым нагревом угля (рис. 45) в футерованной огнеупорным кирпичом вихревой камере (рис. 46). Для нагрева использовали высокотемпературный теплоноситель с температурой 900— 1000° С, в результате чего все улитки и циклоны установки также были футерованы. Нижняя часть циклона имела электрообогрев и служила аппаратом теплового выдерживания. Газ-теплоноситель содержал 4—5% кислорода, который расходовался на горение и пиролиз летучих продуктов коксования. [c.197]

На рис. 37 приведена схема реактора для пиролиза метана в струе аргоновой или водородной плазмы Плазмотрон состоит из вольфрамового катода и охлаждаемого водой медного анода. Г аз-теплоноситель — аргон или водород — проходит через каналы в дуговую, камеру между катодом и анодом, в которой горит дуга. Аргон ИЛИ водород нагреваются до температуры 4000—4500 °С и истекают в виде плазменной струи через сопло в аноде. Температура газа зависит от электрического режима плазмотрона и расхода газа-теплоносителя. Метан подается в реактор 2 в плазменную струю. Время пребывания его в зоне реакции 10 —10 с. Закалка газа пиролиза осуществляется в камере 3 вспрыском воды перпендикулярно газовому потоку. Отделение газообразных продуктов реакции от воды, введенной для закалки, осуществляется в газоотделительной камере 4. [c.72]

Расчет нагрева топлива газовым теплоносителем. При нагреве мелкозернистого топлива в процессе его быстрого пиролиза газовым теплоносителем общее количество теплоты Q, передаваемое частице от газа [c.145]

Термическая переработка угля проводится в несколько стадий. Сначала уголь измельчается в шахтной мельнице, подсушивается и нагревается дымовыми газами до температуры ПО—150 °С. Затем следуют нагрев угля газовым теплоносителем в реторте до температуры 300—400 °С, скоростной пиролиз твердым теплоносителем при 600—650 С в камере термического разложения, получение твердого и газообразного теплоносителей с температурой 800°С и, наконец, охлаждение полукокса и конденсация жпдких продуктов, полученных при термическом разложении. [c.47]

Для высокотемпературного пиролиза использовали мазут (плотность 970 кг/м , /н.к = 222°С, коксуемость 12,29%, содержание асфальтенов 6,7%. элементный состав С = 85,2% И — = 10,34% 5 = 3,45%) и полугудрои (плотность 1050 кг/м н.к = = 355 °С, коксуемость 15%, содержание асфальтенов 7,48%, элементный состав С = 86,2% Н = 9,6% 5 = 3,93%). Газообразование составляло 63 и 70% соответственно. Состав полученного пирогаза (в %) без балластных газов теплоносителя приведен ниже [c.26]

В целях получения высокой температуры теплоносителя обычно использу-зуется сжигание топливного сырья в кислороде, при этом температура тепло- --носителя часто доводится до 2500° С. Пиролизное сырье —метан, пропан или бутан, а также бензин перед поступлением в реактор нагревается в парообразном состоянии до 350° С. Поскольку во время пиролиза температура теплоносителя понижается до 600—7С0° G, в реакци0 ных газах вместе с ацетиленом присутствует этилен. В зависимости от конечной температуры пиролиза соотношение между получаемыми ацетиленом и этиленом может меняться в широких пределах от 1 0,1 до 1 3. Для уменьшения образования смол, сажи и гомологов ацетилена как в топку, так и в реакционную, аону подается водяной пар. [c.12]

Рис. 111-31. Реактор фирмы 8ВА-Ке11о для пиролиза углеводородов в потоке газа-теплоносителя

Рис. III-35. Схема реактора фирмы Hoe hst для пиролиза углеводородного сырья в потоке газа-теплоносителя (сбоку показана кривая распределения температур)

Реакции окислительного пиролиза летучих продуктов разложения угля протекают во всех аппаратах системы, где имеется температурное поле не ниже 400—500° С. Окислению подвергаются газообразные и смолистые продукты разложения. Твердая часть угольного вещества в этих условиях не реагирует с кислородом, так как, по данным Института теплофизики МГУ, минимальная температура воспламенения угольной пыли составляет 850— 875° С, а минимальная концентрация кислорода для воспламенения пыли в газовоздушной среде—16—17%. Условия для горения угольной пыли могут создаваться только в топке теплоносителя, в остальной системе протекают реакции окислительного пиролиза продуктов разложения угля. За счет этих реакций содержание кислорода в рециркуляционном газе-теплоносителе после прохождения системы вихревых камер уменьшается от 8—10 до 4—4,5% (по экспериментальным данным установок МКГЗ). [c.86]

Использование химического источника тепла — тепла окислительного пиролиза — позволяет существенно сократить удельный расход теплоносителя на нагрев угля. В опытных работах на стендовых установках МКГЗ достигнут удельный расход газа-теплоносителя 1,2 м /кг угля вместо 2—2,4 м /кг, получаемых на основе тепловых расчетов использования только физического тепла газа-теплоносителя. [c.86]

Печь не имеет внешнего обогрева и выводится на режимные условия работы за счет внутреннего нагрева ее газом-теплоносителем, получаемым при сжигании коксового газа в специальной топке. Подача на окис.ти-тельный пиролиз чистого воздуха или газа-теплоносите-ФормоВт [c.141]

Угольные пластические формовки размером 40X40 или 70X70 мм из форкамерного пресса через загрузочный шнек поступают в шахтную печь. По мере прохождения через три зоны печи (сверху вниз) формовки встречаются с потоком газа-теплоносителя, содержащего определенное количество свободного кислорода, и прокаливаются в нем до образования кокса за счет тепла реакций окислительного пиролиза. Время пребывания формовок в печн 40—90 мин в зависимости от производительности углеформовочного отделения. [c.142]

Сжигание газов пиролиза рекомендуется производить в одном топочном устройстве, но в две ступени. Ла первой ступени сжигается газ пиролиза, поступаюший из шахтной печи, на второй ступени —в зоне высоких температур — запыленный газ-теплоноситель со стадии нагрева. При этом обеспечивается максимальная полнота сгорания угольной пыли и снижение температуры дымовых газов в результате их разбавления. [c.171]

Упрощенный вариант ускоренного процесса непрерывного коксования углей отрабатывали на стендовой установке МКГЗ, при этом паро-газовые продукты пиролиза сбрасывали через верхнюю свечу (см. рис. 35). Технологический режим работы стендовой установки существенно не отличался от описанного ранее. Газы пиролиза из шахтной печи сжигали в простейшем топочном устройстве. Газ-теплоноситель из системы нагрева в этих опытах не сжигали. [c.171]

На основании положительных результатов применения мелкозернистого кокса, полученного по схеме ИГИ, при агломерации руд рекомендуется сооружение опытнопромышленной установки по производству кокса мощностью 100 тыс. т в год при аглофабрике Ново-Липецкого металлургического завода. Аппаратурная схема опытно-промышленной установки существенно не отличается от схемы стендовой установки ИГИ при МКГЗ (см. рис. 47). Намечается увеличение теплового коэффициента полезного действия установки за счет объединенной системы рециркуляции газа-теплоносителя на обе топки теплоносителя, а также за счет сжигания угольной ныли в топке теплоносителя углеформовочного отделения. Побочный продукт производства — газы пиролиза с теплотой сгорания 1500—2000 ккал/кг, образующиеся в вихревой камере третьей ступени, — рекомендуется использовать в горячем виде в котельных, ТЭЦ или после охлаждения для зажигания топлива на аглолентах. [c.204]

Нагрев бурого и спекающегося углей производится раздельно, в двух вихревых камерах. Бурый уголь нагревается до 600° С в вихревой камере первой ступени газом-теплоносителем с температурой 800° С и окончательно карбонизуется в изотермическом аппарате выдерживания, в котором отгазовываются продукты разложения. Газы пиролиза из этого аппарата могут быть направлены на конденсацию с получением первичных смол или же на высокотемпературный пиролиз в шахтную печь. [c.215]

В Институте газа АН УССР была разработана [8 ] схема пиролиза парафиновых углеводородов для получения этилена и ацетилена с одновременным получением азото-водородной смеси. В качестве газа-теплоносителя применяли смесь перегретого пара, метана п обогащенного воздуха с таким содержанием азота, чтобы соотношение Hj N в газе ппролиза равнялось 3 1. После сгорания метана температура газа-носителя достигала 1300—1800° С. Сырье, в качестве которого использовали этан, подогретый до 400° С, впрыскивали в газ-теплоноситель. Продукты разложения этана вместе с перегретым паром, СО и N2 поступали в турбину, где в результате адиабатического расширения охлаждались. [c.399]

Данные, свидетельствующие о протекании элементарного распада метана, былп получены в работе [60 а] при исследовании пиролиза метана в турбулентных струях аргона при 1200—2200° С и времени реакции 10 —Ю сек. Реактором в этпх опытах служила нагреваемая током графитовая трубка с впутрен-ннм каналом 2 мм. Внутрь трубки в турбулентный поток газа-теплоносителя (аргона), движупцшся со скоростью 0,2—0,5 М , впрыскивали метан. Невыходе из зоны реакции газы закалялись со скоростью — 106 град/сек. Отбор проб производился путем адиабатического расширения в вакууме через диафрагму с малым отверстием. [c.660]

В опытах по термическому разложению мелкозернистого бурого угля Александрийского месторождения пр и скоростном его нагреве с твердым теплоносителем нами было установлено 4], что повышение температуры процесса до 600° улучшает состав смолы. Происходит обогащение ее легкокипящими фракциями, содержащими фенолы и ароматические углеводороды, и обеднение недистиллируемым остатком — пеком. Совершенно очевидно, что в указанных условиях, наряду с первичными реакциями распада угольного вещества, значительное развитие имеют вторичные реакции, особенно пиролиз летучих продуктов,, что не позволяет судить о влиянии на состав смолы собственно температуры, при которой происходит процесс первичного разложения угля. С целью некоторого освещения этого вопроса была проведена серия опытов по термическому разложению угля в условиях, исключающих заметное развитие вторичных реакций и особенно пиролиза выделяющихся летучих продуктов. Термическое разложение угля было-осуществлено в так называемом кипящем слое, в условиях которого образующиеся первичные летучие продукты быстро выводятся из зоны нагрева инертным газом—теплоносителем (азотом), что в значительной степени предохраняет их от дальнейших превращений. [c.152]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология