ГЕНЕРАТОР АЦЕТИЛЕНСОДЕРЖАЩЕГО ГАЗА Российский патент 1999 года по МПК C10G15/08 C10H19/00 

Изобретение относится к устройствам крекинга углеводородных масел для получения электротермической переработкой при низком давлении нефтепродуктов, химического сырья в углеводородные газы, используемые как химическое сырье, в частности ацетиленсодержащие газы, которые применяются в синтезе каучуков, уксусной кислоты, а также для газовой резки и сварки металлов.

Уровень техники характеризуют аналоги по а.с. N 162114, кл. C 25 B 9/00, 1962 г. и сборнику "Химические реакции органических продуктов в электроразряде" под редакцией Печуро Н.С. - М.: Наука, 1966 г., с. 129-136, где описаны связанный с блоком питания и управления от датчиков контролируемых параметров генератор ацетиленсодержащего газа из крекируемой жидкости, наполняющей охлаждаемый корпус, в котором имеются штуцеры подачи, слива рабочей жидкости и для газоотвода, а также нетоковедущая решетка с тоннельными каналами под графитовые электрические перемычки, закрепленная над разноименными электродами.

Наиболее близким аналогом является генератор по патенту РФ N 2026333, кл. C 10 G 15/08, C 25 B 9/00, опубликованный 10.05.95 в бюлл. N 1, который характеризуется тем, что нетоковедущая решетка подвижно смонтирована на кронштейнах, тоннельные каналы выполнены вертикальными, чередующиеся разноименные электроды выполнены продольными с зазором меньше размера графитовых перемычек компактной формы в виде шаров, связанные токоподводами электроды смонтированы через диэлектрические втулки на герметичной крышке.

Токоподводы в нижней части выполнены в виде кронштейнов для удержания рамки, которые имеют возможность вертикального перемещения совместно с крышкой, что упрощает эксплуатацию. Для поддержания необходимого уровня температуры корпус выполнен с рубашкой, которая сообщается с магистралью подачи воды.

Однако этот ближайший аналог имеет следующие недостатки: невысокую производительность из-за протяженных свободных перемещений перемычек в вязкой жидкости, в частности продолжительный возврат на электроды под действием сил тяжести, сложную разборную конструкцию электродной решетки, что необходимо для отделения "залипших" при коротком замыкании подвижных электродов - перемычек на неподвжных электродах, в противном случае резко повышается энергопотребление и опасность повреждения электрооборудования, нарушается стабильность технологического процесса. Устройство имеет ограниченное применение из-за потребной высоты помещения для технологического обслуживания при поднятых на вертикальных направляющих крышке и электродной решетке.

Задачей, на решение которой направлено настоящее изобретение является устранение отмеченных недостатков, в результате чего повышается функциональная надежность и производительность компактного генератора.

Требуемый технический результат достигается тем, что в известном генераторе ацетиленсодержащего газа из крекируемой жидкости, наполняющей охлаждаемый корпус, в котором имеются штуцеры подачи и слива рабочей жидкости, для газоотвода и на кронштейнах подвижно смонтирована нетоковедущая решетка с тоннельными вертикальными каналами под свободно размещенные графитовые электрические перемычки компактной формы, закрепленная над продольными чередующимися разноименными электродами, связанными с токоподводами, смонтированными через диэлектрические втулки на герметичной крышке, содержащем блоки питания и управления с датчиками контролируемых параметров, согласно изобретению решетка сверху закрыта сеткой и выполнена в виде плиты, тоннельные вертикальные каналы которой равнораспределены в шахматном порядке сориентированными вдоль межэлектродных промежутков с гарантированным их перекрытием, причем аксиально каналам снизу размещены штоки платформы, а кронштейны закреплены на корпусе горизонтально напротив боковой крышки.

Каждый существенный признак необходим, а их совокупность достаточна для достижения новизны качества, то есть нового сверхэффекта, а не суммы эффектов.

Установка сетки сверху плиты меньшей высоты заметно повысила производительность газообразования за счет сокращения межоперационного (межразрядного) времени и принудительного реверса электроперемычек к электродам. При этом сетка не препятствует свободному проходу пузырьков генерируемого газа, но частично задерживает выброс образующейся сажи в рабочую жидкость.

Ориентированное относительно неподвижных электродов распределение тоннельных вертикальных каналов по площади в шахматном порядке обеспечивает максимально плотное размещение электроперемычек по поверхности электродов, что способствует увеличению производительности.

Выполнение решетки в виде жесткой плиты упрощает конструкцию и сборку узла, унифицирует электродинамический процесс газообразования.

Установка штоков приводной платформы соосно каналам плиты позволяет циклическими возвратно-поступательными перемещениями механически сталкивать внутрь тоннелей электроперемычки с электродов, что снижает энергопотребление, предотвращает перегрузки в электросети и стабилизирует процесс газообразования.

Раздельное от неподвижных токоподводов закрепление кронштейнов плиты повысило безопасность работ, снизило потери электроэнергии за счет исключения пробоев в зазорах подвижного соединения токоподводов на крышке, которые закреплены независимо жестко.

Установка кронштейнов горизонтально напротив боковой крышки обеспечила удобство фронтальной загрузки и обслуживания, вдвое уменьшила высоту устройства, что расширило технологические возможности по эксплуатации в производстве и быту.

Предложенный генератор пригоден для серийного производства и использования во всех отраслях промышленности и строительства, является неизвестным по выявленным источникам уровня техники, из которого явным образом не следует для специалиста отрасли, то есть соответствует критериям патентоспособности.

На фиг. 1 схематично изображен генератор;
на фиг. 2 - вид по стрелке А на фиг. 1 (без сетки);
на фиг.3 - вид по стрелке Б на фиг. 1.

В корпусе 1 генератора, снабженном штуцерами 2, 3, 4 заливки рабочей жидкости 5 (моторного масла на 2/3 емкости корпуса 1), слива отработанной жидкости 5 и отвода генерируемого газа соответственно, на боковой герметичной крышке 6 через изолирующие втулки закреплены токоподводы 7, через блок 8 управления связанные с блоком 9 питания. Токоподводы 7 подсоединены к графитовым стержневым электродам 10, чередуя полюса (в сети постоянного тока) или фазу с землей (сети переменного тока) источника питания. Электроды 10 продольно смонтированы под текстолитовой плитой 11 (рамкой высотой 20 мм), опирающейся на горизонтальные рельсовые направляющие-кронштейны 12 (фиг.З). В плите 11 выполнены в шахматном порядке (фиг. 2) вертикальные тоннельные отверстия 13, каналы под диаметр графитовых шариков 14, служащих электроперемычками соседних неподвижных разноименных электродов 10, зазор между которыми установлен меньшим диаметра шариков 14. Сверху плита 11 закрыта сеткой 15, а снизу установлена платформа 16 с приводом 17 возвратно-поступательных перемещений вертикальных толкателей 18, расположенных между электродами 10, соосно отверстиям 13. Корпус 1 установлен внутри рубашки 19, сообщающейся с магистралью проточной воды.

На корпусе 1 установлены связанные с блоком 8 управления датчики 20, 21, 22 контролируемых внутри генератора параметров: уровня рабочей жидкости 5, давления, типа ЭКМ и температуры с показывающим прибором Ш 4500 соответственно.

Газоотвод снабжен фильтром 23, отделяющим газ от капель масла и частичек сажи, и огнепреградителем 24 для защиты генератора от проникновения в него пламени горелки, например, типа затвора ЗСУ-1.

Генератор представляет собой автономное устройство, которое используется стационарно в качестве переносного аппарата, устанавливается на открытом воздухе и в помещении с приточно-вытяжной вентиляцией. Генератор работает как на переменном, так и на постоянном токе 250А, напряжением 80В. Рабочее давление в корпусе 1 поддерживают в пределах 0,01-0,075 МПа, а температуру до 80^oC. Производительность устройства, сопоставимого с прототипом, по газу составляет 3,5 - 4,0 м³/ч.

Работает генератор следующим образом. При подаче рабочего напряжения между разноименными электродами 10, коротко замкнутыми перемычками 14, возникают электрические разряды, под действием которых происходит деструкция углеводородной жидкости 5 с образованием ненасыщенных и ароматических углеводородов, на треть по объему включающих ацетилен (HC=CH)-пиролиз. Образующиеся при электрических разрядах пузырьки газов подбрасывают перемычки 14 вверх по тоннелям 13 плиты 11, размыкая контакты с электродами 10. Сетка 15 служит экраном для механического отражения шариков 14 и реверса их к электродам 10 с последующими электрическими разрядами. Таким образом сокращается длина свободного пролета шариков 14 в вязкой жидкости 5 (межоперационное время холостого хода) и увеличивается производительность газообразования.

Генерируемый газ через штуцер 4 поступает к потребителю. При избыточном давлении 0,15МПа срабатывает электроконтактный манометр 21, отключающий через блок 8 управления блок 9 питания устройства. Аналогично воздействие сигнала датчика 22 температуры при повышении максимального рабочего уровня температуры на увеличение расхода охлаждающей жидкости в рубашке 19 и от датчика 20 нижнего уровня рабочей жидкости 5 в корпусе 1. Расходом охлаждающей жидкости в рубашке 19 поддерживается требуемый диапазон температуры рабочей жидкости 5 в генераторе. При достижении нижнего уровня рабочей жидкости 5 генератор обесточивается, процесс останавливается для замены или долива масла.

Периодически, вручную или автоматически с заданным циклом, платформу 16 подают к плите 11, механически разъединяя толкателями 18 шарики 14 с электродами 10, чем обеспечивается стабильный расчетный режим газообразования, газодинамический процесс повышенного производства газов при ориентированном принудительном реверсе шариков 14 - электроперемычек к электродам 10 для более частых электрических разрядов в рабочей жидкости 5. Генератор предложенной конструкции характеризуется функциональной надежностью и постоянной производительностью повышенного газообразования.

Газогенератор ацетиленсодержащего газа предназначен для крекинга углеводородных масел с помощью электрических средств. Газогенератор содержит охлаждаемый корпус, продольные чередующиеся разноименные электроды, установленную над ними подвижную в вертикальном направлении плиту, в которой выполнены тоннельные каналы, равнораспределенные в шахматном порядке вдоль межэлектродных промежутков с гарантированным их перекрытием. Плита сверху закрыта сеткой, и каналы выполнены под диаметр графитовых шариков, служащих электроперемычками соседних неподвижных разноименных электродов. Газогенератор функционально надежен и имеет высокую производительность. 3 ил.

Генератор ацетиленосодержащего газа из крекируемой жидкости, наполняющей охлаждаемый корпус, в котором имеются штуцеры подачи и слива рабочей жидкости, для газоотвода и на кронштейнах подвижно смонтирована нетоковедущая решетка с тоннельными вертикальными каналами под свободно размещенные графитовые электрические перемычки компактной формы, закрепленная над продольными чередующимися разноименными электродами, связанными с токоподводами, смонтированными через диэлектрические втулки на герметичной крышке, содержащей блоки питания и управления с датчиками контролируемых параметров, отличающийся тем, что решетка сверху закрыта сеткой и выполнена в виде плиты, тоннельные каналы которой равнораспределены в шахматном порядке сориентированными вдоль межэлектродных промежутков с гарантированным их перекрытием, причем аксиально каналам снизу размещены штоки платформы, кинематически связанной с приводом вертикальных перемещений, а кронштейны закреплены на корпусе горизонтально напротив боковой крышки.