СПОСОБ КАТАЛИЗА РЕАКЦИЙ Российский патент 2001 года по МПК B01J19/12 

Предложенный способ относится к технологическим процессам и может быть использован во многих отраслях промышленности - для синтеза веществ, находящихся в газовой и жидкой фазах, для катализа процессов горения в тепловых двигателях, изменение кристаллической структуры веществ и т.д.

Известен способ катализа реакций, включающий монтаж оборудования, пропускание через него реагирующих веществ и воздействие на них посредством электромагнитного генератора (см. патент РФ N 2046652, кл. В 01 J 19/12, 1994 г.).

Этот способ имеет ряд существенных недостатков.

Способ требует очень точной настройки резонансной частоты, что сложно и далеко не всегда осуществимо. Единовременно обработке могут подвергаться относительно малые объемы вещества. Узкий спектр применения, т.к. далеко не на все реакции данный способ оказывает действие.

Токи сверхвысокой частоты являются экологически опасными. Кроме того, данный способ не применим в условиях, когда необходимо изменение физических характеристик веществ.

Задача, на решение которой направлено настоящее изобретение - повышение эффективности катализа реакций и расширение области применения. Технический результат - увеличение объемов обрабатываемых веществ, спектра реакций и оптимизация процессов протекания реакций.

Указанный технический результат достигается тем, что в способе катализа реакций, включающем монтаж оборудования, пропускание через него или размещение в нем реагирующих веществ и воздействие на них посредством электромагнитного генератора, к последнему подключают излучатель и подают на него сигнал с несущей частотой от 100 до 2000 кГц, который модулируют сигналом с частотой от 1 до 200 кГц и подвергают девиации с частотой 1 Гц, при этом под действием указанного сигнала излучатель генерирует электромагнитное поле, электрическая составляющая которого не превышает 0,02 В/м, а магнитная не превышает 0,00002 А/м, и этим электромагнитным полем воздействуют на оборудование и реагирующие вещества.

Для нормального протекания процесса до начала реакции воздействуют электромагнитным полем на оборудование исходя из условия 0,06-0,0002 ч/кг.

В указанную совокупность включены все существенные признаки, каждый из которых необходим, а все вместе достаточны для достижения технического результата.

В результате изучения влияния сверхслабых объемных электромагнитных полей с резонансно-активной модуляцией на различные вещества и среды, было установлено, что в диапазоне несущих частот от 100 до 2000 кГц, частоте модуляции 1-200 кГц, и девиации 1 Гц изменяются свойства газов и жидкостей - вязкость, растворимость, трение, прочность и др. Выраженный эффект получается также при воздействии на самые разные вещества и среды. Максимально каталитический эффект проявляется на границе раздела фаз, сред. Вариации частоты модуляции позволяют распространить действие электромагнитного катализа через технологическое оборудование на большие массы вещества, подвергаемого технологической переработке.

Способ может быть осуществлен устройством, изображенным на чертеже.

Устройство для обработки вещества магнитным полем включает генератор 1 и излучатель 2, который размещают около обрабатываемого оборудования, например камеры 3, где происходит реакция, патрубков 4 и 5 подачи реагирующих веществ. Генератор 1 связан электропроводниками с электромагнитной катушкой 6 излучателя 2. Излучатель 2 имеет корпус 7, постоянные магниты 8 и 9 намагниченностью от 2х10⁵ до 10х10⁵. Один из магнитов выполнен в виде кольца 9, а другой в виде цилиндра 8. Оба магнита расположены соосно и имеют одинаковую намагниченность. Магнит в виде кольца 9 жестко закреплен в корпусе 7, а магнит в виде цилиндра 8 имеет возможность перемещения вдоль оси 10. Между магнитами расположена электромагнитная катушка 6.

Композиция 11 тонкодисперсных магнитоактивных компонентов состоит из ферромагнетиков, парамагнетиков и диамагнетиков, диспергированных от 1 до 15 мкм.

Устройство работает следующим образом. Включают электрогенератор 1 и подают по электропроводникам на катушку 6 излучателя 2 модулированный сигнал с девиацией. Под действием системы магнитного поля постоянных магнитов 8 и 9 и электромагнитного поля катушки 6 происходит структурирование композиции 11 тонкодисперсных магнитоактивных материалов. Под воздействием модулированного сигнала с девиацией, поступающего на катушку 6, происходит модуляция магнитного поля системы магнитов 8 и 9 и композиции 11 тонкодисперсных магнитоактивных компонентов. Изменившаяся под действием магнитного поля структура композиции 11 также влияет на вид магнитной составляющей генерируемого поля. Корпус излучателя 7 экранирует электромагнитную составляющую генерируемого поля и пропускает модулированное магнитное поле, которое воздействует на обрабатываемые оборудование и вещество.

Способ обработки вещества магнитным полем осуществляется устройством для обработки вещества магнитным полем следующим образом.

Генератор 1 и излучатель 2 размещают около обрабатываемой камеры 3 и патрубков 4 и 5. После этого включают генератор 1 и подают модулированный сигнал на излучатель 2. Сигнал с несущей частотой от 100 до 2000 кГц модулируют сигналом с частотой от 1 - 200 кГц, а модулированный сигнал подвергают девиации с частотой 1 Гц. Излучатель 2 генерирует модулированное магнитное поле напряженностью менее 0,00002 А/м, которым обрабатывают камеру 3 и патрубки 4 и 5. Время воздействия увеличивают для обработки тары исходя из условия 0,06-0,0002 ч/кг, при этом максимальные значения соответствуют минимальной массе тары (около 100 кг), а минимальные - максимальной массе оборудования 3.

За это время (время накачки) происходит изменение свойств вещества, из которого изготовлено оборудование.

После этого, не прекращая обработку, подают по патрубкам 4 и 5 в камеру 3 реагирующие вещества. Проходя по обработанным патрубкам 4 и 5, вещества также изменяют свои свойства. Изменением параметров электромагнитного поля можно добиться необходимых значений таких свойств, как вязкость, растворимость, горение, плотность и т.д.

Было установлено, что в указанном диапазоне несущих частот и частот модуляции в зависимости от их значений, свойства веществ могут изменяться как в сторону увеличения, так и уменьшения.

В зависимости от поставленной задачи и реагирующих веществ патрубки 4 и 5 и камера 3 могут обрабатываться полями с различными характеристиками, например, патрубки 4 и 5 обрабатываются полями, понижающими вязкость, а камера 3 - полями, повышающими растворимость и т.д.

Примером использования предложенного способа может быть катализ сгорания бензиновоздушной смеси в двигателе автомобиля.

Изменяя параметры поля, можно добиться экономии горючего и снижения образования вредных веществ.

Предложенный способ позволит интенсифицировать различные технологические процессы, используя слабые и сверхслабые электромагнитные поля.

Испытания более чем в 50 отраслях науки и производства подтверждают эффективность способа. Успешные результаты достигнуты среди таких направлений, как рыбоводство, птицеводство и сельское хозяйство, защита растений, фармакология, медицина, работа с кристаллической структурой различных веществ. Технология успешно применялась для работы с такими веществами, как нефть, масла, спирты, вода.

Предложен способ катализа реакций, заключающийся в обработке технологических устройств и реагирующих веществ электромагнитным полем (сигналом) с частотными характеристиками, выбранными из определенного диапазона. Создание указанного поля обеспечивается излучателем, содержащим диамагнетики, парамагнетики и ферромагнетики, диспергированные до определенной величины. Технический результат - повышение эффективности катализа реакций. 1 з.п.ф-лы, 1 ил.

1. Способ катализа реакций, включающий монтаж оборудования, пропускание через него реагирующих веществ и воздействие на них посредством электромагнитного генератора, отличающийся тем, что к последнему подключают излучатель и подают на него сигнал с несущей частотой 100 - 2000 кГц, который модулируют сигналом с частотой 1 - 200 кГц и подвергают девиации с частотой 1 Гц, при этом под действием указанного сигнала излучатель генерирует электромагнитное поле, электрическая составляющая которого не превышает 0,02 В/м, а магнитная - не превышает 0,00002 А/м, и этим электромагнитным полем воздействуют на оборудование и реагирующие вещества. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что до начала реакции воздействуют электромагнитным полем на оборудование, исходя из условия 0,06 - 0,0002 ч/кг.