СПОСОБ МОДЕЛИРОВАНИЯ ПРОЦЕССОВ В ХИМИЧЕСКИХ РЕАКТОРАХ Российский патент 2019 года по МПК B01J19/00 B01J7/00 B01J8/00 

Описание патента на изобретение RU2682612C1

Изобретение относится к способам моделирования процессов получения водорода за счет гидролиза твердого реагента - алюминия в реакционном сосуде и может быть использовано для оптимизации гидродинамических процессов и массообмена в альтернативных вариантах проектируемых генераторах водорода на основе гидролиза твердого реагента - алюминия в реакционном сосуде.

В настоящее время разрабатываются проекты генераторов получения водорода в сфере автономной энергетики, преимущественно в энергоустановках с электрохимическими генераторами, как в стационарных установках, на транспорте, так и для систем заправки водородом турбогенераторов с водородным охлаждением, а так же в химической промышленности.

Известен способ моделирования (Челяев В.Ф. Компактный источник чистого дешевого водорода. // Энергия: экономика, техника, экология. 2009. №2. С.24-28.) в макетном химическом реакторе.

Недостатками данного способа являются сложность и длительность проводимых экспериментов для получения необходимой информации, а также проведение процессов оптимизации на реальном объекте, что требует поддержания на нужном уровне температуры химического реактора, расходов дорогостоящих реагентов (раствора едкого натра и порошка алюминия) и наличия особых требований работы с водородом.

Известен также наиболее близкий к предлагаемому изобретению способ моделирования химических реакторов (А.С. СССР 882583 опубликован 23.11.1981 г.), выбираемый в качестве прототипа.

В известном способе моделирование химических реакторов путем контактирования твердой и газообразной фаз и определения параметров массообмена между ними за счет использования веществ-имитаторов, в качестве твердой фазы используют фториды щелочных металлов, а в качестве газовой - смесь инертного газа с гексафторидом урана, контактирование осуществляют в течение 10-300 с. Определение параметров массообмена осуществляют измерением концентрации гексафторида урана после контактирования.

Недостатками данного изобретения являются ограниченность сферы использования способа для моделирования химических реакторов путем контактирования только твердой и газовой фаз. В генераторах водорода на основе гидролиза твердого реагента - алюминия в реакционном сосуде контактирование частиц алюминия происходит в жидкой фазе водного раствора едкого натра.

Технический эффект, заключающийся в повышении безопасности, ускорении и упрощении процесса оптимизации гидродинамических процессов и массообмена достигается тем, что в известном способе моделирования процессов в химических реакторах путем контактирования твердой и жидкой фаз и определения параметров массобмена между ними путем использования веществ - имитаторов, согласно изобретению, твердую фазу - частицы алюминия моделируют частицами питьевой соды, жидкую фазу - водный раствор едкого натра моделируют водным раствором уксусной кислоты, а полученный газообразный продукт гидролиза-водород моделируют углекислым газом.

Кроме того, контактирование осуществляют в реальном или модельном реакторе в течение необходимого времени.

На рисунке схематично представлено оборудование, используемое при изучении процесса гидролиза твердого реагента - алюминия в реакционном сосуде генератора водорода, содержащее реактор 1, магистраль подачи частиц алюминия 2, магистраль выдачи водорода 3, магистраль подачи водного раствора едкого натра 4, магистраль вывода продуктов гидролиза 5.

Контактирование частиц алюминия происходит в жидкой фазе водного раствора едкого натра. Отрабатывается вопрос об оптимальной геометрии реакционного сосуда определенного объема и конструкции. Частицы алюминия моделируются частицами бикарбоната, например, питьевой содой, а водный раствор едкого натра моделируется водным раствором кислоты, например, уксусной. Газообразный продукт гидролиза водород моделируется углекислым газом.

Таким образом, предлагаемый способ по сравнению с известными обладает следующими преимуществами: простотой, экспрессивностью, экономичностью и пожаро-взрывобезопасностью, так как не требует проведения процесса при высоких температурах и отсутствия пожаро-взрывоопасных веществ. Предлагаемый способ моделирования химического реактора водорода апробирован в лабораторных условиях.

Похожие патенты RU2682612C1

название год авторы номер документа
Способ моделирования химических реакторов 1980
  • Исаков Виктор Павлович
  • Донских Александр Николаевич
SU882583A1
ГЕНЕРАТОР ВОДОРОДА 2013
  • Кузеванов Вячеслав Семенович
  • Султанов Махсуд Мансурович
  • Терентьев Геннадий Федорович
  • Шамигулов Петр Валерьевич
RU2553885C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ВОДОРОДА ЗА СЧЕТ ГИДРОЛИЗА ТВЕРДОГО РЕАГЕНТА-АЛЮМИНИЯ В РЕАКЦИОННОМ СОСУДЕ 2013
  • Кузеванов Вячеслав Семенович
  • Султанов Махсуд Мансурович
  • Терентьев Геннадий Федорович
  • Шамигулов Петр Валерьевич
RU2545290C1
ГЕНЕРАТОР ВОДОРОДА 2003
  • Челяев В.Ф.
  • Глухих И.Н.
  • Щербаков А.Н.
RU2232710C1
ХИМИЧЕСКИЙ РЕАКТОР ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ВОДОРОДА И СПОСОБ ЕГО ЭКСПЛУАТАЦИИ 2005
  • Соколов Борис Александрович
  • Корольков Виталий Иванович
  • Барсуков Олег Александрович
  • Глухих Игорь Николаевич
  • Челяев Владимир Филиппович
  • Щербаков Андрей Николаевич
RU2297386C1
ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ УСТАНОВКА ПОДВОДНОЙ ЛОДКИ 2001
  • Игнатьев К.Ю.
  • Никифоров Б.В.
  • Рубальский Д.М.
  • Соколов В.С.
  • Юрин А.В.
RU2181331C1
КАТАЛИТИЧЕСКИ АКТИВНОЕ АМОРФНОЕ ПОРИСТОЕ ТВЕРДОЕ ВЕЩЕСТВО И СПОСОБ ЕГО ПРИГОТОВЛЕНИЯ 2004
  • Калемма Винченцо
  • Флего Кристина
  • Карлуччио Лучано Козимо
  • Миллини Роберто
  • Паркер Уоллес
RU2342191C2
ЭНЕРГОУСТАНОВКА С ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИМ ГЕНЕРАТОРОМ НА ОСНОВЕ ВОДОРОДНО-КИСЛОРОДНЫХ ТОПЛИВНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ 2015
  • Кузеванов Вячеслав Семенович
  • Курьянов Василий Николаевич
  • Султанов Махсуд Мансурович
  • Терентьев Геннадий Федорович
RU2594895C1
СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОРРОЗИИ ЦЕМЕНТНОГО КАМНЯ 2006
  • Живаева Вера Викторовна
  • Цывинский Дмитрий Николаевич
RU2327143C2
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПЕРФТОР-2-МЕТИЛ-3-ОКСАГЕКСАНОИЛПЕРОКСИДА 2002
  • Боровнев Л.М.
  • Дедов А.С.
  • Захаров В.Ю.
  • Капустин И.М.
  • Кочеткова Г.В.
  • Лукьянов В.В.
  • Лазарева О.В.
  • Пурецкая Е.Р.
  • Тишина В.В.
RU2213730C1

Иллюстрации к изобретению RU 2 682 612 C1

Реферат патента 2019 года СПОСОБ МОДЕЛИРОВАНИЯ ПРОЦЕССОВ В ХИМИЧЕСКИХ РЕАКТОРАХ

Изобретение относится к способам моделирования процессов получения водорода за счет гидролиза твердого реагента - алюминия в реакционном сосуде, и может быть использовано для оптимизации гидродинамических процессов и массообмена в альтернативных вариантах проектируемых генераторах водорода на основе гидролиза твердого реагента - алюминия в реакционном сосуде. Технический результат, заключающийся в повышении безопасности, ускорении и упрощении процесса оптимизации гидродинамических процессов и массобмена, достигается за счет использования веществ-имитаторов, при котором твердую фазу - частицы алюминия - моделируют частицами питьевой соды, жидкую фазу - водный раствора едкого натра - моделируют водным раствором уксусной кислоты. Кроме того, контактирование осуществляют в реальном или модельном реакторе в течение необходимого времени. Предлагаемый способ моделирования химического реактора водорода апробирован в лабораторных условиях. 1 ил.

Формула изобретения RU 2 682 612 C1

Способ моделирования процессов в химических реакторах путем контактирования твердой и жидкой фаз и определения параметров массобмена между ними путем использования веществ - имитаторов, отличающийся тем, что твердую фазу - частицы алюминия - моделируют частицами питьевой соды, жидкую фазу - водный раствор едкого натра - моделируют водным раствором уксусной кислоты, а полученный газообразный продукт гидролиза - водород - моделируют углекислым газом.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2019 года RU2682612C1

Способ моделирования химических реакторов 1980
  • Исаков Виктор Павлович
  • Донских Александр Николаевич
SU882583A1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ВОДОРОДА ДЛЯ ТОПЛИВНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ 2010
  • Ванчиков Виктор Цыренович
  • Ванчиков Артур Викторович
RU2487196C2
ЧЕЛЯЕВ В.Ф
Компактный источник чистого дешевого водорода, "Энергия: экономика, техника, экология", 2009, стр.24-28.

RU 2 682 612 C1

Авторы

Султанов Махсуд Мансурович

Курьянов Василий Николаевич

Терентьев Геннадий Федорович

Гусева Юлия Викторовна

Николаев Алексей Игоревич

Пивченко Александр Васильевич

Курьянова Елена Викторовна

Даты

2019-03-19Публикация

2018-02-15Подача