Способ проведения эндотермических физико-химических процессов в псевдоожиженном слое дисперсных частиц Советский патент 1985 года по МПК B01J8/18 

4J

О)

со со ас Изобретение относится к технологическим процессам, в частности к способам проведения эндотермических процессов в псевдоожяженном слое дисперсных частиц, и может найти пр менение а химической промьппленности металлургии и других областях техники .. Цельго изобретения является повышение эффективности за счет снижени спекания дисперсных материалов. Способ осуществляется следующим образом, В реактор помещают дисперсный электропроводящий материал, который затем приводят в состояние псевдоожижения и подают газовый реагент Путем контроля электрического сопро тивления слоя парой измерительных электродов в моменты расщирения сл5я вырабатывается управляющий сигнал, вызывающий протекание импульсного тока непосредственно через слой обрабатываемого материала. Благодаря длительности импульсов тока,не пре вышающих длительности пульсаций сопротивления, длительности момента расширения, организовывается такой режим энерговвода, при котором элек рический ток протекает через слой . только в моменты его расширения. П р и м ,е р 1. Проведение про-, цесса газификации графита углекислым газом,, Процесс газификации графита при активации углекислого газа электрическим полем проводят в реакторе с введенными внутрь электродами, объе засыпки составляет 100 см . Слой графита фракции (2-3) мм приводят в состояние псевдоожижения путем наложения вибрации частотой 15-25 Г В нижнюю часть реактора подают углекислый газ, расход которого регулируют в пределах (0,02-0,1) л/с. Проводят исследования, в которых че рез слой графита пропускают как постоянньй, так и И1 пульсный ток, ко торьй был либо согласован, либо не согласован с моментами расширения слоя. Скорость процесса газификации оценивают по составу отходящих газов, анализируя их хроматографом Газохром-ЗЮ на СО и СО. Результаты исследований приведеных в табл. 1. Из данных приведенных в таблице, видно, что согласование импульсов тока с фазой расширения позволяет значительно интенсифицировать процесс газификации .по сравнению с несогласованным энерговводом, степень превращения углекислого газа повышается с 23 до 97,6%, увеличивается при этом и энергетическая эффективность процесса с 4,3 до 19,2%. Пример 2. Проведение процесса восстановления прокатной окалины водородом. Процесс восстановления прокатной окалины водородом проводят в реакторе аналогично примеру 1, Используют прокатную окалину фракции (Г,5-3 мм, объем засыпки составляет 80 см. Расход водорода регулируют в пределах 0,05-0,1 л/с. Скорость процесса восстановления оценивают по убыли массы обработанного железного порошка. Спекание железного порошка контролируют микроскопическим анализом. Аналогично примеру 1 проводят исследования с согласованным и несогласованным энерговводами. Проведение процесса обработки импульсным током, согласованным с моментом расширения, позволяет вследствие активации газовой среды (водорода) и низкой среднемассовой температуры слоя провести процесс практически без спекания с высокой степенью восстановления 87% и энергетической эффективностью 17,3%. Для сравнения при той же величине удельной мощности, но несогласованном импульсном токе, степень восстановления 31% и энергетическая эффективность 3,9%. Результаты исследований приведены в табл. 2. Пример 3. Проведение процесса пиролиза природного газа в слое графита. Процесс пиролиза природного газа проводят в электроискровом слое частиц графита фракции 0,5-2 мм. Природный газ имеет следующий химический состав, %: СН4 93,4%; CjHg 3,1%, СзНв 1,8%, СО 0,4%, N2 1,31. Расход природного газа через слой составляет .0,05 л/с. Через .слой графита объемом 50 CM пропускают импульсный ток длительностью 0,01 с. Величину тока устанавливают в пределах . (2-20 )А. Продуктыпиролиза природного газа анализируют на

3n

содержание водорода и непредельных : углеводородов.

. Проведение процесса пиролиза природного газа при согласованном электрическом разряде с фазой расширения позволяет значительно снизить среднемассовую температуру слоя чередовать периоды высокотемпературной обработки и закалки продуктов реакции. При этом в сравнении с процессом с несогласованным электрическим разрядом выход ацетилена|.С2Н2 повышается с 0,3 до 18,2%..

Приме р.4. Проведение процесса дегазации никелевых гранул.

Процесс дегазации никелевых гранул осуществляют в вакууме при разряжении в камере . Слой никеле 384

вых гранул объемом 20 см-, фракции 0,2 мм приводят в состояние псеадоожижения и пропускают через него электрический ток, величину которого изменяют в пределах 0,5-2 А. Время обработки составляет 5 мин. По окончании обработки контролируют величину натекания.

При согласованном импульсном токе остаточные газы удаляются более интенсивно и более полно. Так в сравнении с несогласованным импульсным током величина натекания после

пятиминутного периода обработки уменьшается на 17,8%, Исследование порошка- под микроскопом показало отсутствие спекания .

Та б л и ц а 1

СПОСОБ ПРОВЕДЕНИЯ ЭНДОТЕР- . МИЧЕСКИХ ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ В ПСЕВДООЖИЖЕННОМ СЛОЕ ДИСПЕРСНЫХ ЧАСТИЦ, включающий ожижение частиц, подачу реагентов и последующий нагрев путем пропускания электрического тока непосредственно через псевдоожиженный слой дисперсных частиц, отл и, чающийся тем, что, с целью повышения эффективности процесса за счет снижения спекания дисйерсных материалов, электрический ток пропускают в момент расширения слоя.

Постоянный .

Импульсный, согласованный с фазой сжатия

Импульсный, несогласованный

Импульсный согласованньм .с фазой расширения

2,9

80,2

19,8

11

5,20,4

9,890,2

23,04,3

37,462,6

97,6 19,2

98,8

Таблица 2