Способ проведения эндотермических физико-химических процессов в псевдоожиженном слое дисперсных частиц

 

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.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИДЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (S»4 ВОI J818

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСН0МУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3721583/23-26 (22) 05.01.84 (46) 07.09.85. Бвл. № 33 (72) А.С.Хаджинов, E.À.Капустин, И,И.Лыюровв, Е.Ф.Крашевский и З.П.Лу. говая (71) Ждановский металлургический институт (53) 66.096.5 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 340444, кл. В 01 .1 8/18, 1970.

Авторское свидетельство СССР № 377209, кл. В 22 F 8/00, 1973. (54) (57) СПОСОБ ПРОВЕДЕНИЯ ЭНДОТЕРМИЧЕСКИХ 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, о т л и,ч а ю шийся тем, что, с целью повышения эффективности процесса за счет снижения спекания дисйерсных материалов, электрический ток пропускают в момент расширения слоя.

1 1176

Изобретение относится к техноло -" гическим процессам, в частности к способам проведения эндотермических процессов в псевдоожиженном слое дисперсных частиц, и может найти при- 5 менение в химической промьппленности, металлургии и других областях техники.

Целью изобретения является повышение эффективности за счет снижения 10 спекания дисперсных материалов.

Способ осуществляется следующим образом.

В реактор помещают дисперсный злектропроводящий материал, который затем приводят в состояние псевдоожижения и подают газовый реагент

Путем контроля электрического сопротивления слоя парой измерительных электродов в моменты расширения слоя 20 вырабатывается управляющий сигнал, вызывающий протекание импульсного тока непосредственно через слой обрабатываемого материала. Благодаря длительности импульсов тока,не пре- 25 вышающих длительности пульсаций сопротивления, длительности момента расширения, организовывается такой режим энерговвода, при котором электрический ток протекает через слой .

30 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, объем засыпки составляет 100 см . Слой графита фракции (2-3) мм приводят в состояние псевдоожижения путем наложения вибрации частотой 15-25 Гц.

В нижнюю часть реактора подают углекислый газ, расход которого регулируют в пределах (0,02-0,1) л/с.

Проводят исследования, в которых че- )5 рез слой графита пропускают как постоянный, так и импульсный ток, который был либо согласован, либо не согласован с моментами расширения слоя. Скорость процесса газификации 50 оценивают по составу отходящих газов, анализируя их хроматографом

"Газохром-3101" на СО и СО .

Результаты исследований приведеных в табл. 1. 55

Из данных приведенных в таблице, видно, что согласование импульсов

938 2 тока с фазой расширения йозволяет значительно интенсифицировать процесс газификации .по сравнению с не- согласованным энерговводом, степень превращения углекислого газа повышается с 23 до 97,6, увеличивается при этом и энергетическая эффективность процесса с 4,3 до 19,2Х.

Пример 2. Проведение процес" са восстановления прокатной окалины водородом;

Процесс восстановления прокатной окалины водородом проводят в реакторе аналогично примеру 1. Используют прокатную окалину фракции (1,5-3 ) 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 87Х и энергетической эффективностью 17,3 . Для сравнения при той же величине удельной мощности, но несогласованном импульсном токе, степень восстановления

31Х и энергетическая эффективность ,3,9 °

Результаты исследований приведены в табл. 2.

П р е р 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 гаэ имеет следующий химический состав, : СН 93,4Х; С Н g 3,1, СЗНв ),8, СО 0,4, М 1,3 .

Расход природного газа через слой составляет 0,05 л/с. Через слой графита объемом 50 см пропускают импульсный ток длительностью 0,0) с.

Величину тока устанавливают в пределах 1 „,(2-20 )А. Продукты пироли, за природного rasa анализируют на

2,9

19,8 80,2

120

Постоянный

5,2!

9,8 90,2

Импульсный, несогласованный

4,3

37,4

120

62,6

23,0 .

120

98,8

97,6 19,2

Таблица 2

Удельная мощность

МВт/м,з

Форма энерговвода

Степень Спекание восстаЭнергетическая эффективность, % новления, %

Постоянный

8 Есть

2,1

Импульсный, согласованный с фазой сжатия

0,2

3 Есть

Импульсный, несогласованный

31 Есть

3,9

Импульсный, согласованный с фазой расширения содержание водорода и непредельных углеводородов.

Проведение процесса пиролиза при. родного 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 . C H> повышается с 0,3 до 18,2%.

Пример 4. Проведение процесса дегазации никелевых гранул.

Процесс дегазацин никелевых гранул осуществляют в вакууме при разряжении в камере 10 торр. Слой никеле

Импульсный, согласованный с фазой сжатия

Импульсный согласованный . с фаз ой ра сшир е- ния

76938 4 вых гранул объемом 20 см, фракции

0,2 мм приводят в состояние псевдо-, .ожижения 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 °

Ф ! и 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 показапо отсутствие спекания.

Т а б л и ц а 1

S7 Отсутст- 17,3 вует