Eljárás hidrogén és kén-hidrogén-szulfid - orosz szabadalmi 2131396 - Bystrov t
Rajzok az orosz szabadalmi 2131396
A találmány tárgya a vegyipar és különösen egy technológiai eljárás a kén-hidrogén-szulfid-tartalmú gázok.
A hátrány az ismert eljárás végrehajtása bonyolultsága, a magas energiafogyasztás, hiányos hasznosítás a hidrogén-szulfid a betáplált gáz, a hidrogén-szulfid a légkörbe belépő.
A találmány szerinti megoldáshoz legközelebb egy a műszaki lényegét és az elérhető eredmény egy módszert a termelés kén-hidrogén-szulfid és hidrogén, ismert a leírásból, hogy a francia szabadalmi bejelentés N 2620436, C 01 B 17/027, C 01 B 3/04, 1989/3 /. Az eljárás magában foglalja, hogy a segítségével előállított plazmaégő és a plazmagáz kevert hidrogén-szulfiddal a kisülési távolság a plazmaégő. A kapott reakciótermékeket kivonják a reakciózónába, és elválasztjuk.
Az említett eredmény érhető el egy eljárás előállítására kén és hidrogén hidrogén-szulfidot beadjuk hidrogén-szulfid gáznak a plazma és a visszavonását a reakciótermékek a reaktorból, molekuláris hidrogénnel a termikusan disszociált állapotban, mint az a plazmagáz és a hidrogén-szulfid-gázt összekeverjük a plazma kívüli elektromos kisülés egy gyorsan reaktorban nem egyensúlyi plazma kémiai folyamat.
A megkülönböztető jellemzők a találmány szerinti eljárás olyan a molekuláris hidrogént a termikusan disszociált a plazmában, mint a kiindulási gáz; összekeverjük a hidrogén-szulfid-tartalmú gázt egy plazma egy gyorsan reaktor kívül kisülési távolság; összekeverjük a hidrogén-szulfid-tartalmú gázt egy plazma egy plazma kémiai, nem-egyensúlyi folyamat.
Ezért, a keverés a hidrogén-szulfid gáz és a plazmát arra ösztönzik, hogy végre egy nem-egyensúlyi plazma kémiai eljárással (csökkentett nyomáson), de egy gyors-reaktorban, amint az gyakran végzett végrehajtása során kvázi-egyensúlyi plazma kémiai folyamatok (lásd. / 6 /), azaz amikor áramok áramlási sebességek a reaktorban a 100 és 1000 m / s.
A lényege a találmány szerinti eljárás példaként végrehajtása és grafikus képeket. Ábra. Az 1. ábrán vázlatosan hosszmetszetben az egység számára az eljárás megvalósítására; A 2. ábra egy grafikon, a kémiai összetétele a keverék időről időre.
Példa. Szerelési eljárás megvalósítására tartalmaz egy 1 plazmaégő egy elektromos áramforráshoz, a 2 szívófej 3 reaktorban gyors áramlású reaktorba egy működő L hosszúságú, a diffúzor 4.
Általában, az eljárás végrehajtása a következőképpen. Az ismert PlasmaTron (lásd. S. 1099/6 /), a hidrogén plazmagázként a plazma anyagáramot képezünk, amelynek hőmérséklete 3500-4500 K. A plazma álló áramot lényegében atom H, és a hidrogén-szulfid-gázt feldolgozzák, például egy olyan keverékkel H2S / CO2. vezetjük be a plazma kémiai reaktorba, és az elegyet körülmények között nagy turbulencia nyomáson P = 5-50 kPa reaktor és áramlási sebessége 100-1000 m / s. Fordulatszámának meghatározása számítással függően folyamat egyéb paramétereit - Flow a plazma gáz, a plazma hőmérsékletét, a hidrogén-szulfid-tartalom az eljárásban használt gáz, a folyamat gázösszetétel, stb Annak érdekében, hogy a csökkentett nyomás a keverési zóna és a visszavonását a reakció termékek alkalmazása nélkül kényszerítő eszköz (szivattyúk, stb) a reaktorban lehet elhelyezni szuperszonikus vízjárásának keverék és a reaktor kimeneti diffúzor szerelt, csökkenti a nyomást a kilépő anyagáramot a légköri nyomásra.
Az arány a térfogatú plazma-képző gázt (hidrogén) és a hidrogén-szulfid-tartalmú gázt megfelelően kiválasztott arány (H / H2 S) bemenet 1 (vö. (12)), attól függően, hogy a hidrogén-szulfid-tartalom a kezelendő gázt, azaz arány H2 S CO2 kémiailag inert gáz és a plazma hőmérséklete. Ha a tartalom a hidrogén-szulfid a kezelendő gázt, egyenlő 10%, és a plazma hőmérséklete 4500 K mólarány a hidrogén áramlási sebességét, hogy az áramlási sebesség a hidrogén-szulfid-gáz lesz a tartományban H2 / (H2S + CO2) = 0,05-0,06.
Ennek eredményeként a keverés a plazma és a hidrogén-szulfidot tartalmazó gázt kezd folyni a kémiai reakció láncban három szubsztituálhat: H, S, HS. A reakciót két lépésben (ábra. 2). Egy korai szakaszában eredményeként gyors reakció fordul elő szinte teljes kémiai bomlása H2S és H2 végtermék képződését. Ezt követi a lassú S2 lépésben a végtermék képződését. és a reakcióidő pedig nagyságrendileg 10 -3 befejezéséhez bomlás kiindulási termék H2 S H2 és S2. Az eredmény egy olyan adatfolyam, egy gázkeverék a hőmérséklet 770 K, amely a hasznos termékek, molekuláris hidrogén és molekuláris H2 S2 kén és hidrogén-szulfidot tartalmazó H2 S. Amikor a sebessége a gázkeverék a reaktor mentén egyenlő 500 m / s, L hossza a reaktor 0 lesz, 5 m. energiafogyasztás elektrokémiai átalakítás egyik mól H2 S 350 kJ / mól, és gyakorlatilag független a koncentrációja H2S hidrogén-szulfid-gáz. A reaktort elhagyó a reakciótermékeket lehűtjük, ismert módon - zataplivaniem áramlás a reakcióelegy fúvókák hideg folyadékkal (például vízzel), vagy egy csöves hőcserélő (lásd 1100/6 / ..). A gázkeverék által ismert módon (lásd. / 1 /) kinyerjük elemi kén és molekuláris hidrogént használunk ipari célokra. Az utóbbi részben vissza a plazmaégő számára az eljárásban újra felhasználható.
Előnyök A találmány szerinti eljárás.
1. A konverziós foka H2 S 99,9%.
3. Az áramlási sebessége a keveréket a reaktorban a 100-1000 m / s, és a szükséges a reaktor hossza kisebb, mint 1 m, ami lehetővé teszi a kompakt és nagy teljesítményű ipari létesítmény.
4. Az eljárás alkalmazható a tisztítására metánt és egyéb szénhidrogéneket a hidrogén-szulfid-szennyező, mivel a reakció sebessége atomos hidrogén, hidrogén-szulfiddal lényegesen nagyobb sebességgel való kölcsönhatás metán és más szénhidrogének (lásd. Kondrat'ev VN sebesség állandók a gázfázisú reakciók // Handbook. -M . Science, 1971/7 /).
5. Amikor működő plazmaégő egy tiszta hidrogén, összevetve más kémiailag aktív érjük el a legnagyobb hossza az elektródák (200 óra vagy több) használata által volfrám izzókatódok (lásd. Gordeyev VF Pustogarov AV ív izzókatódok. -M. Energoatomizdat 1988/8 /).
irodalom
1. számú egyesült államokbeli szabadalmi 4.302.434, 423-573, 1981.
3. Alkalmazás Franciaország, N 2620436, C 01 B 17/27, 1989.
4. Souris AL Termodinamikája magas hőmérsékletű folyamatok. Könyvtárba. - M. Kohászat 1985.
7. VN Kondrat'ev Rate állandók gázfázisú reakciók. Könyvtárba. - M. Nauka 1971.
8. VF Gordeev Pustogarov AV Termoelektromos ív katód. - M. Energoatomisdat 1988.
KÖVETELÉSEK
Eljárás kén és hidrogén hidrogén-szulfidot tartalmazó bevezetésével hidrogén-szulfid gáznak a plazma és az azt követő visszavonása a reakciótermékek a reaktorból, azzal jellemezve, hogy a plazma-gáz molekuláris hidrogénnel a termikusan disszociált állapotban, és a hidrogén-szulfid-tartalmú gázt összekeverjük egy plazma egy gyorsan reaktor kívül az elektromos mentesítést nem egyensúlyi plazma kémiai folyamat.