Геннадий Вакс - Бензин. Экономим и делаем его сами [СИ]

Его также можно применять практически в любых целях, включая установку для лучения обычного этилового спирта (см. "Приоритет" № 1’91 г и № 1–2’92 г). Такие теплообменники при огромной производительности в сотни раз меньше существующих.

В существующих химических газовых процессах обычный катализатор идет в гранулах довольно значительного размера от 10 до 30 мм. Площадь контакта газа с такими шариками в тысячи раз меньше, чем если бы мы использовали частицы в 1

1000 микрон. Но тогда проходимость газа весьма затруднится. Кроме того, мельчайшие частицы катализатора довольно скоро выйдут строя вследствие поверхностного загрязнения. Нами найден способ увеличить площадь контакта газа с катализатором, не затрудняя проходимости его в реакторе, и одновременно непрерывно производить очистку от так называемого "отравления" самого катализатора. Делается это следующим образом, порошковый катализатор смешивается с ферромагнитными частицами (железным либо ферритовым порошком). Тут не должно возникнуть затруднений: если такого порошка невозможно достать, его легко самому получить. Обычный феррит, известный всякому радиолюбителю, размолоть в ступке — и готово.

Смесь ферритового порошка с катализатором

помещается в неферромагнитную трубку, например, из стекла, керамики, можно и в алюминиевую или медную. Теперь смотрите, какая может быть схема. Снаружи трубки идут обмотки катушек. Каждая из них включена через диоды, так, например, как дано на рис. 3.При включении в сеть переменного тока обмотки включаются поочередно с частотою 50 Гц. При этом ферромагнитный порошок непрерывно сжимает и расширяет катализатор, обеспечивая пульсирующую проходимость газа. Если же включать электромагниты в трехфазною сеть (см. рис. 4), то в этом случае обеспечивается поступательная пульсация сжатий, и за счет этого непрерывно газ будет сжиматься в продольном направлении вперед. Таким образом, система работает, как насос. При этом — многократно перемешивая газ, сжимая и расширяя его и тысячекратно увеличивая интенсивность процесса на катализаторе. Попутно частички катализатора трутся друг о друга и о ферритовый абразивный порошок, что приводит к их очистке от загрязняющих пленок. Схема работает следующим образом: с частотой 50 Гц происходит смена полярности на питании. Ток переменно проходит обмотке 1,3 и 2,4 (см. рис. 2). При этом в них является магнитное поле, которое намагничивает ферритовые частицы и заставляет их взаимодействовать друг с другом, вовлекая в движение частицы катализатора. Таким образом переменно возникает для газа проходимость сквозь мелкие частицы, сменяемая большим сопротивлением, оказываемым сдавленной массой частиц. И самое главное: активность катализатора, сжимающего и разжимающего реагирующий газ, еще не изученным причинам повышается дополнительно в 20–50 раз. Работа описанного каталитического реактора эквивалентна реактору размером метров в 20–30. Увеличить производительность реактора можно, включая обмотки в трехфазную сеть. При этом система работает не как клапаны, а как активный насос, совмещая все положительные эффекты первой схемы и дополнительно принуждая газ перемещаться в направлении смещения сдвига фаз. При таком включении важно правильно выбрать фазировку. Итак, в реакторе, приведенном здесь, работают следующие положительные факторы:

1. Увеличение площади катализатора в 300—1000 раз за счет уменьшения размеров частиц.

2. Происходит постоянная очистка катализатора от поверхностного загрязнения.

3. Постоянные пульсации давления реагирующих газов между частицами катализатора, а во второй схеме

дополнительно происходит еще и перекачки газа внутри самого реактора.

Недостаток этого реактора — повышенное сопротивление току газа — устраняется переменным уплотнением — освобождением частиц внутри четных — нечетных катушек. Одна важная деталь: необходимо теплоизолировать катушки от корпуса реактора.

Следует отметить, что подобная схема реактора заявлена на патент, и она может работать в любых каталитических газовых процессах, этому для химиков — это не домашняя разработка, а принципиально новый, еще не совсем изученный, но эффективный реактор. По всей видимости, эффекты усилятся при даче прямоугольных импульсов или колебаний высокой частоты.

СИНТЕЗ — ГАЗОМ называется смесь Н2 и СО, необходимая для производства метанола, этому вначале рассмотрим технологию синтез-газа. Традиционные методы лучения СО и Н2 из метана (СН4) состоят в том, что метан смешивается с водяным паром и в нагретом состоянии ступает в реактор, где к паро-метанной смеси добавляется дозированное количество кислорода. При этом происходят следующие реакции:

(1) СН4 + 202 <���—> СО2 + 2Н2О + 890 кдж;

(2) СН4 + Н20 <���—> СО + ЗН2 — 206 кдж;

(3) СН4 + СО2 <���—> 2СО + ЗН2 — 248 кдж;

(4) 2Н2 + 02 <���—> 2Н2О + 484 кдж;

(5) СО2 + Н2 <���—> СО + Н20 — 41,2 кдж.

Как видно, некоторые реакции эндотермические — с поглощением тепла — а некоторые экзотермические — с выделением. Наша задача создать такой баланс, чтобы реакции шли с контролируемым выделением тепла. Итак, вначале требуется дозированное смешение Н2О и СН4. Традиционные методы ведения этого процесса сложны и громоздки. Мы будем насыщать метан водяными парами путем пропускания пузырьков этого газа через нагретую до 100 градусов Цельсия воду, а чтобы пузырьки активно разбивались, размещаем на их пути твердые ферритовые частички размером 1–2 мм. Но в этой массе рано или поздно пузырьки находят дорогу и затем, практически не разбиваясь, проходят образовавшемуся каналу. Чтобы этого не происходило, частички из феррита и смесительную камеру ставим в соленоид с дачей переменного тока. В этом существенное отличие нашего диспергатора, д действием вибрации частиц феррита в пульсирующем магнитном поле пузырьки метана постоянно разбиваются, проходят сложный зигзагообразный путь и насыщаются парами воды. Этот процесс осуществляется в диспергаторе (см. рис 5).

К соленоиду жестких требований нет, скольку запитывается он от ЛАТРа или от регулятора света (в продаже имеются). Регулировка напряжения на соленоиде необходима, чтобы, изменяя магнитное поле, одновременно изменять и степень насыщения метана парами воды.