Способ орто-параконверсии водорода

(21) 471503 (22) 07,07.8 (46) 30.09,9 (71) Моско шинострое (72) Ю.Д.Ви (56) Авторс М 1534256 ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯРИ ГКНТ СССР(54) СПОСОБ ОРТО-ПАРАКОНВЕРСИИ ВДОРОДА Изобретение относится к криогенной технике, а точнее - к способам получения параводорода из нормального водорода,Существующие способы орто-параконверсии предусматривают отвод теплоты конверсии чаще всего при помощи жидкого азота либо жидкого нормального водорода. При этом процесс конверсии потока водорода, пропускаемого через слой катализатора, протекает так, что давление потока остается практически постоянным. Замыкающая стадия перевода продукционного потока водорода в параводород осуществляется, как правило, в конверторе, размещенном в ванне кипящего нормального водорода. Испаряющийся из-за выделения теплоты конверсии нормальный водород при давлении, близком к атмосферному, направляется в линию обратного потока теплообменников, нагревается до температуры окружающей среды и сжимается в компрессоре до рабочего давления цикла.Наличие обратного потока нормального водорода малой плотности усложняет процесс теплообмена и приводит к дополни(57) Использование: в установках для получения жидкого параводорода криогенного машиностроения. Сущность изобретения: использование экзотермического эффекта конверсии для повышения давления потока водорода, Поток водорода подвергается конверсии путем порционного пропускания через катализатор в условиях постоянного объема, что приводит к повышению давления отсекаемых порций и возможности вывода их при повышенном давлении. 1 ил тельнои затрате энергии, что является основным недостатком известных способов орто-параконверсии водорода,Наиболее близким к предлагаемому способу по технической сущности является способ орто-параконверсии потока водорода путем охлаждения нормального водорода до температуры перехода ортоводорода в параводород и порционного пропускания его через катализатор в условиях постоянного объема, принятый за прототип,Однако и в этом способе, принятом за прототип, также не достигается возможность ликвидации обратного потока, так как перед конверсией порции нормального водорода расширяЮТ до промежуточного давления с отбором внешней работы, а после конверсии повторно расширяют также с отбором внешней работы, то есть снижают давление потока,Целью изобретения является снижение энергетических потерь путем использования экзотермического эффекта конверсии с сохранением повышенного давления потока водорода после проведения процессаконверсии, что"даетвозможность повторно. го ожижения этого потока и присоединения его к продукционному потоку параводорода.Сущность изобретения заключается в том, что порционное пропусканйе потока водорода ведут частями, причем одну часть порции выводят из зоны конверсии при повышенном давлвнии, а другую - расширяют.Схема устройства, в котором может быть осуществлен предлагаемый способ, приведена на чертеже.В цилиндре 1 расположен поршень 2, внутренний объем которого заполнен катализатором 3, причем одна торцевая стенка поршня выполнена в виде сетки 4, а в другой размещены перепускные самодействующие клапаны 5. В подводящем патрубке 6 размещен впускной самодействующий клапан 7, а в отводящем патрубке 8 - выпускной са. модействующий клапан 9. При перемещении поршня 2 из крайнего левого положения в крайнее правое положение нормальный водород, охлажденный до температуры, при которой равновесие сдвинуто в сторону параводорода, через патрубок 6 и впускной самодействующий клапан 7 поступает в цилиндр 1 и заполняет его. При перемещении поршня 2 из крайнего правого в крайнее левое положение впускной самодействующий клапан 7 закроется, откроются перепускные самодействующие клапаны 5 и нормальный водород будет перепускаться в правую сторону цилиндра 1, фильтруясь через катализатор 3, размещенный в объеме поршня 2. Будет происходить конверсия;приводящая к возрастанию концентрации параводорода с выделением теплоты конверсии иодновременным повышением температурыи давления перемещенной в правую сторону цилиндра порции водорода.5 При повторном перемещении поршня 2вправо при закрытых перепускных самодействующих клапанах 5, будет происходить за.полнение левой. стороны цилиндра 1 новойпорцией нормального водорода, а из пра 10 вой стороны цилиндра будет выводитьсяосновная часть предыдущей обработаннойпорции водорода при повышенной концентрации параводорода и повышенном давлении, при этом другая часть обработанной15 порции водорода, оставшаяся в мертвомобъеме, будет расширяться при обратномдвижении поршня,Изобретение иллюстрируется следующим примером. При обработке предлагае 20 мым способом потока нормальноговодорода, имеющего давление 0,13 МПа,температуру около 22 К и концентрацию параводорода 25 ф , его давление возрастаетдо уровня 0,35 - 0,43 МПа, то есть в 2,6-3,325 раза, а концентрация параводорода достигнет величины 70-75 О,Формула изобретенияСпособ орто-параконверсии водородапутем охлаждения нормального водорода30 до температуры перехода ортоводорода впараводород и порционного пропусканияего через катализатор в условиях постоянногообъема, отл и ча ю щийся тем,что,с целью снижения энергетических потерь35 путем использования экзотермического эффекта конверсии, порционное пропусканиеведут частями, одну часть порции выводятиз эоны конверсии при повышенном давлении, а другую часть расширяют,40