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

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТ ИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН 5 Ц 4 В 01 1 8 18 СССРРЫТИЙ ОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ АВТО(21) 3721583/ (22) 05.01.84 (46) 07.09.85 (72) А.С.Хадж Бвл. 11 33 ннов, Е.А.Капус .Ф.Крашевский и ин, З.П И,И.Лыюро овая инстит (53) б (56) А Яф 3404Авт 9 3772 6.096. 5вторское44, кл. Ворское св09, кл. В видетельство СС 01 .1 8/18, 1970 детельство СССР 22 Г 8/00, 1973 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ ОПИСАНИЕ ИЗ ановский металлургический(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 щ и й с я тем, что, с целью повышения эффективности процесса за счет снижения спекания дисйерсных материалов, электрический ток пропускают в момент расширения слоя.1 1176Изобретение относится к техноло.гическим процессам, в частности кспособам проведения эндотермическихпроцессов в псевдоожиженном слоедисперсных частиц, и может найти применение в химической промьппленности,металлургии и других областях техники.Целью изобретения является повышение эффективности за счет снижения 1 Оспекания дисперсных материалов.Способ осуществляется следующимобразом.В реактор помещают дисперсныйзлектропроводящий материал, который 15затем приводят в состояние псевдоожижения и подают газовый реагентПутем контроля электрического сопротивления слоя парой измерительныхэлектродов в моменты расширения слоя 2 Овырабатывается управляющий сигнал,вызывающий протекание импульсноготока непосредственно через слой об"рабатываемого материала. Благодарядлительности импульсов тока,не превышающих длительности пульсацийсопротивления, длительности моментарасширения, органиэовывается такойрежим эцерговвода, при котором электрический ток протекает через слой .30только в моменты его расширения,П р и м,е р 1. Проведение про-.цесса газификации графита углекислым газом.,Процесс газификации графита приактивации углекислого газа электрическим полем проводят в реакторе свведенными внутрь электродами, объемзасыпки составляет 100 см . Слойграфита Фракции ( 2-3) мм приводят всостояние 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-рез слой графита пропускают как постоянный, так и импульсный ток, который был либо согласован, либо несогласован с моментами расширенияслоя. Скорость процесса газификации 50оценивают по составу отходящих газов, анализируя их хроматографом"Газохром" на СО и СО.Результаты исследований приведеных в табл. 1. 55 Из данных приведенных в таблице,видно, что согласование импульсов 938 2тока 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 19,2%.П р и м е р 2. Проведение процес" са восстановления прокатной окалины водородом;Процесс восстановления прокатной окалины водородом проводят в реакторе аналогично примеру 1. Используют прокатную окалину фракции 11,5-3 ) мм, объем засыпки составляет 80 см. Расход водорода регулируют в пределах0,05-0,1 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 импульс.ном токе, степень восстановления 31% и энергетическая эффективность ,3,9Результаты исследований приведеныв табл. 2.с П р и м 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 14% С 2 Н3,1%, СН 8 1,8%, СО 0,4 , 14 1,3Расход природного газа через слой составляет 0,05 л/с. Через слой графита объемом 50 см пропускают импульсный ток длительностью 0,01 с. Величину тока устанавливают в пределах 1 ,(2-20 )А. Продукты пироли, за природного газа анализируют на2 9,120 Постоя 0 5,Импульсный, несоглсованный 4,62 7 пульсный со нный .с фазо с 2 97,9,2 8 я Таблица Удел ьн Степень восстаекание Э орма энерговво гетиая щностьт/м,з ческэффектность,овлеия, % 8 Ес 2,тоя нныи Импульсный, согласованный с фазойсжатия 3 ь Импульсный, несогласованный сть Импульсный сованный с глаой 4 7 Отсутсвует 7 асширени содержание водорода и непредельных углеводородов.Проведение процесса пиролиза при. родного газа при согласованном элект рическом 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.СН повышается с 0,3 до 18,27П р и м е р 4. Проведение процесса дегазации никелевых гранул.Процесс дегазацин никелевых гранул осуществляют в вакууме при разряжении в камере 10торр. Слой никеле Импульсный, согласованный с фазой сжатия 76938 4вых гранул объемом 20 см, фракции0,2 мм приводят в состояние псевдо-,.ожижения и пропускают через негоэлектрический ток, величину которого изменяют в пределах 0,5-2 А. Время обработки составляет 5 мин. Поокончании обработки контролируютвеличину натекания. Ф1 О При согласованном импульсном токе остаточные газы удаляются болееинтенсивно и более полно. Так всравнении с несогласованным импульсным током величина натекания послепятиминутного периода обработкиуменьшается на 17,8%. Исследованиепорошка под микроскопом показапоотсутствие спекания.Та б л и ц а 1