Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Химия -> Афанасьев А.И. -> "Технология переработки природного газа и конденсата" -> 139

Технология переработки природного газа и конденсата - Афанасьев А.И.

Афанасьев А.И., Бекиров Т.М., Барсук С.Д. Технология переработки природного газа и конденсата: Справочник — М.: Недра, 2002. — 517 c.
ISBN 5-8365-0107-6
Скачать (прямая ссылка): pererabotkaprirgaza2002.pdf
Предыдущая << 1 .. 133 134 135 136 137 138 < 139 > 140 141 142 143 144 145 .. 157 >> Следующая

H2S = H2 + S7,
составляющей 0,25 кВт-ч/м3 H2, минимальные энергозатраты в равновесных условиях при давлении 104 Па равны 2,2 кВт-ч/м3 H2. Таким образом, при получении каждого 1 м3 H2 образуется 1,95 кВт-ч тепловой энергии.
Авторами были проведены эксперименты с тангенциальной подачей сероводорода в реактор, по оси которого подавалась азотная плазменная струя. Диаметр реактора составлял 50 мм, длина 180 мм, расход сероводорода 4,2 м3/ч, азота 1,4 м3/ч, тангенциальная скорость сероводорода на входе в реактор Ур = = 300 м/с. Реактор заканчивался закалочным устройством -водоохлаждаемой шайбой.
На рис. 4.112 (точки /) представлены результаты эксперимента. Минимальные энергозатраты E составили 2,6 кВт-ч/м3 H2. Полученная степень конверсии сероводорода на уровне 70 % говорит о существовании в реакторе проскока газа, т.е. часть газа проходит по периферии реактора в пристенной области без разогрева, не претерпевая химического превращения. Проскок газа характерен для вихревых камер, в которых имеют место сложные радиальные профили скорости, плотности и температуры. В наших экспериментах доля непрореаги-
473
,. кВт ч
—^-
M1H2
пі
"2,8 2,6 2,4 2,2 2,0
I_і_і_і_і_і_I
0 0,5 1,0 1,5 2,0 J, кВт 4
M3H2S
Рис. 4.112 Зависимость удельных энергозатрат E и степени конверсии а от удельного энерговклада /:
/ - в реакторе с тангенциальной подачей газа, 2 - в диафрагмированном реакторе, 3 - в реакторе с направляющим кольцом
ровавшето сероводорода составила 30 % Из определения энерговклада, энергозатрат и степени конверсии (см выше) ясно, что описанный эффект может привести к снижению степени конверсии, но не влияет на величину удельных энергозатрат на получение водорода, которые определяются исключительно
? / д 2 о 3
X
і_I_1_L
474
мощностью, вложенной в систему, и количеством полученного водорода, но не зависят от количества исходного сероводорода.
Как следует из условий осуществления центробежного эффекта, в приосевой области реактора должна существовать высокотемпературная зона. В случае СВЧ-реактора такой зоной является непосредственно СВЧ-разряд. При вдуве в реактор плазменной струи следует принять меры, исключающие быстрое перемешивание плазменной струи с сероводородом в начальных сечениях реактора, т.е. осуществить стабилизацию плазменной струи на оси.
Эксперименты проводились в цилиндрическом реакторе, в котором имелась возможность установки диафрагмы на выходе из реактора, а также применения как бокового, так и торцевого вдува сероводорода. Использование диафрагмы на выходе из реактора позволяет перемещать границу зоны квазитвердого и потенциального вращения, т.е. положения максимума тангенциальной составляющей скорости (<уф) потока сероводорода по радиусу реактора. Тем самым использование диафрагмы открывает возможность оптимизации условий для реализации центробежного эффекта. Применение торцевого вдува делает возможным устранение нежелательного, с точки зрения реализации центробежного эффекта, перемешивания сероводорода с плазменной струей за счет течения в торцевом пограничном слое.
Экспериментальные результаты по определению зависимости энергозатрат на получение водорода от энерговклада приведены на рис. 4.113. Точки 2 соответствуют цилиндрическому реактору без диафрагмы с боковым вдувом H2S. Диаметр реактора составлял 50 мм, длина 150 мм, расход сероводорода 4,2 м'/ч, азота 1,4 м3/ч, тангенциальная скорость H2S на выходе из закручивающего устройства составила по расчету около 300 м/с. Видно, что по сравнению с реактором с радиальным вдувом характер зависимости энергозатрат от энерговклада изменяется: в области малых энерговкладов энергозатраты не зависят от мощности, вкладываемой в плазменную струю. Это означает, что диссоциация почти всех молекул сероводорода осуществляется при сравнительно небольшом разбросе температуры, т.е. энерговклад самосогласованно определяется в процессе диссоциации (фактически это является примером самоорганизации в плазмохимических системах) и не зависит от параметров плазменной струи. Это объясняется тем, что в системах с вихревой подачей газа за счет высокого уровня турбулентности на границе газ - плазма стационарность
475
F кВт ч
J_
о
а, % 100
0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 J, кВт 4 г
M3H2S
50




Ji /
/ /
А / *Я
,h"> 'r .

1Si ,1' *'
A rVo / 1-і 'У \ •
ї т -
Q / /
і і
0,5 ДО Л5 2,0 4 '2,57, J^u *!М
M3H2S V
Рис. 4.113. Зависимость энергозатрат на получение водорода E и степени разложения сероводорода а от удельного энерговклада /:
/ - в реакторе с интенсивно соударяющимися радиальными струями, 2 - в реакторе с тангенциальной подачей газа, 3 - в диафрагмированном реакторе, 4 - в реакторе с направляющим кольцом, 5 - термодинамический расчет для условий эксперимента, 6 - термодинамический расчет для условий эксперимента с учетом различия коэффициентов переноса водорода и остальных реагентов
профиля температур обеспечивается, по-видимому, за счет кондуктивного теплоотвода на периферию реактора. При этом продукты диссоциации могут выноситься из зоны реакции на периферию разряда, не попадая в зону высоких температур на оси плазменной струи.
Предыдущая << 1 .. 133 134 135 136 137 138 < 139 > 140 141 142 143 144 145 .. 157 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed