Способ использования теплоты реакции образования аммиака или метанола

Способ использования теплоты реакции образования аммиака или метанола

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Класс 12k, 3;

12о, 5

АВТОРСКОЕ СВИДЕТЕЛЬСТВО

ОПИСННИЕ способа использования теплоты реакции образования аммиака или метанола.

K авторскому свидетельству В. С. Гаврилова, заявленному 5 сентября

1934 года (спр. о перв. ¹ 153531).

0 выдаче авторского свидетельства опубликовано 30 сентября 1935 года. (19) Образование аммиака из элементов под высоким давлением, в присутствии катализатора, является сильно экзотермической реакцией. Количество выделяющегося тепла достигает 750 — 800 калорий на 1 кг образовавшегося аммиака. При образовании 1 кг метанола количество реакционного тепла превышает 850 — 900 калорий.

В современных колоннах для синтеза за одно прохождение газа через катализатор превращается в среднем около

20% от веса всего газа в аммиак или метанол, что создает возможность повысить температуру 1 кг газовой смеси за счет теплоты образования на 120 — 160 .

Если в колонне для синтеза создать достаточных размеров теплообменник для рекуперации тепла, обеспечив перепад тепла в. 10 — 20 и положив на потери

1 — 2, что вполне достаточно, то очевидно можно использовать около 90% тепла реакции для посторонних для процесса целей.

Примером может служить колонна фирмы „Nitrogen" с размером теплообменника в 120 м, всегда работающем с байпасом в 20 — 30%. Температура входа газа в катализаторную коробку около 400 . Производительность колонны 1,4 т аммиака в час. Теплота реакции 780 калорий на 1 кг образовавшегося аммиака. Количество проходящего через колонну газа 8000 кг)час. Байпасный газ внутри колонны нагревается с 15 до

400, следовательно теплообмен излишне рекуперирует тепла:

8000.0,9 — 0,2. (400 — 15) = 554400 кал(час.

Здесь 0,9 — теплоемкость 1 кг газовой смеси.

При этом нужно иметь в виду, что температура выходящего из колонны газа еще весьма велика 160 — 170 .

Таким образом даже при размере теплообменника в 120 м, как в колонне фирмы „Nitrogen, можно без ущерба для процесса вывести из колонны

554400 калорий тепла в час. Создание же более интенсивного теплообменника, работающего на меньшей разности температур на выходе газа из него, например

40 — 15=25, где 15 — температура входа газа в теплообменник, даст возможность использовать до 90у, теплоты реакции, что в нашем примере составило бы

1400.730.0,9 = — 980000 кал) час или 1140 киловатт мощности.

Если принять коэфициент полезного действия машин для трансформации энергии в 30 10, òo полезная мощность составит 342 киловатт.

Теплота реакции может быть использована для получения водяного пара или механической энергии таким образом, что в реакционную зону катализаторной коробки через трубки подают жидкую ртуть, которая испаряется за счет отнимаемого тепла. Образовавшиеся пары ртути выводятся из колонны и конденсиру ются путем охлаждения кипящей под давлением до 20 атм. водой. За счет теплоты конденсации снимается водяной пар. Жидкая ртуть снова возвращается самотеком в колонну так, как показано на приложенной схеме 2, на которой приняты следующие обозначения: 7— колонна синтеза, 2 — теплообменник, 3— паровой котел с ртутным обогревом, 4— трубопровод для паров ртути и 5 †трубопровод для жидкой ртути.

Предмет изобретения.

1. Способ использования теплоты реакции образования аммиака или метанола, отличающийся тем, что в теплообменное устройство катализаторной коробки колонны синтеза в качестве теплоотнимающей среды вводят жидкую ртуть, образующиеся пары которой используют в качестве нагревающей среды в паровом котле.

Тип. „Печатный Труд". 3ак. 4962 — 4ОО