Рисунки на руски патенти 2131396
Изобретението се отнася до областта на химическата промишленост и по-специално до технологии за получаване на сяра от сероводород, съдържащи газове.
Недостатък на известния метод е сложността на изпълнение, високо потребление на енергия, непълно възстановяване на сероводород от захранващия газ, сулфид на водород в атмосферата.
Най-близък до съгласно една в своята техническа същност и постижима Резултатът е метод за производство на сяра от сероводород и водород, известни от описанието на френската патентна заявка N 2620436, С 01 В 17/027, С 01 В 3/04, 1989/3 /. Методът включва тази, получена чрез плазмена горелка и плазмен газ се смесва със сероводород в процепа на плазмената горелка разряд. Получените реакционни продукти се изтеглят от реакционната зона и разделят.
Споменатите резултат се постига чрез метод за производство на сяра и водород от сероводород, включващ прилагане сероводород газ в плазмата и отнемането на реакционните продукти от реактора с помощта на молекулно водород в термично дисоцииран състояние като газ плазмен газ и сероводород се смесва с плазмата извън електрически разряд в бързо реактор под nonequilibrium химичен процес плазма.
Отличителните характеристики на настоящия метод са използването на молекулен водород в термично дисоциират в плазмата като изходен газ; смесване на сероводород, съдържащ газ с плазмен в бързо реактор извън разликата на освобождаване; смесване на сероводород, съдържащ газ с плазмен в процес на неравновесен плазма химически.
Поради това, смесване на сероводород газ и плазмата се насърчават да въведе в химичен процес плазмен неравновесен (при намалено налягане), но бързо реактор, както е обикновено се извършва при прилагането на квази-равновесни плазма химични процеси (виж. / 6 /), т.е. когато потоци текат скорости в реактора от 100 до 1000 м / сек.
Същността на метода на изобретението е илюстрирана изпълнение и графични изображения. Фиг. 1 показва схематично надлъжно сечение на устройството за осъществяване на метода; Фигура 2 е графика на химическия състав на сместа от време на време.
Пример. Инсталация за осъществяване на метода включва плазмена горелка 1 с електрически източник на захранване, блок дюза 2 реактор 3 реактор бърз поток с работната дължина L, дифузьора 4.
Обикновено, методът се осъществява по следния начин. Като се използват известни plasmatron (вж. S. 1099/6 /), като се използва водород като плазмен газ плазма поток се генерира при температура 3500-4500 К. поток плазма, състояща се главно от атоми на Н и сероводород газ се обработва, например смес от Н2 S / СО2. въвежда в плазма химически реактор и се разбърква при условия на висока турбулентност при налягане Р = 5-50 кПа реактора и потока скорости на 100-1000 м / сек. Бързо се определя чрез изчисляване зависимост от други параметри на процеса - потока от плазма газ, температурата на плазмата, съдържание на сероводород в технологичния газ, газ състав процес и т.н. За да се осигури намаляване на налягането в зоната на смесване и отнемането на реакционните продукти, без използването на принудителни средства (помпи и т.н.) в реактора могат да бъдат подредени свръхзвуков режим поток смес и изхода на реактора монтиран дифузор, намаляване на налягането на изходящия поток до атмосферно налягане.
Съотношението на обема на плазмата, образуващи газ (водород) и водороден сулфид газ, съдържащ се избира в съответствие със съотношението (Н / Н2 S) вход 1 (вж. (12)), в зависимост от съдържанието на сероводород в газа трябва да се лекува, т.е. съотношение Н2 S в СО2 химически инертен газ и плазма температура. Когато съдържанието на сероводород в газа, който се лекува, равна на 10%, и при температура от 4500 К молно съотношение на скоростта на потока водород за скоростта на потока на сероводород газ плазма ще бъде в Н2 гама / (Н2 S + CO2) = 0,05-0,06.
В резултат на смесване на плазмата и сероводород съдържащ газ започва да протича реакция верига химически включващи три радикали: H, S, ХС. Реакцията се провежда в два етапа (фиг. 2). В по-ранен етап в резултат на бързи реакции настъпи почти пълно химическо разграждане на Н2 S и Н2 образуване на крайния продукт. Това е последвано от бавно стъпка S2 образуване на крайния продукт. и за времена от порядъка на 10 -3 да завърши разлагане изходен продукт Н2 S в Н2 и S2. Резултатът е поток от смес газ с температура 770 К, съдържащ като полезни продукти, молекулярен водород и молекулно Н2 S2 сяра и сероводород, съдържащи Н2 S. Когато скоростта на газовата смес заедно реактора равен на 500 м / сек, дължина L на реактора ще бъде 0, 5 m. Енергийна консумация за електрохимично превръщането на един мол от Н2 S е 350 кДж / мол, и са практически независимо от концентрацията на Н2 S в сероводород газ. При напускане на реактора реакционните продукти се охлаждат чрез известен метод - zataplivaniem потока на реакционната смес струи студена течност (например вода) или в тръбен топлообменник (виж страница 1100/6 / ..). От сместа газ по известен метод (вж. / 1 /) възстановяване елементарна сяра и молекулярен водород се използва за индустриални цели. Последният е частично се връща в плазмената горелка за повторна употреба в процеса.
Предимства на метода съгласно изобретението.
1. Степента на превръщане на Н2 S е 99.9%.
3. Скоростта на потока на сместа в реактора, е в обхвата от 100-1000 м / сек, и необходимата дължина на реактора е по-малко от 1 м, което позволява компактна и висока производителност промишлена инсталация.
4. Методът може да се използва за пречистване на метан и други въглеводороди от онечистването от сероводород, тъй като скоростта на реакцията на атомен водород със сероводород значително по-висока скорост на взаимодействие с метан и други въглеводороди (вж. Константи скорост Kondrat'ev VN на газова фаза реакции // Наръчник. -М . Science, 1971/7 /).
5. При работа на плазмената горелка на чист водород, в сравнение с други химично активни групи се постига с най-голяма дължина на електродите (200 часа или повече) от използването на волфрамови топъл катод катоди (вж. Гордеев VF Pustogarov AV дъга катод катоди. -M. Energoatomizdat 1988/8 /).
литература
1. US патент N 4,302,434, 423-573, 1981.
3. Прилагане на Франция, N 2620436, C 01 B 17/27, 1989.
4. Souris AL Термодинамика на високотемпературни процеси. Directory. - М. металургичен 1985.
7. VN Kondrat'ev Rate константи за реакции в газова фаза. Directory. - М. Наука, 1971.
8. VF Гордеев Pustogarov AV Катод дъгови катоди. - М. Energoatomisdat 1988.
ПРЕТЕНЦИИ
Метод за получаване на сяра и водород от сероводород, включващ въвеждане на сероводород газ в плазмата и последващо отнемане на реакционните продукти от реактора, характеризиращ се с това, че като плазмен газ се използва молекулен водород в термично дисоцииран състояние, и водороден сулфид, съдържащ газ се смесва с плазма в бързо реактор извън електрически изпълнява в плазмата химичен процес не-равновесие.
Свързани статии