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La production de méthanol - indice d'octane élevé additif à l'essence
Brève information sur le méthanol. Le méthanol, l'alcool méthylique, alcool de bois, carbinol, CH 3 OH - alcool aliphatique simple, un liquide incolore avec une odeur faible qui rappelle d'alcool éthylique. Le point d'ébullition de +64,5 ° C, la température de congélation -97,8 ° C, la densité de - 792 g / l. Limite des concentrations explosives dans l'air 6,7-36% en volume. L'indice d'octane supérieur à 110. La température d'allumage de 467 ° C, la chaleur de la combustion de 24.000 kJ / kg - inférieure à celle de l'essence (44.000 kJ / kg), de sorte que le débit de méthanol (en litres) sera plus élevé d'environ deux fois. Comme le carburant utilisé dans les voitures de course, tels que "Formule 1".
Le méthanol est mélangé dans n'importe quelle concentration de l'eau, les solvants organiques et des poisons, 30 millilitres de méthanol ivre peut être mortelle si des mesures urgentes! Les couples sont également toxiques!
Traditionnellement, le méthanol obtenu par sublimation de bois. Mais d'une manière plus prometteur d'obtenir du méthanol - à partir du gaz naturel. Dans l'avenir, avec l'amélioration de cette technologie, il ya d'autres sources de matières premières telles que la biomasse (fumier). Les procédés industriels pour la préparation d'alcool méthylique jusqu'à ce suffisamment efficace d'utiliser le méthanol comme combustible, mais dans la prochaine décennie, les prix du pétrole ne feront qu'augmenter et la situation pourrait changer en faveur d'un carburant à l'alcool (en particulier lorsqu'il est utilisé dans les véhicules à pile à combustible). Le gaz naturel est connu pour être près de 100% composé de méthane - CH 4. En aucun cas il ne peut être confondu avec le gaz en bouteille de propane-butane, le dernier est le produit de la fissuration de pétrole brut et utilisé directement comme carburant automobile. Cependant, elle est faite par de nombreux automobilistes, l'installation de l'équipement. Et avec du méthanol aucun équipement supplémentaire n'est nécessaire. Nous expliquons en détail comment, en utilisant du méthanol comme combustible, comme on peut être considérablement augmenté la puissance du moteur. Dans l'intervalle, seulement dire que cela est réalisé en augmentant le diamètre du jet principal ou en diminuant la quantité d'air dans le mélange de carburant.
Ainsi, la chimie du processus de production de méthanol à partir du gaz naturel.
L'oxydation du méthane en virage incomplètes dans monoxyde de carbone et un atome d'hydrogène, la réaction, est la suivante:
2CH 4 + O 2 -> 2CO 4 H 2 16,1 kcal.
Une méthode plus simple est techniquement sur la conversion de la réaction du méthane à la vapeur d'eau:
CH 4 + H 2 0 -> CO + SH 2 - 49kkal.
Dans la première équation est de 16,1 kcal. Cela signifie que la réaction se déroule avec dégagement de chaleur. Dans le second - avec l'absorption. Néanmoins, nous allons nous concentrer sur la deuxième méthode de production de monoxyde de carbone et d'hydrogène. En présence de ces deux composants peuvent déjà être directement synthétisés méthanol. La réaction se déroule comme suit:
CO 2 H 2 <=> CH 3 OH.
La difficulté est que le produit final est obtenu uniquement à haute pression et haute température (P> 20 atm., T = 350 degrés), mais en présence du catalyseur, ce processus est déplacé vers la droite et à basse pression. Le méthanol ainsi obtenu est dérivé de la réaction de condensation refroidie à, plutôt que des gaz condensés brûlera. Avec la bonne combustion de l'hydrogène résiduel et de CO sont pas de substances nocives sont libérées (déchets de CO 2 et H 2 0 - sans danger), de sorte qu'il n'existe aucun système d'échappement est nécessaire. Ensuite, le méthanol est versé à travers un tube, assurez-vous de sceller (!) Dans la cartouche. Comme vous pouvez le voir, le processus chimique est très simple, il repose sur deux réactions. La complexité est que les mesures techniques et de sécurité. Nous avons affaire ici avec une des substances hautement inflammables et toxiques. Est à craindre que l'explosion et la fuite de ces gaz. Donc - doit se conformer strictement aux règles de la technologie et de traitement, qui seront décrits. Pour construire l'installation aura besoin d'acheter: une feuille d'acier inoxydable (1 mm), jusqu'à de la "acier" diamètre extérieur homogène de 6-8 mm, épaisseur de paroi d'au moins 1 mm et une longueur d'environ 2 mètres, le compresseur de toute réfrigérateur domestique (peut être des sites d'enfouissement, mais le travail). Eh bien, bien sûr besoin de l'argon soudage électrique.
ECHANGEURS DE CHALEUR
Les échangeurs de chaleur se composent généralement d'un tube entouré par un fluide de refroidissement. Dans le langage courant, ils sont appelés "bobines". Pour les liquides, la conductivité thermique est grande, cet échangeur peut être acceptable. Mais avec la situation du gaz est complètement différent. Le fait que à basse vitesse du flux laminaire de gaz se déplaçant et d'échange de chaleur pratiquement pas avec l'environnement. Regardez la fumée s'élève d'une cigarette brûlante. Ce feu follet mince de fumée et il ya un écoulement laminaire. Le fait même. que la fumée monte, parle de sa température élevée. Et le fait qu'il reste une tige solide à une hauteur d'environ 20 centimètres montée indique la rétention de la chaleur. C'est, à cette distance, même à des vitesses très basses, le flux de gaz n'a pas le temps de refroidir, d'échange thermique avec l'air. Cela est dû à un écoulement laminaire d'échangeurs de gaz ont un design encombrant. A l'intérieur il ya des tubes de "projets" que même des dizaines de mètres à peine donnent teploobmena.Eto bien connu de ceux qui ont déjà chassé clair de lune. (Toute expérience est utile!) Long, très refroidi par tube, elle implique la condensation, mais il est sûr et les couples. Cela signifie que la chaleur n'est pas suffisamment efficace. Cependant, le problème n'a pas de solution et il peut être facile. Remplir le tube, par exemple, la poudre de cuivre (Fig. 1). Pour la performance de 10 l / h échangeur de chaleur peut être une longueur de 600 mm, et pour 3 l / h devrait être suffisante, et 200 mm, hauteur h - 20 mm. La taille des particules peut varier, la part optimale dans la plage de 0,5-1 mm. Étant donné le problème de la matière de transfert de chaleur de l'affaire peut être, et le fer et le cuivre et l'aluminium du matériel d'emballage - cuivre, aluminium - qui sera.
Puis, autour de chacun des particules de métal se former un courant de gaz tourbillonne. Ainsi, une fois éliminés les projets et l'écoulement devient turbulent. Eh bien, dans le même temps augmente considérablement la surface de contact du gaz refroidi. Emballé dans un tube de cuivre en poudre est constamment prise ou dégage de la chaleur des murs, et parce que la conductivité thermique du cuivre est d'environ 100.000 fois plus élevé de conductivité thermique du gaz, le gaz relativement rapidement prendre la température des murs, si nous les refroidir rapidement. Il convient de rappeler que la taille des particules diminue et une augmentation de leur nombre augmente également la résistance à l'écoulement de gaz. Par conséquent peu susceptible d'être utilisé pour des particules plus petites que l'échangeur de chaleur de 0,5-1 mm. Débit d'eau de refroidissement, bien sûr, il est conseillé de passer à contre-courant de gaz. Cela permet à chaque point de l'échangeur de chaleur à ce que sa température particulière. Depuis le contact thermique avec nous est proche de l'idéal, la température à l'liquide condensé de sortie est égale à la température du fluide de refroidissement. Voici ce que l'idée d'un échangeur de chaleur discuté ici. Le croquis ci-dessus n'est rien de plus d'un distillateur, également connu sous le nom moonshine, également connu comme un échangeur de chaleur. La performance du distillateur prikidochno 10 litres par heure.
Il peut également être utilisé dans presque n'importe quel but, y compris l'installation de l'éthanol conventionnel (voir "Priorité" № № 1 et 1'91g-2'92g). Ces échangeurs de chaleur avec un rendement des centaines d'énormes fois plus petit que ceux qui existent déjà.
POMPE catalytique (réacteur, Fig. 2)
Les gaz existants procédés chimiques dans les boulettes de catalyseur classiques sont de taille assez grande de 10 à 30 mm. La zone de contact avec les billes de milliers de gaz de fois plus petites que si nous avons utilisé une particule dans les 1-1000 microns. Mais alors la perméabilité aux gaz est très difficile. En outre, des petites particules du catalyseur dès sortir de commande en raison de la contamination de surface. Nous avons trouvé un moyen d'augmenter la zone de contact entre le gaz avec un catalyseur, il n'est pas un terrain difficile dans le réacteur, tout en continuant à nettoyer la soi-disant "empoisonnement" le catalyseur lui-même. Cela se fait comme suit. Catalyseur en poudre mélangée avec des particules ferromagnétiques en fer ou une poudre de ferrite, qui peut être obtenu en divisant les aimants de l'enceinte défectueuse (note - perte de ferrite propriétés magnétiques à des températures supérieures à 150 ° C), les ferrites, ainsi que sont très solide - il est une propriété utile de leur utile à l'avenir (voir ci-dessous - à ajouter spécifiquement la poudre abrasive). 
Un mélange de la poudre ferromagnétique, le catalyseur est placé dans un tube non magnétique, par exemple, le verre, la céramique, et peut être de l'aluminium ou du cuivre. Maintenant, regardez ce que peut être un régime. En dehors du tube sont des bobines d'enroulement. Chacun d'entre eux est permis à travers les diodes, par exemple, comme donné dans la figure 3.
Lorsque vous passez à AC enroulements de puissance sont en alternance avec une fréquence de 50 Hz. Dans ce cas, la poudre ferromagnétique est comprime et se dilate en permanence un rôle de catalyseur, en fournissant une perméabilité aux gaz pulsé. Si, toutefois, comprennent un réseau triphasé d'électro-aimants (voir Figure 4), dans ce cas, une palpitation contractions progressives, et en raison de ce gaz continue sera comprimée dans la direction longitudinale de l'avant. Ainsi, le système fonctionne comme une pompe. En même temps - répétée le gaz d'agitation, la compression et l'expansion et l'augmentation de l'intensité d'un mille sur le catalyseur. Le long du chemin, les particules de catalyseur frotter les uns contre les autres et l'abrasif poudre de ferrite, qui conduit à l'enlèvement de films contaminants.
Le système fonctionne comme suit:
50 Hz il ya un changement dans la polarité de l'alimentation. Alternant le courant passe à travers la bobine de 1,3 et 2,4 (voir Fig. 2). En même temps qu'ils reçoivent un champ magnétique qui magnétise les particules ferromagnétiques et les oblige à interagir les uns avec les autres, s'engageant dans le mouvement de particules de catalyseur. Ainsi, en variante est la perméabilité aux gaz à travers les petites particules, suivie par une haute résistance exercée par une masse de particules comprimées. Et plus important encore, l'activité du catalyseur, compresse et décompresse le gaz réagir, n'a pas été étudié pour des raisons de nouvelles augmentations de 20-50 fois. L'ouvrage décrit un réacteur catalytique est équivalente à la taille du réacteur à 20-30 mètres. Vous pouvez augmenter les performances du réacteur, y compris quelques enroulements triphasés dans le réseau. Le système ne fonctionne pas comme soupapes, ainsi que une pompe connexion, combinant tous les effets positifs du dispositif première et en outre forcer le gaz à se déplacer dans la direction de déplacement du déphasage. Avec cette inclusion est important de choisir le droit progressive. Ainsi, dans le réacteur, montré ici, le travail des facteurs positifs suivants:
A. Augmentation de la surface du catalyseur dans les 300-1000 fois en réduisant la taille des particules.
Deux. Il s'agit d'un nettoyage constant de la contamination de la surface du catalyseur.
Trois. Pulsations de pression constante réagir gaz entre les particules du catalyseur, et le second circuit est en outre encore de pompage de gaz à l'intérieur du réacteur.
L'inconvénient de ce réacteur - la résistance élevée à l'écoulement de gaz - élimine le sceau de remplacement - la libération de particules à l'intérieur des bobines pair-impair. Un détail important: la nécessité d'isoler la bobine de la cuve du réacteur. À cet égard, ainsi que pour des raisons pratiques, l'auteur du site après modifications ont été apportées (sm.ris.sprava):
Des lingots (bronze ou en laiton) avec un diamètre de 50 mm, usinée cuve de réacteur. Les dimensions peuvent être prises plus tôt - 160 mm de longueur totale, la longueur du réacteur de travail est d'environ 140 mm, interne. diamètre de 33 mm, épaisseur de paroi d'environ 5 ... 8 mm, soit diamètre extérieur d'environ 50 mm et le même diamètre - bouchons, l'épaisseur de 20 mm et à chaque M36h1 filetée, et la longueur de 0mm 10mm. Tout cela devrait être fait du même matériau! Talons pour être insérée dans les trous et soudés raccord de transition ou simplement de raccordement du tube en acier sans soudure avec un diamètre intérieur 6 ... 8 mm et une épaisseur de paroi d'environ 2 mm. Cette structure doit être isolé de l'extérieur avec de l'amiante en feuille et fendu sur toute la longueur en quatre sections avec cinq partitions, comme découpées dans des feuilles d'amiante. Pour fixer les murs - vous pouvez manquer la marque de colle silicate après séchage du fil de cuivre namatyavaetsya (d = 0,15 mm) dans chaque section. La résistance, mesurée avec un ohmmètre pour chaque section doit être d'environ 1200_Om. Les enroulements sont inclus dans le schéma de la figure 3, le régulateur de tension (par exemple: un transformateur de laboratoire - Lattre) pour éviter la surchauffe des enroulements, ils doivent être refroidis, ce qui peut être mis sous les tubes de verre d'enroulement de diamètre 6 ... 8 mm, possibles forcés serpentins de refroidissement d'air pour contrôler la température à l'intérieur du réacteur.
Il convient de noter qu'un tel régime du réacteur (Fig. 2) a été notifié du brevet (l'auteur - Wachs GN), il peut travailler dans tous les processus catalytiques de gaz. Par conséquent, pour les chimistes - il n'est pas de conception de maison, et le réacteur flambant neuf, pas encore tout à fait appris, mais efficace. Apparemment, les effets vont s'intensifier lors de l'application des impulsions rectangulaires ou des vibrations de haute fréquence.
La production de gaz de synthèse.
Le gaz de synthèse est un mélange de H 2 et CO nécessaire pour produire du méthanol. Par conséquent, nous considérons d'abord la technologie du gaz de synthèse. Méthodes traditionnelles de production de CO et de H 2 à partir de méthane (CH 4) consiste dans le fait que le méthane est mélangé avec de la vapeur et on chauffe entre dans le réacteur, où la vapeur-méthane mélange est ajouté à la quantité de dosage d'oxygène. Dans ce cas, les réactions suivantes: [1] CH 4 + 20 2 <-> CO 2 + 2H 2 O + 890 kJ;
[2] CH 4 + H 2 0 <-> CO + SH 2 - 206kdzh;
[3] CH 4 + CO 2 <-> 2CO + ZN 2 - 248kdzh;
[4] 2H 2 + 0 2 <-> 2H 2 O + 484 kJ;
[5] CO 2 + H 2 <-> CO + H 2 0 à 41,2 kJ.
Как видно, некоторые реакции эндотермические — с поглощением тепла — а некоторые экзотермические — с выделением. Наша задача создать такой баланс, чтобы реакции шли с контролируемым выделением тепла. Итак, вначале требуется дозированное смешение Н 2 О и СН 4 . Традиционные методы ведения этого процесса сложны и громоздки. Мы будем насыщать метан водяными парами путем пропускания пузырьков этого газа через нагретую до 100 градусов Цельсия воду, а чтобы пузырьки активно разбивались, размещаем на их пути твердые ферритовые частички размером 1—2 мм. Но в этой массе рано или поздно пузырьки находят дорогу и затем, практически не разбиваясь, проходят по образовавшемуся каналу. Чтобы этого не происходило, частички из феррита и смесительную камеру ставим в соленоид с подачей переменного тока. В этом существенное отличие нашего диспергатора (см.рис 5). Под действием вибрации частиц феррита в пульсирующем магнитном поле пузырьки метана постоянно разбиваются, проходят сложный зигзагообразный путь и насыщаются парами воды. К соленоиду жестких требований нет, поскольку запитывается он от ЛАТРа или от регулятора света (в продаже имеются). Регулировка напряжения на соленоиде необходима, чтобы, изменяя магнитное поле, одновременно изменять и степень насыщения метана парами воды. О цели этих изменений будет сказано ниже. Количество витков в катушке может быть от 500 до 1000. Диаметр провода 0,1— 0,3мм. Труба диспергатора берется из неферромагнитного металла, поэтому в переменном магнитном поле она будет разогреваться. Кроме того, и метан поступает в воду разогретым. Поэтому специального нагревателя для воды не требуется (прим.- ошибочное мнение! Воду предварительно надо нагреть до кипения, например газовой грелкой, иначе не получить нужного количества водяного пара). Ещё необходим бачок для подпитки водой, поскольку она непрерывно расходуется на образование паро-метановой смеси, для этой цели подойдет сливной бачок от стандартного унитаза, чьё сливное отверстие закрывается стальной пластиной, с приваренной сливной трубкой, конец этой трубки вставляется в диспергатор и изгибается вниз на 180°(см.рис.5), делается это с целью безопасности, чтобы исключить попадание газа-метана в бачок.
ВНИМАНИЕ: необходимо расположить бачок таким образом, чтобы уровень воды в смесителе—диспергаторе не поднимался выше 150 мм, т.е. до половины его высоты, это связано с величиной давления в газовой сети (=150 мм водного столба!), иначе вода будет препятствовать проходу газа-метана в диспергатор. Также воду перед подачей в бачок необходимо очистить от примесей хлора. С этим справятся стандартные средства очистки воды для бытовых целей.
Готовая паро-метановая смесь разогревается до температуры 550—600 градусов в ТЕПЛООБМЕННИКЕ. Устройство теплообменника(рис.6) уже достаточно подробно было описано выше (см. рис.1). Поэтому приведем только уточнение размеров. Теплообменник изготавливается из нержавеющей стали, обязательно варится в среде инертного газа. Трубки из нержавеющей стали крепятся к корпусу только сваркой. Наполнитель теплообменника изготовляется из 1—2 миллиметровых частиц керамики. Это может быть, например, дробленая фарфоровая посуда. Наполнять емкость надо достаточно плотно, с обязательным встряхиванием. Возможная ошибка: при недостаточном наполнении теплообменника частицами керамики газ найдет себе дорогу, и потоки будут ламинарными, чем ухудшается теплообмен.
ВНИМАНИЕ:ВСЯ СИСТЕМА ДОЛЖНА БЫТЬ ГЕРМЕТИЧНА. Никаких утечек! В теплообменнике 3.2 (см.рис.10) температуры высокие! Никакие уплотнители не применять — только аргонная сварка.
САМЫМ СЛОЖНЫМ И ОТВЕТСТВЕННЫМ УЗЛОМ УСТАНОВКИ ЯВЛЯЕТСЯ КОНВЕРТОР-РЕАКТОР (см. рис.7), где происходит конверсия метана (превращение его в синтез—газ). 
Конвертор состоит из кислород-паро-метанового смесителя и реакционных каталитических колонн. Вообще, реакция идет с выделением тепла. Однако в нашем случае, чтобы процесс начался, на подводящих трубках проводим нагрев, поскольку мы осуществляем конверсию метана по реакции [2]:
СН 4 + Н 2 О <—> СО + ЗН 2 - 206 кдж ,
avec la perte de chaleur, et par conséquent doit nécessairement totaliser le convertisseur thermique. Pour ce faire, la vapeur du gaz méthane, nous passons à travers le tube, brûleurs chauffés. Convertisseur fonctionne comme suit:
Vapeur-méthane mélange pénètre dans la chambre dans laquelle le tube d'acier inoxydable soudé. Nombre de tubes peut être de 5 à 20 selon la performance désirée du convertisseur. L'espace de la chambre haute devrait nécessairement être serrés avec du sable grossier ou écrasés en céramique ou en acier inoxydable miette, la taille des particules de 0,5-1,5 mm. Il est nécessaire pour un meilleur mélange des gaz, et le plus important - pour plamyagasheniya. En collaboration avec l'air chaud par le feu le méthane pourrait se produire. Par conséquent, dans la chambre supérieure est de remplissage avec la secousse obligatoire et dosypkoy. Tube et la chambre collectrice (en ris7.-bas), juste bourré particules contenant du catalyseur - oxyde de nickel.
Fraction massique de nickel dans le catalyseur lorsqu'il est converti en NiO, ne doit pas être inférieure à 7,5 ± 1,5%. La teneur résiduelle de conversion du méthane en gaz naturel de la vapeur (le ratio de la vapeur: le gaz = 2:1) à une température de 500 ° - 38,5%, tandis que à 800 ° - pas plus de 1,5%. Fraction de masse de «mauvais» en termes de Soz soufre ne doit pas être supérieure à 0,005%.
Produire un tel catalyseur peut être soi-même (mais il vaut mieux trouver un ready-made, catalyseur industriel). Pour ce faire, l'air enflammé particules de nickel. S'il n'ya pas de nickel pur, alors il peut être préparé à partir d'un contenant du nickel 10-15-20-penny pièces de l'URSS. Essuyez-les sur la meule de coupe fin et grossier. Le contact avec abrasif dans la farce est autorisée. La poudre résultant est mis à feu, et mélanger dans un rapport de volume de 1/3 de la poudre avec 2/3 de céramique en poudre (0,5 mm) ou pur sable à grains grossiers.
L'écart entre les parties supérieures des tubes sont remplis à 10 cm dans une isolant thermique à haute température. Ceci est fait afin de ne pas surchauffer la chambre haute. Est-il un moyen facile d'obtenir un isolant thermique. La colle de bureau normal de silicate est mélangé avec 10-15 pour cent en poids de la craie ou du talc finement ou de l'argile. Le mélange est agité à fond. Versez une fine couche de mélange et renvoyer immédiatement chalumeau gâchette. Vskipevshaya dans l'eau de la colle forme pemzoobraznuyu masse blanche. Quand il se refroidit à nouveau, versez dessus une couche de colle et de craie, et encore une fois traité avec une flamme. Et si elle est répétée jusqu'à ce jusqu'à ce qu'ils reçoivent la couche d'isolation thermique nécessaire. Après la fin de l'ensemble convertisseur est placé dans un boîtier en acier, qui est sûr de matériau d'isolation thermique pour supporter des températures jusqu'à 1000 degrés, telle que l'amiante. Brûleur du type à injection peut être n'importe quel, de 5 à 8 éléments. Qui plus est, la chaleur uniformément. Il est également possible en utilisant le système un seul brûleur. Flamme il a plusieurs sorties à travers les trous dans le tuyau. Brûleurs à gaz sont disponibles à la vente, tels que ceux utilisés pour le traitement des skis. Il ya aussi des torches de gaz de vente, de sorte que nous donnons seulement un aperçu général. Горелки должны соединяться параллельно и регулироваться стандартным газовым краном, например, от газовой плиты, но лучше взять автоматический регулятор от бытовой газовой плиты - дороговат, но надёжен и удобен - с его помощью можно задать нужную температуру внутри конвертора-реактора, повысив тем самым степень автономности установки в целом.
ЕЩЁ ОДИН ИЗ ОТВЕТСТВЕННЫХ УЗЛОВ — это эжекторный смеситель подачи воздуха и метана в камеру конвертора (см.рис.8.) Эжекторный смеситель воздуха и метана состоит из двух сопел одно подает метан, насыщенный парами воды, а другое — эжектор воздуха. Воздух поступает от компрессора , количество его регулируется клапаном давления (Рис.9.). Компрессор может быть практически от любого бытового холодильника, давление регулируется от "нуля" до необходимого, которое будет не на много выше давления в газовой магистрали (т.е. =>150 мм.вод.ст.). 
Необходимость подачи воздуха (кислорода) в конвертор обусловлена тем, что по реакции [5] часть водорода должна быть поглощена с выделением СО, тем самым увеличивается количество окиси углерода до пропорции СО:Н 2 == 1:2, т.е. число молей (объемов) водорода должно быть в два раза большим объемов окиси углерода ( прим.- наличие избыточного воздуха приведёт к синтезу побочных продуктов - кислот, высших спиртов - "сивухи" и прочих вредных компонентов) . Но возникновение CO 2 произойдет по реакции [1] с выделением большого количества тепла. Поэтому вначале процесса компрессор мы не включаем и винт держим вывернутым. Воздух не подаем. И по мере разогрева камеры и включении всей системы будем постепенно, включив компрессор и вворачивая винт клапана давления, увеличивать подачу воздуха и одновременно уменьшать пламя на горелках, Контроль будем вести по количеству излишков водорода на выходе из конденсатора метанола (теплообменник 3. и 3.1) через фитиль(13-см.рис.10), сокращая его. Фитиль для дожига излишка синтез—газа представляет собой 8-миллиметровую трубку, длиной 100 мм, набитую медным проводом по всей длине,- чтобы пламя не пошло вниз, в канистру с метанолом. Мы разобрали все узлы установки получения метанола. Как ясно из предыдущего, вся установка состоит из двух основных узлов: конвертора для создания синтез—газа (конверсия метана) и синтезатора метанола. Синтезатор (каталитический насос,см.рис.2) достаточно хорошо описан выше. Единственно, что следует добавить — это необходимость установки теплоизолятора между трубой и катушкой. Как изготовить теплоизолятор, мы сообщали при описании изготовления конвертора (см.рис.7).
ПЕРЕЙДЕМ К ОБЩЕЙ СХЕМЕ УСТАНОВКИ. Работа общей схемы: из газовой магистрали метан поступает через вентиль (14) в теплообменник (3.1), разогревается до 250—300°C, затем поступает в фильтрующий реактор (15), который работает по принципу каталитического насоса (см.рис.2-только диаметр трубы=8см), содержит в себе окись цинка - для очистки газа от примесей серы и лишь затем газ поступает в смеситель—диспергатор (2), где насыщается парами воды. Вода (дистиллированная) добавляется в диспергатор непрерывно из бачка (1). Вышедшая газовая смесь поступает в теплообменник (3.2), где разогревается до 500—600°C и идет в конвертор (4). На NiO — катализаторе при температуре 800°C происходит реакция [2]. Для создания этой температуры работают горелки (12). После установления температурных режимов включается компрессор (5) и постепенно подается воздух в смеситель (11). Повышение давления осуществляется путем вворачивания винта в клапане (8). Одновременно уменьшаем пламя на горелках (12) при помощи вентиля (14.2). Полученный на выходе синтез—газ поступает в теплообменники (3.1; 3.2), где охлаждается до температуры 320—350°. Затем синтез—газ поступает в синтезатор метанола (6), где на катализаторе из смеси одинакового количества ZnO, CuO, CoO происходит превращение его в метанол СН 3 ОН. Смесь газообразных продуктов на выхода охлаждается в теплообменнике (3.3). который описан выше (см.рис.1) и поступает в накопительный бачок (10). В верхней его части находится трубка — фитиль (13), где дожигаются продукты, которые не прореагировали в процессах. Поджигание необходимо, обязательно!
![Работа общей схемы.
Метан через вентиль (14) поступает в теплообменник (3.1), разогревается до 250—300 градусов
и поступает через реактор-фильтр (15) в смеситель—диспергатор (2), где насыщается парами воды.
Вода добавляется в диспергатор непрерывно из бачка(1). Вышедшая газовая смесь поступает в теплообменник (3.2),
где разогревается до 500—600 градусов и идет в конвертор (4).
На NiO — катализаторе при температуре 800—900 градусов происходит реакция [2].
Рабочую температуру создают горелки (12).](/img/goods/1.files/met_16.gif)
QUELQUES CONSEILS. Катализаторы можно готовить самому путем прокаливания порошковых металлов на воздухе. Измерение температуры можно осуществлять при помощи термоиндикаторных красок, которые в настоящее время достаточно распространены. Измерение нужно проводить на входных и выходных трубках. Если термокрасок вы не достанете, можно изготовить сплав олово — свинец — цинк. При определенных, найденных экспериментально пропорциях смешения они будут иметь необходимую температуру плавления. Нанося полученные сплавы на трубки и следя за их плавлением, можно с некоторой погрешностью контролировать температуру. Если вы не допустили образования газовых карманов (т.е. полностью заполнены все полости соответствующей крошкой), если устранили утечки и самое главное — своевременно зажжен и постоянно горит фитиль (11), то установка будет абсолютно безопасна. Подбирая катализаторы можно повышать тепловой КПД, увеличить процент выхода метанола. Для достижения оптимума здесь требуются эксперименты. Они проводятся во многих институтах разных стран. В России к числу таких НИИ относится, например, ГИАП(Государственный институт азотной промышленности). Следует иметь в виду, что получение метанола из природного газа в компактных установках — новое дело, и многие процессы еще недостаточно изучены. В то же время метанол — одно из самых экологически чистых и практически идеальных топлив. И, самое главное, получение его основано на безграничных и возобновляемых ресурсах — метане.
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