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Production de méthanol - additif à haut indice d'octane pour l'essence


Brèves informations sur le méthanol. Méthanol, alcool méthylique, alcool de bois, carbinol, CH 3 OH - l’alcool aliphatique le plus simple, un liquide incolore à la faible odeur rappelant l’odeur de l’alcool éthylique. Le point d'ébullition est + 64,5 ° C, le point de congélation est 97,8 ° C, la densité est 792 g / l. Les limites des concentrations d'explosifs dans l'air sont comprises entre 6,7 et 36% en volume. L'indice d'octane est supérieur à 110. La température d'inflammation est de 467 ° C, la chaleur de combustion de 24 000 kJ / kg étant inférieure à celle de l'essence (44 000 kJ / kg), la consommation de méthanol (en litres) sera environ deux fois plus élevée. En tant que carburant utilisé dans les voitures de course, par exemple dans la "Formule 1".
ALCOOL MÉTHYLIQUE est mélangé dans n'importe quelle concentration avec de l'eau, des solvants organiques et du poison, 30 millilitres de méthanol bue peuvent être LETHAL si vous ne prenez pas de mesures urgentes! Les couples sont aussi toxiques!
Traditionnellement, le méthanol était obtenu par sublimation du bois. Mais une méthode plus prometteuse pour la production de méthanol est le gaz naturel. À l'avenir, avec l'amélioration de cette technologie, d'autres sources de matières premières sont possibles, telles que la biomasse (fumier). Les méthodes industrielles de production d'alcool méthylique ne sont pas encore suffisamment efficaces pour utiliser le méthanol comme carburant, mais dans les décennies à venir, le prix du pétrole ne fera qu'augmenter et la situation pourrait évoluer en faveur de l'alcool à carburant (en particulier lors de l'utilisation de véhicules à piles à combustible). Comme on le sait, le gaz naturel est composé à presque 100% de méthane - CH 4 . En aucun cas, il ne faut confondre celui-ci avec le gaz en bouteille propane-butane, ce dernier est un produit de la fissuration par l'huile et est utilisé directement comme carburant automobile. Cependant, de nombreux automobilistes se chargent d’installer le matériel approprié. Et lors de l'utilisation de méthanol, aucun équipement supplémentaire n'est requis. Nous décrirons en détail comment, en utilisant le méthanol comme carburant, comment augmenter considérablement la puissance du moteur. En attendant, dites simplement que cela est réalisé en augmentant le diamètre des buses principales ou en réduisant la quantité d'air dans le mélange de carburant.
Donc, sur la chimie du processus d’obtention de méthanol à partir de gaz naturel.

Dans le cas d'une oxydation incomplète, le méthane est converti en monoxyde de carbone et en hydrogène, cette réaction se présente comme suit:

2СН 4 + О 2 -> 2СО + 4Н 2 +16,1 kcal.

Un processus technologique plus simple est réalisé par la réaction de conversion du méthane avec de la vapeur d'eau:

CH 4 + H 2 0—> CO + 3N 2 - 49kcal.

Dans la première équation est +16,1 kcal. Cela signifie que la réaction va de pair avec le dégagement de chaleur. Dans le second - avec absorption. Néanmoins, nous allons nous concentrer sur la deuxième méthode de production de monoxyde de carbone et d'hydrogène. Avec la présence de ces deux composants, il est déjà possible de synthétiser directement du méthanol. La réaction est la suivante:

CO + 2H 2 <=> CH 3 OH.

La difficulté tient au fait que le produit final n’est obtenu qu’à haute pression et haute température (P> 20 atm., T = 350 degrés), mais en présence d’un catalyseur, ce processus se déplace vers la droite et à basse pression. Le méthanol résultant est éliminé de la réaction par refroidissement jusqu'à condensation, et les gaz non condensés seront brûlés. Avec une combustion adéquate des résidus d’hydrogène et de CO, aucune substance nocive n’est libérée (les déchets de CO 2 et H 2 0 sont inoffensifs); aucun dispositif d’échappement n’est donc nécessaire. Ensuite, le méthanol est versé dans le tube, toujours avec un sceau (!), Dans le récipient. Comme vous pouvez le constater, le processus chimique est très simple et repose sur deux réactions. Les difficultés ne sont que des mesures technologiques et de sécurité. Nous traitons ici de substances hautement inflammables et toxiques. Nous devons craindre à la fois l’explosion et les fuites de ces gaz. Par conséquent - il est nécessaire de respecter strictement la technologie et les règles de traitement, que nous allons décrire. Pour assembler l’installation, vous devez acheter: une feuille en acier inoxydable (1 mm), un tube en acier inoxydable sans soudure, d’un diamètre extérieur de 6-8 mm, une épaisseur de paroi d’au moins 1 mm et une longueur d’environ 2 mètres, un compresseur provenant de tout réfrigérateur domestique (disponible dans les décharges, mais travaillant). Inutile de dire que le soudage électrique à l'argon sera nécessaire.

Pour une capacité de 10 l / h, l’échangeur de chaleur peut avoir une longueur de 600 mm et, pour 3 l / h, deux cents mm devraient suffire, h à 20 mm. La taille des particules peut varier, l’optimum se situe entre 0,5 et 1 mm.

ECHANGEURS DE CHALEUR

Les échangeurs de chaleur sont généralement constitués de tubes entourés d'un fluide de refroidissement. Dans la vie quotidienne, ils sont appelés "bobines". Pour les liquides dont la conductivité thermique est élevée, un tel échangeur de chaleur peut être acceptable. Mais avec la situation du gaz est complètement différent. Le fait est qu’à faible vitesse, le flux de gaz se déplace de manière laminaire et n’échange pratiquement pas de chaleur avec l’environnement. Regardez la fumée qui monte de la cigarette allumée. Ce feu follet de fumée est le flux laminaire. Le fait même. que la fumée monte, parle de sa température élevée. Et le fait qu'il reste une barre solide à une hauteur de levage d'environ 20 centimètres indique qu'il retient la chaleur. C'est-à-dire qu'à cette distance, même à très basse vitesse, le flux de gaz n'a pas le temps de se refroidir et d'échanger de la chaleur avec de l'air. C'est à cause de l'écoulement laminaire que les échangeurs de chaleur à gaz doivent être volumineux pour être conçus. À l'intérieur de leurs tubes apparaissent des "courants d'air" qui, même des dizaines de mètres, ne permettent pratiquement pas l'échange de chaleur. C'est bien connu de ceux qui ont déjà conduit à la lueur de lune. (Toute expérience est utile!) Un long tube refroidi de manière intensive, le condensat en sort, mais il produit également de la vapeur. Cela signifie que le transfert de chaleur n'est pas assez efficace. Le problème, cependant, a des solutions et il peut être simple. Remplissez le tube avec, par exemple, de la poudre de cuivre (voir fig. 1). Pour une capacité de 10 l / h, l'échangeur thermique peut avoir une longueur de 600 mm. Pour 3 l / h, 200 mm suffisent, hauteur h - 20 mm. La taille des particules peut varier, l’optimum se situe entre 0,5 et 1 mm. Compte tenu des tâches d’échange de chaleur, le matériau de la carrosserie peut être à la fois du fer et du cuivre, et l’aluminium, l’emballage (cuivre, aluminium).

Ensuite, un courant de gaz formera une turbulence autour de chaque particule métallique. Ainsi, les courants d'air sont immédiatement éliminés et le flux devient turbulent. En même temps, le contact du gaz avec la surface refroidie est considérablement accru. La poudre de cuivre contenue dans le tube reçoit ou transfère constamment de la chaleur aux parois et, comme la conductivité thermique du cuivre est environ 100 000 fois plus élevée que la conductivité thermique du gaz, le gaz absorbera assez rapidement la température de la paroi si nous le refroidissons de manière intensive. Il faut garder à l'esprit qu'avec la diminution de la taille des particules et l'augmentation de leur nombre, la résistance au flux de gaz augmente également. Par conséquent, il est difficilement possible d'utiliser des particules inférieures à 0,5-1 mm pour l'échangeur de chaleur. Bien que l'eau de refroidissement coule, il est conseillé de sauter vers le flux de gaz. Cela permet à chaque point de l'échangeur de chaleur d'avoir sa propre température spécifique. Le contact thermique étant proche de l’idéal, la température à la sortie du liquide condensé sera égale à la température du liquide de refroidissement. C'est ce que l'échangeur de chaleur discuté ici est. L'esquisse donnée n'est rien de plus qu'un distillateur, c'est un clair de lune encore, c'est un échangeur de chaleur. La performance d'un tel distillateur est d'environ 10 litres par heure.
Il peut également être utilisé pour presque toutes les applications, y compris une installation de production d'alcool éthylique ordinaire (voir les priorités n ° l91 et n ° 1-2'92). De tels échangeurs de chaleur à hautes performances sont des centaines de fois plus petits que ceux existants.

RÉACTEUR DE POMPE CATALYTIQUE POMPE CATALYTIQUE (RÉACTEUR, voir figure 2)
Dans les procédés chimiques à gaz existants, le catalyseur habituel se présente sous forme de granulés de taille assez importante, de 10 à 30 mm. La surface de contact du gaz avec de telles billes est des milliers de fois inférieure à celle obtenue si nous utilisions des particules de 1 à 1000 microns. Mais alors la perméabilité du gaz est très difficile. De plus, les plus petites particules de catalyseur échouent assez rapidement en raison de la contamination de la surface. Nous avons trouvé un moyen d'augmenter la surface de contact du gaz avec le catalyseur, sans compliquer sa perméabilité dans le réacteur, et en même temps de nettoyer en continu le "empoisonnement" du catalyseur lui-même. Ceci est fait comme suit. Le catalyseur en poudre est mélangé à des particules ferromagnétiques - poudre de fer ou de ferrite, qui peut être obtenue en cassant des aimants provenant de haut-parleurs défectueux (remarque: les ferrites perdent leurs propriétés magnétiques à des températures supérieures à 150 ° C) et, comme les ferrites sont très solides, cette propriété est utile utile dans le futur (lire ci-dessous - pour ne pas ajouter de poudre abrasive). Un mélange de poudre ferromagnétique avec un catalyseur est placé dans un tube non magnétique, par exemple en verre, en céramique ou dans un tube en aluminium ou en cuivre. Maintenant, regardez ce que peut être le schéma. En dehors du tube sont des bobines d'enroulement. Chacun d'eux est allumé par l'intermédiaire de diodes, par exemple, comme indiqué à la Fig.3.

Lorsque le courant alternatif est activé, les enroulements sont commutés en alternance avec une fréquence de 50 Hz. Lorsque cette poudre ferromagnétique comprime et dilate en permanence le catalyseur, fournissant une perméabilité aux gaz pulsés. Si des électroaimants sont inclus dans un réseau triphasé (voir Fig. 4), dans ce cas, une pulsation en translation de la compression est assurée et, en conséquence, le gaz sera comprimé en continu dans le sens longitudinal. Ainsi, le système fonctionne comme une pompe. En même temps, mélangez et gazez le gaz de manière répétée, augmentez-le et multipliez par mille l'intensité du processus sur le catalyseur. Au fil du temps, les particules de catalyseur se frottent les unes contre les autres et autour de la poudre abrasive de ferrite, ce qui les purifie des films contaminants.

Le schéma fonctionne comme suit:

avec une fréquence de 50 Hz, il y a un changement de polarité dans l'alimentation. Le courant passe alternativement dans les enroulements 1.3 et 2.4 (voir Fig. 2). Dans ce cas, un champ magnétique apparaît en eux, qui magnétise les particules ferromagnétiques et les fait interagir les unes avec les autres, entraînant le mouvement des particules de catalyseur. De cette manière, un écoulement de gaz à travers les petites particules se produit alternativement, suivi par une résistance importante exercée par la masse comprimée de particules. Et le plus important: l’activité du catalyseur, qui comprime et décompresse le gaz réactif, pour des raisons qui n’ont pas encore été étudiées, augmente de 20 à 50 fois. Le travail du réacteur catalytique décrit équivaut à un réacteur de 20-30 mètres. La capacité du réacteur peut être augmentée en incluant des enroulements dans un réseau triphasé. Dans ce cas, le système ne fonctionne pas comme une vanne mais comme une pompe active, combinant tous les effets positifs du premier circuit et obligeant en outre le gaz à se déplacer dans le sens du décalage de déphasage. Avec cette inclusion, il est important de choisir le bon phasage. Ainsi, dans le réacteur présenté ici, les facteurs positifs suivants fonctionnent:
Изменённая схема реактора

1. L'augmentation de la surface du catalyseur dans 300-1000 fois en raison de la réduction de la taille des particules.
2. Il y a un nettoyage constant du catalyseur de la contamination de surface.
3. Des pulsations à pression constante des gaz réactifs entre les particules de catalyseur et dans le second schéma, un transfert de gaz à l'intérieur du réacteur lui-même a également lieu.

L'inconvénient de ce réacteur - augmentation de la résistance au flux de gaz - est éliminé par le compactage en alternance - la libération de particules à l'intérieur de bobines paires / impaires. Un détail important: il est nécessaire d'isoler les bobines de la cuve du réacteur. À cet égard, et pour des raisons pratiques, l'auteur du site a apporté les modifications suivantes (voir la figure):
D'une ébauche (bronze ou laiton) d'un diamètre de 50 mm, nous découpons la cuve du réacteur. Les dimensions peuvent être prises comme avant - longueur totale de 160 mm, longueur du réacteur de travail d’environ 140 mm, interne. diamètre 33 mm, épaisseur de paroi d'environ 5 ... 8 mm, c'est-à-dire diamètre extérieur d'environ 50 mm du même diamètre - bouchons, leur épaisseur est de 20 mm et chacun a un filetage M36x1,0 mm et une longueur de 10 mm. Tout cela devrait être fait du même matériau! Des adaptateurs ou simplement des tubes de raccordement en acier sans soudure de diamètre intérieur de 6 ... 8 mm et d'une épaisseur de paroi d'environ 2 mm sont insérés et soudés aux bouchons dans les trous. Cette construction doit être isolée de l'extérieur avec de l'amiante en feuille et divisée sur toute sa longueur en quatre sections utilisant cinq cloisons, également découpées dans de l'amiante en feuille. Pour fixer les cloisons, vous pouvez les enduire de colle silicate. Après séchage, un fil de cuivre (d = 0,15 mm) est appliqué sur chaque section. La résistance, mesurée par un ohmmètre, pour chaque section devrait être d'environ 1200 Ω. Les enroulements sont activés conformément au schéma de la figure 3 à l'aide d'un régulateur de tension (par exemple: transformateur de laboratoire - LATR). Afin d'éviter toute surchauffe des enroulements, ils doivent être refroidis. Vous pouvez ainsi poser des tubes en verre de 6 ... 8 mm de diamètre, avec bobines de soufflage forcé, à commande contrôlée. températures à l'intérieur du réacteur.

Il convient de noter qu'un schéma de réacteur similaire (Fig. 2) a été revendiqué pour un brevet (par G. Vaks), il peut fonctionner dans n'importe quel procédé utilisant des gaz catalytiques. Par conséquent, pour les chimistes, il ne s'agit pas d'un développement domestique, mais d'un réacteur fondamentalement nouveau, pas encore complètement étudié, mais efficace. Apparemment, les effets augmenteront lors de l'application d'impulsions rectangulaires ou d'oscillations à haute fréquence.

DISPERSANT - le méthane y est saturé de vapeur d'eau

SYNTHÈSE DE PRODUCTION - GAZ.

SYNTHESIS - GASOM est un mélange de H 2 et de CO nécessaire à la production de méthanol. Par conséquent, nous considérons d’abord la technologie du gaz de synthèse. Les méthodes traditionnelles de production de CO et de H 2 à partir de méthane (CH 4 ) consistent à mélanger le méthane à la vapeur d’eau et à chauffer le réacteur, où une quantité mesurée d’oxygène est ajoutée au mélange vapeur-méthane. Lorsque cela se produit, les réactions suivantes:

[1] CH 4 + 20 2 <-> CO 2 + 2H 2 O + 890 kj;
[2] CH 4 + H 2 0 <-> CO + 3N 2 - 206 kJ;
[3] СН 4 + СО 2 <-> 2СО + ЗН 2 - 248 kJ;
[4] 2H 2 + 0 2 <-> 2H 2 O + 484 kj;
[5] СО 2 + Н 2 <-> СО + Н 2 0 - 41,2 kJ.

Comme vous pouvez le constater, certaines réactions endothermiques - avec absorption de chaleur - et d'autres exothermiques - avec le dégagement. Notre tâche est de créer un tel équilibre que les réactions se produisent avec un dégagement de chaleur contrôlé. Donc, tout d’abord, un mélange dosé d’H 2 O et de CH 4 est requis. Les méthodes traditionnelles de réalisation de ce processus sont complexes et lourdes. Nous saturerons le méthane de vapeur d'eau en faisant passer des bulles de ce gaz dans de l'eau chauffée à 100 degrés Celsius. Afin que les bulles se cassent activement, nous plaçons des particules de ferrite solides de 1 à 2 mm sur leur chemin. Mais dans cette masse, tôt ou tard, les bulles se frayent un chemin et passent pratiquement sans se rompre dans le canal formé. Pour éviter cela, nous plaçons les particules de la ferrite et de la chambre de mélange dans un solénoïde alimenté en courant alternatif. C'est une différence significative entre notre dispersant (voir Figure 5). Sous l'action de la vibration des particules de ferrite dans un champ magnétique pulsé, les bulles de méthane se brisent constamment, traversent un chemin complexe en zigzag et sont saturées de vapeur d'eau. Le solénoïde n'est soumis à aucune exigence stricte puisqu'il est alimenté par le LATR ou par le gradateur (disponible dans le commerce). Le réglage de la tension sur le solénoïde est nécessaire pour que, en modifiant le champ magnétique, modifie simultanément le degré de saturation du méthane en vapeur d’eau. Le but de ces modifications sera discuté ci-dessous. Le nombre de spires dans la bobine peut aller de 500 à 1000. Le diamètre du fil est compris entre 0,1 et 0,3 mm. Le tube de dispersant est pris dans un métal non ferromagnétique, il va donc chauffer dans un champ magnétique alternatif. En outre, le méthane et pénètre dans l'eau chauffée. Par conséquent, un chauffe-eau spécial n'est pas nécessaire (approximativement. Opinion erronée! L'eau doit d'abord être chauffée à ébullition, par exemple avec un chauffe-gaz, sinon la quantité requise de vapeur d'eau ne sera pas obtenue). Un réservoir est également nécessaire pour l’alimentation en eau, car il est consommé en permanence pour former un mélange vapeur-méthane; un réservoir de vidange d’une cuvette de toilette standard convient à cet effet; son orifice de drainage est recouvert d’une plaque d’acier, d’un tube de drainage soudé, le bout de ce tube étant inséré dans le disperseur et plié vers le bas À 180 ° C (voir figure 5), ceci est fait dans un souci de sécurité, afin d’empêcher le méthane de pénétrer dans le réservoir.
Le mélange vapeur-méthane fini est chauffé à une température de 550 à 600 degrés dans un échangeur de chaleur.

ATTENTION: il est nécessaire de positionner le réservoir de manière à ce que le niveau d'eau dans le mélangeur-disperseur ne dépasse pas 150 mm, c'est-à-dire cela peut être dû à la pression dans le réseau de gaz (= 150 mm de colonne d'eau!), sinon l'eau empêchera le méthane d'entrer dans le dispersant. En outre, l'eau avant d'être introduite dans le réservoir doit être nettoyée des impuretés de chlore. Cela permettra de gérer les produits de purification d'eau standard à usage domestique.
Le mélange vapeur-méthane fini est chauffé à une température de 550 à 600 degrés dans un échangeur de chaleur. Le dispositif de l'échangeur de chaleur (Fig. 6) a déjà été décrit en détail ci-dessus (voir Fig. 1). Par conséquent, nous ne présentons que la spécification des tailles. L'échangeur de chaleur est en acier inoxydable et doit être bouilli dans un gaz inerte. Les tubes en acier inoxydable sont fixés au corps uniquement par soudage. La charge de l'échangeur de chaleur est composée de particules de céramique de 1 à 2 millimètres. Cela peut être, par exemple, de la Chine broyée. Il est nécessaire de remplir le récipient assez étroitement, avec agitation obligatoire. Erreur possible: si l'échangeur de chaleur est insuffisamment rempli de particules de céramique, le gaz va se frayer un chemin et les écoulements seront laminaires, ce qui aggravera l'échange de chaleur.
ATTENTION: TOUT SYSTEME DOIT ETRE SCELLE. Aucune fuite! Dans l'échangeur de chaleur 3.2 (voir figure 10), les températures sont élevées! Aucun sceau n'est utilisé - seulement la soudure à l'argon.

LE KIT LE PLUS DIFFICILE ET RESPONSABLE DE L’INSTALLATION EST UN RÉACTEUR CONVERTISSEUR (voir Fig. 7), où se produit la conversion du méthane (il se transforme en gaz de synthèse). CONVERTISSEUR-RÉACTEUR, voici la conversion du méthane, c’est-à-dire sa conversion en gaz de synthèse. Le convertisseur comprend un mélangeur oxygène-vapeur-méthane et des colonnes catalytiques de réaction. En général, la réaction va de pair avec le dégagement de chaleur. Cependant, dans notre cas, pour que le processus commence, nous effectuons un chauffage sur les conduites d'alimentation, car nous effectuons la conversion du méthane en fonction de la réaction [2]:

СН 4 + Н 2 О <-> СО + ЗН 2 - 206 kJ,

avec la perte de chaleur, ce qui signifie qu'il est nécessaire d'apporter de la chaleur au convertisseur. Pour ce faire, on fait passer le gaz vapeur-méthane à travers des tubes chauffés par des brûleurs. Le convertisseur fonctionne comme suit:
Le mélange vapeur-méthane pénètre dans la chambre dans laquelle sont soudés des tubes en acier inoxydable. Le nombre de tubes peut aller de 5 à 20, en fonction de la performance souhaitée du convertisseur. L'espace de la chambre supérieure doit obligatoirement être très compacté avec du sable grossier, des céramiques concassées ou des lambeaux d'acier inoxydable d'une grosseur de particule comprise entre 0,5 et 1,5 mm. Cela est nécessaire pour un meilleur mélange des gaz et, surtout, pour le soufflage à la flamme. En combinant de l'air avec du méthane chaud, un incendie peut se produire. Par conséquent, l'emballage dans la chambre supérieure est effectué avec l'agitation et le remplissage obligatoires. Les tubes et la chambre de collecte (sur la figure 7) sont remplis de particules contenant un catalyseur: l'oxyde de nickel.
La fraction massique de nickel dans le catalyseur en termes de NiO devrait être d'au moins 7,5 ± 1,5%. La teneur en méthane résiduelle dans le reformage à la vapeur du gaz naturel (rapport vapeur / gaz = 2: 1), à une température de 500 ° C à 38,5% et à 800 ° C - pas plus de 1,5%. La fraction massique de soufre "nocif" en SOZ ne doit pas dépasser 0,005%.
Vous pouvez fabriquer vous-même un tel catalyseur (mais il est préférable de trouver un catalyseur industriel prêt à l'emploi). Pour ce faire, il est nécessaire de calciner des particules de nickel dans l'air. S'il n'y a pas de nickel pur, il peut être préparé à partir de pièces de 10-15-20 kopek contenant du nickel de l'URSS. Effacez-les sur une meule abrasive rugueuse ou une petite fraise. L'abrasif dans le joint est autorisé. Calcifier la poudre obtenue et mélanger dans un rapport de 1/3 du volume de poudre avec 2/3 du volume de céramique broyée (0,5 mm) ou de sable grossier pur.
L'espace entre les sommets des tubes est rempli à 10 cm avec tout isolant haute température. Ceci est fait pour ne pas surchauffer la chambre haute. Il existe un moyen facile d'obtenir un tel isolant thermique. La colle de silicate de bureau ordinaire est mélangée à 10-15% en poids de craie, de talc ou d’argile finement moulus. Mélangez bien. Versez le mélange dans une couche mince et brûlez immédiatement avec le feu du chalumeau. L'eau bouillie dans la colle forme une masse blanche semblable à la pierre ponce. Quand il refroidit, ils versent à nouveau une couche de colle avec de la craie et la traitent à nouveau avec une flamme. Et répétez jusqu'à ce qu'ils reçoivent la couche d'isolant requise. Une fois l’assemblage terminé, le convertisseur est placé dans une boîte en acier, qui est obligatoirement isolée avec un matériau pouvant supporter des températures pouvant atteindre 1 000 degrés, par exemple l’amiante. Les brûleurs à injection peuvent être constitués de 5 à 8 pièces. Plus ils sont nombreux, plus le chauffage est uniforme. Un système utilisant un seul brûleur est également possible. Sa flamme a plusieurs issues à travers les trous du tuyau. Les brûleurs à gaz sont disponibles dans le commerce, par exemple ceux utilisés pour traiter les skis. Il existe également des chalumeaux à gaz à vendre, nous ne donnons donc qu'un schéma général. Les brûleurs doivent être branchés en parallèle et régulés par un robinet de gaz standard, par exemple à partir d'un réchaud à gaz, mais il est préférable de prendre un régulateur automatique d'un réchaud à gaz domestique - coûteux, mais fiable et pratique - vous pouvez l'utiliser pour régler la température souhaitée dans le convertisseur, augmentant ainsi le degré d'autonomie installation en général.

DE PLUS UN DES NŒUDS RESPONSABLES est un mélangeur à éjecteur pour fournir de l’air et du méthane à la chambre du convertisseur (voir figure 8) .Le mélangeur à éjecteur air et méthane se compose de deux buses: l’un fournit du méthane saturé de vapeur d’eau et l’autre est un éjecteur à air. L'air provient du compresseur, sa quantité est régulée par la valve de pression (Fig.9.). Le compresseur peut provenir de presque tous les réfrigérateurs domestiques, la pression est réglée de "zéro" à celui requis, qui ne sera pas beaucoup plus élevée que la pression dans la conduite de gaz (c'est-à-dire => 150 mm d'eau).
La nécessité de fournir de l'air (oxygène) au convertisseur est due au fait que la réaction de [5] nécessite qu'une partie de l'hydrogène soit absorbée avec le dégagement de CO, augmentant ainsi la quantité de monoxyde de carbone dans une proportion de CO: H 2 == 1: 2, c'est-à-dire Le nombre de moles (volumes) d'hydrogène doit être le double de celui du monoxyde de carbone ( remarque: la présence d'excès d'air entraînera la synthèse de sous-produits - acides, alcools supérieurs - émanations de soufre et autres composants nocifs). Mais l’émergence de CO 2 se produira par la réaction de [1] avec le dégagement d’une grande quantité de chaleur. Par conséquent, nous n'allumons pas le compresseur au début du processus et la vis reste fermée. L'air n'est pas fourni. Et à mesure que la chambre se réchauffe et que tout le système est allumé, nous allumerons progressivement le compresseur et visserons la vis de la vanne de pression, augmenterons l'alimentation en air et réduirons simultanément la flamme sur les brûleurs, en contrôlant la quantité d'hydrogène en excès à la sortie du condenseur au méthanol (échangeur de chaleur 3. et 3.1). mèche (13 cm. figure 10), en le réduisant. La mèche utilisée pour la postcombustion du gaz de synthèse en excès est un tube de 8 mm de long, rempli de fil de cuivre sur toute la longueur, de 100 mm de longueur, afin que la flamme ne descende pas dans le bidon avec du méthanol. Nous avons démantelé toutes les unités de l’unité de production de méthanol. Comme il ressort clairement de l’installation précédente, l’ensemble de l’installation comprend deux composants principaux: un convertisseur pour la création de gaz de synthèse (conversion du méthane) et un synthétiseur de méthanol. Le synthétiseur (pompe catalytique, voir figure 2) est très bien décrit ci-dessus. La seule chose à ajouter est la nécessité d'installer un isolant thermique entre le tuyau et le serpentin. Comment fabriquer un isolant thermique, nous l’avons indiqué lors de la description de la fabrication du convertisseur (voir figure 7).

Passons au SCHEMA GENERAL de l’INSTALLATION. Travaux du régime général: à partir de la conduite de gaz, le méthane entre par la vanne (14) dans l’échangeur de chaleur (3.1), chauffe jusqu’à 250–300 ° C, puis entre dans le réacteur de filtration (15), fonctionnant selon le principe de la pompe catalytique (voir Figure 2-5). seulement diamètre du tuyau = 8 cm), contient de l’oxyde de zinc pour nettoyer le gaz des impuretés de soufre, et seulement ensuite le gaz entre dans le mélangeur-disperseur (2), où il est saturé de vapeur d’eau. De l'eau (distillée) est ajoutée en continu au dispersant à partir du réservoir (1). Le mélange de gaz libéré entre dans l'échangeur de chaleur (3.2), où il est chauffé à 500–600 ° C et passe au convertisseur (4). Sur le catalyseur NiO - à une température de 800 ° C, la réaction se produit [2]. Les brûleurs (12) fonctionnent pour créer cette température. Une fois les régimes de température établis, le compresseur (5) est mis en marche et de l’air est progressivement amené au mélangeur (11). La pression est augmentée en tournant la vis dans la valve (8). En même temps, nous réduisons la flamme sur les brûleurs (12) à l'aide de la vanne (14.2). Le gaz de synthèse obtenu à la sortie pénètre dans les échangeurs de chaleur (3.1; 3.2), où il est refroidi à une température de 320–350 ° C. Ensuite, le gaz de synthèse entre dans le synthétiseur de méthanol (6), où il est converti en un mélange de la même quantité de ZnO, CuO, CoO en méthanol CH 3 OH. Le mélange de produits gazeux à la sortie est refroidi dans un échangeur de chaleur (3.3). qui est décrit ci-dessus (voir figure 1) et entre dans le réservoir cumulatif (10). Dans sa partie supérieure se trouve un tube - une mèche (13), où sont brûlés les produits n'ayant pas réagi au cours du processus. La combustion est un must, un must!

Le travail du régime général. Le méthane à travers la vanne (14) entre dans l'échangeur de chaleur (3.1), chauffe jusqu'à 250-300 degrés et entre par le filtre-réacteur (15) dans le mélangeur-disperseur (2), où il est saturé de vapeur d'eau. L'eau est ajoutée au disperseur en continu depuis le réservoir (1). Le mélange gazeux libéré entre dans l'échangeur de chaleur (3.2), où il est chauffé à 500–600 degrés et passe au convertisseur (4). Une réaction se produit sur le catalyseur NiO à une température de 800 à 900 degrés [2]. La température de travail est créée par les brûleurs (12).

PLUSIEURS CONSEILS. Les catalyseurs peuvent être préparés en calcinant des métaux en poudre dans l'air. La mesure de la température peut être effectuée à l’aide de peintures à indicateur thermique, qui sont actuellement très courantes. Les mesures doivent être effectuées sur les tubes d’entrée et de sortie. Si vous ne recevez pas de peintures thermiques, vous pouvez fabriquer un alliage d'étain-plomb-zinc. Avec certaines proportions de mélange déterminées expérimentalement, ils auront le point de fusion nécessaire. En appliquant les alliages obtenus sur les tubes et en observant leur fusion, il est possible de contrôler la température avec une certaine erreur. Si vous n’avez pas autorisé la formation de poches de gaz (c’est-à-dire que toutes les cavités sont complètement remplies avec la miette correspondante), si vous avez éliminé les fuites et surtout, la mèche (11) est allumée à temps et brûle en permanence, l’installation sera absolument sûre. En choisissant des catalyseurs, il est possible d'augmenter l'efficacité thermique, d'augmenter le pourcentage de production de méthanol. Des expériences sont nécessaires ici pour atteindre l'optimum. Ils ont lieu dans de nombreuses institutions de différents pays. En Russie, ces instituts incluent, par exemple, le GIAP (Institut national de l'industrie de l'azote). Il convient de garder à l’esprit que la production de méthanol à partir de gaz naturel dans des installations compactes est une question nouvelle et que de nombreux procédés ne sont pas bien compris. Dans le même temps, le méthanol est l’un des carburants les plus écologiques et les plus parfaits. Et, le plus important, l’obtenir repose sur des ressources illimitées et renouvelables - le méthane.