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Die Methanolproduktion ist ein Additiv mit hoher Oktanzahl für Benzin


Kurze Information über Methanol. Methanol, Methylalkohol, Holzalkohol, Carbinol, CH 3 OH - der einfachste aliphatische Alkohol, farblose Flüssigkeit mit einem schwachen Geruch, der an den Geruch von Ethylalkohol erinnert. Der Siedepunkt beträgt + 64,5 ° C, der Gefrierpunkt beträgt -97,8 ° C und die Dichte beträgt 792 g / l. Die Grenzen der Explosionskonzentration in der Luft sind 6,7-36 Vol .-%. Die Oktanzahl beträgt mehr als 110. Die Zündtemperatur beträgt 467 ° C, der Heizwert beträgt 24000 kJ / kg - weniger als Benzin (44000 kJ / kg), daher ist der Methanolverbrauch (in Liter) etwa doppelt so hoch. B. Kraftstoff in Rennwagen verwendet wird, beispielsweise in "Formula-1".
METHYLALKOHOL wird in beliebigen Konzentrationen mit Wasser, organischen Lösungsmitteln und IUDOVIT gemischt, getrunken 30 Milliliter Methanol kann DEATH sein, sofern keine dringenden Maßnahmen ergriffen werden! Dämpfe sind auch giftig!
Traditionell wurde Methanol durch Sublimation von Holz erhalten. Aber ein vielversprechender Weg, um Methanol zu bekommen - aus Erdgas. Später, wenn sich diese Technologie verbessert, sind andere Rohstoffquellen, beispielsweise Biomasse (Mist), möglich. Industrielle Methanolproduktionsmethoden sind noch nicht effektiv genug, um Methanol als Brennstoff zu verwenden, aber in den kommenden Jahrzehnten wird der Ölpreis nur steigen und die Situation könnte sich zugunsten von Alkoholkraftstoff ändern (insbesondere bei Verwendung von Brennstoffzellenfahrzeugen). Wie Sie wissen, ist Erdgas fast 100% Methan - CH 4 . In keinem Fall sollte es mit Propan-Butan-Ballongas verwechselt werden, letzteres ist ein Produkt von Ölrissen und wird direkt als Kraftstoff für Kraftfahrzeuge verwendet. Dies wird jedoch von vielen Autofahrern durchgeführt, die entsprechende Ausrüstung installieren. Und bei der Verwendung von Methanol ist keine zusätzliche Ausrüstung erforderlich. Wir werden im Detail beschreiben, wie mit Methanol als Kraftstoff die Motorleistung wesentlich gesteigert werden kann. In der Zwischenzeit werden wir nur sagen, dass dies erreicht wird, indem der Durchmesser der Hauptdüsen erhöht wird oder indem die Luftmenge in dem Kraftstoffgemisch reduziert wird.
Also, über die Chemie des Prozesses der Gewinnung von Methanol aus Erdgas.

Methan unter unvollständiger Oxidation wird zu Kohlenmonoxid und Wasserstoff, diese Reaktion ist wie folgt:

2CH 4 + O 2 -> 2 CO + 4H 2 + 16,1 kcal.

Ein einfacherer Prozess wird durch die Reaktion der Umwandlung von Methan mit Wasserdampf durchgeführt:

CH 4 + H 2 0 -> CO + 3H 2 - 49 kcal.

In der ersten Gleichung gibt es +16,1 kcal. Dies bedeutet, dass die Reaktion unter Wärmefreisetzung abläuft. In der Sekunde - mit der Absorption. Dennoch werden wir uns auf die zweite Methode zur Gewinnung von Kohlenmonoxid und Wasserstoff konzentrieren. Mit diesen zwei Komponenten kann Methanol direkt synthetisiert werden. Die Reaktion verläuft gemäß der folgenden Formel:

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

Die Schwierigkeit besteht darin, dass das Endprodukt nur bei hohem Druck und hoher Temperatur erhalten wird (P> 20 atm, T = 350 Grad), aber in Gegenwart eines Katalysators verschiebt sich dieser Prozess nach rechts und bei niedrigem Druck. Das resultierende Methanol wird durch Abkühlen bis zur Kondensation aus der Reaktion entfernt und nicht kondensierte Gase werden verbrannt. Bei ordnungsgemäßer Verbrennung von Wasserstoff- und CO-Rückständen werden keine Schadstoffe freigesetzt (CO 2 - und H 2 0-Abfälle sind unschädlich), so dass keine Absauganlagen benötigt werden. Dann wird Methanol durch das Rohr, unbedingt mit der Dichtung (!), In den Kanister gegossen. Wie Sie sehen können, ist der chemische Prozess sehr einfach, er basiert auf zwei Reaktionen. Schwierigkeiten sind nur technologischer und sicherheitstechnischer Natur. Wir haben es hier mit leicht entzündlichen und giftigen Stoffen zu tun. Sie müssen sich sowohl vor der Explosion als auch vor dem Austreten dieser Gase in Acht nehmen. Deshalb - es ist nötig streng die Technologie und die Regeln der Behandlung zu beachten, die wir beschreiben werden. Um die Anlage zu montieren, müssen Sie kaufen: ein Blech aus rostfreiem Stahl (1mm), ein nahtloses Edelstahlrohr, ein Außendurchmesser von 6-8mm, eine Wandstärke von mindestens 1mm und eine Länge von etwa 2 Metern, ein Kompressor aus jedem Haushaltskühlschrank (kann von Mülldeponien stammen, aber ein Arbeiter). Nun, unnötig zu sagen, wird es notwendig sein, Argon-Elektroschweißen zu haben.

Bei einer Kapazität von 10 l / h kann der Wärmetauscher 600 mm lang sein, und für 200 l / h 200 mm sollte h - 20 mm ausreichen. Die Partikelgrößen können variieren, das Optimum irgendwo im Bereich von 0,5-1 mm.

WÄRMEAUSTAUSCHER

Wärmetauscher bestehen üblicherweise aus Rohren, die von einem Kühlmedium umgeben sind. Im Alltag werden sie "Coils" genannt. Für Flüssigkeiten mit einer hohen Wärmeleitfähigkeit kann ein solcher Wärmetauscher akzeptabel sein. Aber mit der Gas-Situation ist das ganz anders. Tatsache ist, dass sich der Gasfluss bei niedrigen Geschwindigkeiten laminar bewegt und praktisch keine Wärme mit der Umgebung austauscht. Schau dir den Rauch an, der von der brennenden Zigarette aufsteigt. Diese dünne Rinnsal ist eine laminare Strömung. Die Tatsache. dass der Rauch aufsteigt, spricht von seiner Hitze. Und die Tatsache, dass es bis zu einer Höhe von bis zu 20 cm eine feste Stange bleibt, zeigt an, dass es Wärme speichert. Das heißt, in dieser Entfernung selbst bei sehr niedrigen Geschwindigkeiten hat der Gasstrom keine Zeit, sich abzukühlen, um Wärme mit Luft auszutauschen. Aufgrund der laminaren Strömung müssen Gaswärmetauscher umständlich gebaut werden. In ihren Röhren gibt es "Zugerscheinungen", die selbst bei Zehnermetern praktisch keinen Wärmeaustausch geben. Denjenigen, die jemals Mondschein gefahren sind, ist das wohl bekannt. (Jedes Experiment ist nützlich!) Ein langes, stark abgekühltes Rohr, aus dem Kondensat fließt, aber auch Dampf. Daher ist die Wärmeübertragung nicht effektiv genug. Das Problem hat jedoch Lösungen und es kann einfach sein. Füllen Sie das Rohr zum Beispiel mit Kupferpulver (siehe Abb. 1). Bei einer Kapazität von 10 l / h kann der Wärmetauscher 600 mm lang und für 200 l / h 200 mm und h - 20 mm für 3 l / h sein. Die Partikelgrößen können variieren, das Optimum irgendwo im Bereich von 0,5-1 mm. Betrachtet man die Aufgaben des Wärmeaustausches, kann das Material des Rumpfes Eisen, Kupfer und Aluminium sein, das Füllmaterial - Kupfer, Aluminium - das gibt es.

Dann wird um jeden Teil des Metalls ein Gaströpfchen Wirbel bilden. Dadurch werden Zugerscheinungen sofort beseitigt und die Strömung wird turbulent. Gleichzeitig erhöht sich der Kontakt von Gas mit der gekühlten Oberfläche in hohem Maße. Das in das Rohr eingefüllte Kupferpulver nimmt die Wände ständig auf oder gibt Wärme, und da die Wärmeleitfähigkeit von Kupfer etwa 100.000 mal höher ist als die Wärmeleitfähigkeit des Gases, nimmt das Gas vergleichsweise schnell die Wandtemperatur an, wenn wir sie intensiv kühlen. Es ist zu berücksichtigen, dass mit abnehmenden Partikelgrößen und zunehmender Anzahl auch der Widerstand gegen den Gasfluss zunimmt. Daher ist es kaum möglich, Teilchen kleiner als 0,5-1 mm für einen Wärmetauscher zu verwenden. Natürlich ist fließendes Kühlwasser empfehlenswert, um in Richtung des Gasflusses zu strömen. Dies ermöglicht es, an jedem Punkt des Wärmetauschers eine bestimmte Temperatur zu haben. Da der thermische Kontakt bei uns fast ideal ist, wird die Temperatur am Ausgang der kondensierten Flüssigkeit gleich der Temperatur der kühlenden Flüssigkeit sein. Dies ist der hier diskutierte Wärmetauscher. Die obige Skizze ist nichts anderes als eine Brennerei, es ist auch eine Mondscheinmaschine, es ist auch ein Wärmetauscher. Die Kapazität eines solchen Brenners wird auf 10 Liter pro Stunde geschätzt.
Es kann auch für fast jeden Zweck verwendet werden, einschließlich einer Einheit zur Herstellung von normalem Ethylalkohol (siehe Priorität Nr. 1'91g und Nr. 1-2'92g). Solche Wärmeaustauscher mit großer Produktivität sind hundertmal kleiner als bestehende.

KATALYTISCHER PUMPENREAKTOR KATALYTISCHE PUMPE (REAKTOR, siehe Abb. 2)
In den bestehenden chemischen Gasprozessen geht der übliche Katalysator in Körnchen einer ziemlich beträchtlichen Größe von 10 bis 30 mm. Die Kontaktfläche von Gas mit solchen Kugeln ist tausendmal kleiner als bei Verwendung von Partikeln von 1-1000 μm. Aber dann ist die Durchgängigkeit von Gas sehr schwierig. Darüber hinaus werden die kleinsten Partikel des Katalysators aufgrund von Oberflächenkontamination bald versagen. Wir haben einen Weg gefunden, die Kontaktfläche des Gases mit dem Katalysator zu vergrßern, ohne seine Durchgängigkeit in dem Reaktor zu behindern, und gleichzeitig die sogenannte "Vergiftung" des Katalysators selbst kontinuierlich zu reinigen. Dies geschieht wie folgt. Der Pulverkatalysator wird mit ferromagnetischen Partikeln - Eisen- oder Ferritpulver - gemischt, die durch Zerbrechen von Magneten aus defekten Lautsprechern erhalten werden (Anmerkung: Ferrite verlieren magnetische Eigenschaften bei Temperaturen über 150 ° C), und da Ferrite sehr fest sind, ist dies ihre nützliche Eigenschaft nützlich in der Zukunft (lesen Sie unten - um Schleifpulver nicht spezifisch hinzuzufügen). Eine Mischung von ferromagnetischem Pulver mit einem Katalysator wird in eine nichtmagnetische Röhre, beispielsweise Glas, Keramik, gegeben und kann in Aluminium oder Kupfer hergestellt werden. Jetzt sehen Sie, was das Schema sein kann. Die Spulenwindungen verlaufen von außerhalb des Rohres. Jeder von ihnen wird beispielsweise über Dioden eingeschaltet, wie in Abb.

Wenn der Wechselstrom eingeschaltet wird, werden die Wicklungen abwechselnd mit einer Frequenz von 50 Hz geschaltet. Zur gleichen Zeit komprimiert und dehnt das ferromagnetische Pulver den Katalysator kontinuierlich und liefert eine pulsierende Gaspermeabilität. Wenn wir die Elektromagneten in ein Dreiphasennetzwerk einbeziehen (siehe Fig. 4), dann ist in diesem Fall die Druckpulsation der Kompressionen sichergestellt, und als Ergebnis wird sich das Gas kontinuierlich in der Längsrichtung vorwärts zusammenziehen. Somit funktioniert das System wie eine Pumpe. Gleichzeitig - das Gas wiederholt mischen, verdichten und expandieren und die Intensität des Prozesses auf dem Katalysator um das Tausendfache steigern. Parallel dazu reiben die Katalysatorteilchen aneinander und das Ferrit-Schleifpulver, was zu ihrer Reinigung von den verschmutzenden Filmen führt.

Das Schema funktioniert wie folgt:

Bei einer Frequenz von 50 Hz ändert sich die Polarität am Netzteil. Der Strom fließt abwechselnd durch die Wicklungen 1,3 und 2,4 (siehe Abbildung 2). In diesem Fall erscheint ein magnetisches Feld in ihnen, das die ferromagnetischen Partikel magnetisiert und zwingt sie miteinander zu interagieren, wobei die Katalysatorteilchen in Bewegung sind. Auf diese Weise tritt die Durchgängigkeit durch die kleinen Teilchen abwechselnd für das Gas auf, ersetzt durch einen großen Widerstand, der durch die komprimierte Teilchenmasse ausgeübt wird. Und am wichtigsten: Die Aktivität des Katalysators, der das reagierende Gas komprimiert und dekomprimiert, wird aus noch nicht untersuchten Gründen um das 20- bis 50-fache erhöht. Der Betrieb des beschriebenen katalytischen Reaktors entspricht einem 20 bis 30 Meter großen Reaktor. Erhöhte Reaktorproduktivität ist möglich, einschließlich Wicklungen in einem Dreiphasennetzwerk. In diesem Fall arbeitet das System nicht als ein Ventil, sondern als eine aktive Pumpe, die alle positiven Effekte des ersten Kreises kombiniert und zusätzlich das Gas dazu zwingt, sich in der Richtung der Verschiebung der Phasenverschiebung zu bewegen. Bei einer solchen Einbeziehung ist es wichtig, die richtige Phaseneinstellung zu wählen. In dem hier gezeigten Reaktor funktionieren also die folgenden positiven Faktoren:
Изменённая схема реактора

1. Die Zunahme der Fläche des Katalysators beträgt 300-1000 mal aufgrund der Abnahme der Teilchengröße.
2. Der Katalysator wird kontinuierlich von Oberflächenverunreinigungen gereinigt.
3. Konstante Druckpulsationen der reagierenden Gase zwischen den Katalysatorteilchen, und im zweiten Schema findet zusätzlich eine Gasübertragung innerhalb des Reaktors selbst statt.

Der Nachteil dieses Reaktors - erhöhter Widerstand gegen Gasströmung - wird durch abwechselnde Verdichtung - die Freisetzung von Partikeln innerhalb von ungeraden Spulen - eliminiert. Ein wichtiges Detail: Es ist notwendig, die Spulen vom Reaktorbehälter zu isolieren. In diesem Zusammenhang sowie aus praktischen Erwägungen hat der Autor der Seite folgende Änderungen vorgenommen (siehe rechts):
Aus einem Schwein (Bronze oder Messing) mit einem Durchmesser von 50 mm schneiden wir den Reaktorbehälter aus. Die Abmessungen können wie zuvor genommen werden - 160 mm Gesamtlänge, Arbeitsreaktorlänge ca. 140 mm, innen. Durchmesser 33 mm, Wanddicke ungefähr 5 ... 8 mm, d.h. Außendurchmesser von etwa 50 mm und den gleichen Durchmesser - Stecker, ihre Dicke beträgt 20 mm und auf jedem Gewinde M36x1,0mm und Länge von 10mm geschnitten werden. All das muss aus dem gleichen Material gemacht werden! Zum Einstecken in die Löcher werden Adapternippel eingesetzt und verschweißt oder einfach nahtlose Stahlrohre mit einem Innendurchmesser von 6 ... 8 mm und einer Wandstärke von ca. 2 mm miteinander verbunden. Diese Konstruktion muss von außen mit Blattasbest isoliert und über ihre gesamte Länge in vier Abschnitte unterteilt werden, wobei fünf Trennwände verwendet werden, die ebenfalls aus Plattenasbest geschnitten sind. Um die Trennwände zu fixieren, können Sie sie mit Silikatkleber bestreichen, nach dem Trocknen wird der Kupferdraht (d = 0,15 mm) in jedem Abschnitt gewickelt. Der von einem Ohmmeter für jeden Abschnitt gemessene Widerstand sollte etwa 1200 Ohm betragen. Die Wicklungen werden über den Spannungsregler (zB Labortransformator - LATR) eingeschaltet, um eine Überhitzung der Wicklungen zu vermeiden, sie müssen gekühlt werden, dazu können Glasröhren mit einem Durchmesser von 6 ... 8mm unter den Wicklungen verlegt werden, Zwangsspulen ist möglich, mit Kontrolle Temperatur innerhalb des Reaktors.

Es sollte bemerkt werden, dass ein ähnliches Schema des Reaktors (Abb. 2) für ein Patent (Autor - GN Vaks) beansprucht wurde, kann es in irgendwelchen katalytischen Gasprozessen arbeiten. Für Chemiker ist dies also keine hausgemachte Entwicklung, sondern ein grundlegend neuer, noch nicht vollständig erforschter, aber effektiver Reaktor. Aller Wahrscheinlichkeit nach werden die Effekte durch die Lieferung von Rechteckimpulsen oder Hochfrequenzoszillationen verstärkt.

Dispergierer - in ihm ist Methan mit Wasserdampf gesättigt

SYNTHETISCHE GASPRODUKTION.

SYNTHESIS-GAS ist die Mischung von H 2 und CO, notwendig für die Produktion von Methanol. Daher betrachten wir zunächst die Technologie des Synthesegases. Die herkömmlichen Verfahren zur Herstellung von CO und H 2 aus Methan (CH 4 ) bestehen darin, dass Methan mit Wasserdampf gemischt wird und im erwärmten Zustand in den Reaktor eintritt, wo eine abgemessene Menge an Sauerstoff zu dem Dampf-Methan-Gemisch zugegeben wird. Folgende Reaktionen treten auf:

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

Wie man sieht, einige endotherme Reaktionen - mit Wärmeabsorption - und einige exotherm - mit Ausscheidung. Unsere Aufgabe ist es, eine Balance zu schaffen, so dass die Reaktionen mit kontrollierter Wärmefreisetzung ablaufen. Daher ist zu Beginn eine dosierte Mischung von H 2 O und CH 4 erforderlich. Traditionelle Verfahren zur Durchführung dieses Prozesses sind komplex und umständlich. Wir werden Methan mit Wasserdampf durchtränken, indem wir Blasen dieses Gases durch erhitztes Wasser auf 100 Grad Celsius bringen, und damit die Vesikel aktiv zerbrechen, setzen wir feste Ferritpartikel 1-2 mm in ihren Weg. Aber in dieser Masse finden die Blasen früher oder später ihren Weg und gehen dann, praktisch ohne zu brechen, durch den gebildeten Kanal. Um dies zu verhindern, setzen wir die Ferritpartikel und die Mischkammer in ein Magnetventil mit Wechselstromversorgung. Dies ist der wesentliche Unterschied zwischen unserem Dispergiermittel (siehe Fig. 5). Unter dem Einfluss der Vibration von Ferritpartikeln in einem pulsierenden Magnetfeld werden Methanblasen ständig gebrochen, passieren einen komplexen Zickzackweg und sind mit Wasserdampf gesättigt. Es gibt keine starren Anforderungen an das Solenoid, da es vom LATR oder vom Lichtregler (im Handel erhältlich) betrieben wird. Die Einstellung der Spannung an dem Solenoid ist notwendig, um den Grad der Sättigung von Methan mit Wasserdampf gleichzeitig zu ändern, indem das Magnetfeld geändert wird. Der Zweck dieser Änderungen wird nachstehend erörtert. Die Anzahl der Windungen in der Spule kann zwischen 500 und 1000 liegen. Der Durchmesser des Drahtes beträgt 0,1-0,3 mm. Das Dispergiermittelrohr wird von einem nicht ferromagnetischen Metall genommen, so dass es in einem magnetischen Wechselfeld erhitzt wird. Darüber hinaus und Methan tritt in das Wasser erhitzt. Daher gibt es keine spezielle Heizung für Wasser (Hinweis: falsche Meinung! Wasser muss zuerst zum Kochen gebracht werden, zum Beispiel mit einer Gasheizung, sonst bekommt man nicht die richtige Menge an Wasserdampf). Ein weiterer Tank wird zur Nachspeisung benötigt, da er kontinuierlich zur Bildung eines Dampf-Methan-Gemisches verbraucht wird, hierzu wird ein Ablauftank aus einer Standard-Toilettenschüssel, deren Ablaufloch durch eine Stahlplatte mit einem aufgeschweißten Abflussrohr verschlossen ist, eingesetzt, dessen Ende in das Dispergiermittel eingeführt und nach unten gebogen wird 180 ° (siehe Abb. 5) erfolgt dies aus Sicherheitsgründen, um das Eindringen von Methangas in den Tank auszuschließen.
Das fertige Dampf-Methan-Gemisch wird in einem Wärmetauscher auf eine Temperatur von 550-600 Grad erhitzt

ACHTUNG: Der Tank muss so aufgestellt werden, dass der Wasserspiegel im Mischer-Dispergiermittel nicht über 150 mm ansteigt. bis zu halber Höhe ist dies auf den Druck im Gasnetz zurückzuführen (= 150 mm Wassersäule!), ansonsten verhindert Wasser den Durchtritt von Methangas in das Dispergiermittel. Außerdem muss das Wasser vor dem Einfüllen in den Tank von Chlorverunreinigungen gereinigt werden. Standardmäßige Wasserreinigungsmittel für Haushaltszwecke werden dies bewältigen.
Das fertige Dampf-Methan-Gemisch wird in einem WÄRMETAUSCHER auf eine Temperatur von 550-600 Grad erhitzt. Die Vorrichtung des Wärmetauschers (Fig. 6) wurde bereits oben ausführlich beschrieben (siehe Fig. 1). Daher geben wir nur eine Verfeinerung der Dimensionen. Der Wärmetauscher ist aus rostfreiem Stahl, er wird notwendigerweise in einer Inertgasumgebung gebraut. Edelstahlrohre werden nur durch Schweißen an der Karosserie befestigt. Der Wärmetauscherfüller besteht aus 1-2 mm Keramikpartikeln. Dies können beispielsweise zerkleinerte Porzellanschalen sein. Es ist notwendig, den Behälter ausreichend fest zu füllen, mit obligatorischem Schütteln. Möglicher Fehler: Wenn der Wärmetauscher nicht ausreichend mit Keramikpartikeln gefüllt ist, wird das Gas seinen Weg finden, und die Ströme werden laminar sein, da sich der Wärmeaustausch verschlechtert.
ACHTUNG: ALLE SYSTEME MÜSSEN DICHT SEIN. Keine Lecks! Im Wärmetauscher 3.2 (siehe Abb. 10) sind die Temperaturen hoch! Es werden keine Dichtungen verwendet - nur Argonschweißen.

Die komplexeste und verantwortungsvollste Einheit der Anlage ist der Konverter-Reaktor (siehe Abb. 7), in dem die Umwandlung von Methan stattfindet (Umwandlung in Synthesegas). KONVERTER-REAKTOR, es gibt eine Umwandlung von Methan, das heißt, seine Umwandlung in Synthesegas. Der Konverter besteht aus einem Sauerstoff-Dampf-Methan-Mischer und Reaktionskatalysesäulen. Im allgemeinen verläuft die Reaktion unter Wärmefreisetzung. In unserem Fall führen wir für den Prozess jedoch eine Heizung an den Versorgungsleitungen durch, da wir die Methanumwandlung entsprechend der Reaktion durchführen [2]:

CH 4 + H 2 O <-> CO + 3H 2 - 206 kJ,

mit dem Verlust von Wärme, was bedeutet, dass es notwendig ist, Wärme an den Konverter zu liefern. Dazu leiten wir das Dampf-Methangas durch die von den Brennern beheizten Rohre. Der Konverter funktioniert wie folgt:
Das Dampf-Methan-Gemisch tritt in die Kammer ein, in der Edelstahlrohre verschweißt sind. Die Anzahl der Röhren kann von 5 bis 20 betragen, abhängig von der gewünschten Leistung des Konverters. Der Raum der oberen Kammer muss notwendigerweise dicht mit grobkörnigem Sand oder zermahlenen Keramiken oder Krümeln aus rostfreiem Stahl gefüllt sein, wobei die Teilchengrößen 0,5-1,5 mm betragen. Dies ist notwendig für eine bessere Durchmischung von Gasen und vor allem für die Flammhemmung. Wenn die Luft mit heißem Methan gemischt wird, kann ein Feuer entstehen. Daher wird in der oberen Kammer die Verpackung mit obligatorischem Schütteln und Füllen durchgeführt. Die Rohre und die Sammelkammer (in Fig. 7 unten) sind gerade mit Partikeln gefüllt, die den Katalysator Nickeloxid enthalten.
Der Massenanteil von Nickel im Katalysator bei der Neuberechnung zu NiO sollte mindestens 7,5 ± 1,5% betragen. Der Restgehalt von Methan bei der Umwandlung von Erdgas mit Wasserdampf (Dampf: Gas = 2: 1), bei einer Temperatur von 500 ° - 38,5% und bei 800 ° - nicht mehr als 1,5%. Massenanteil von "schädlichem" Schwefel in Bezug auf SÖZ sollte nicht mehr als 0,005% betragen.
Es ist möglich, einen solchen Katalysator herzustellen (es ist jedoch besser, einen gebrauchsfertigen, industriellen Katalysator zu finden). Um dies zu tun, ist es notwendig, Nickelteilchen in der Luft zu kalzinieren. Wenn es kein reines Nickel gibt, dann kann es aus nickelhaltigen 10-15-20-Penny-Münzen der UdSSR hergestellt werden. Lösche sie auf einer groben Schleifscheibe oder einem kleinen Cutter. Kontakt mit Schleifmittel ist erlaubt. Das resultierende Pulver wird calciniert und in einem Verhältnis von 1/3 des Volumens des Pulvers mit 2/3 des Volumens der gemahlenen Keramik (0,5 mm) oder des reinen grobkörnigen Sandes vermischt.
Der Spalt zwischen den oberen Teilen der Rohre ist mit einem Hochtemperaturwärmeisolator um 10 cm ausgefüllt. Dies geschieht, um die obere Kammer nicht zu überhitzen. Es gibt einen einfachen Weg, einen solchen Wärmeisolator zu bekommen. Der übliche klerikale Silikatkleber wird mit 10-15 Gew .-% fein kreidter Kreide oder Talk oder Ton vermischt. Gründlich umrühren. Gießen Sie die Mischung in einer dünnen Schicht und sofort mit einer Lötlampe kauterisieren. Das Wasser, das in dem Kleber gekocht hat, bildet eine bimsähnliche weiße Masse. Wenn es abkühlt, gießen Sie eine Schicht des Klebers mit Kreide wieder darauf und behandeln Sie es wieder mit einer Flamme. Und so wiederholen Sie, bis sie die notwendige Schicht des Wärmeisolators bekommen. Nach dem Ende der Konverteranordnung wird es in eine Stahlbox gelegt, die notwendigerweise mit einem Material isoliert ist, das Temperaturen von bis zu 1000 Grad aushalten kann, beispielsweise Asbest. Brenner der Einspritzungsart, können irgendwelche sein, von 5 Stücken zu 8. Je mehr sie sind, desto einheitlicher ist die Heizung. Ein System mit einem einzigen Brenner ist ebenfalls möglich. Seine Flamme hat mehrere Auslässe durch die Löcher im Rohr. Gasbrenner sind im Handel erhältlich, beispielsweise solche, die zur Verarbeitung von Skiern verwendet werden. Es gibt auch Gaslötlampen im Angebot, daher geben wir nur einen allgemeinen Überblick. Brenner müssen parallel geschaltet und durch ein Standard-Gasventil geregelt werden, zum Beispiel von einem Gasherd, aber es ist besser, einen automatischen Regler von einem Haushaltsgasherd zu nehmen - teuer, aber zuverlässig und bequem - damit kann man die gewünschte Temperatur im Konverterreaktor einstellen und dadurch den Autarkiegrad erhöhen Installation als Ganzes.

EIN WEITERER DER VERANTWORTLICHEN KNOTEN ist ein Ejektormischer zur Zufuhr von Luft und Methan in die Konverterkammer (siehe Abb. 8) Der Ejektormischer aus Luft und Methan besteht aus zwei Düsen, eine für Methan, die mit Wasserdampf gesättigt ist, und die andere - ein Luftauswerfer. Die Luft kommt vom Kompressor, die Menge wird vom Druckventil reguliert (Abb. 9). Der Kompressor kann praktisch von jedem Haushaltskühlschrank sein, der Druck wird von "Null" auf den erforderlichen geregelt, der nicht viel höher sein wird als der Druck in der Gasleitung (dh => 150 mmHg).
Die Notwendigkeit, dem Konverter Luft (Sauerstoff) zuzuführen, ist darauf zurückzuführen, dass gemäß der Reaktion [5] ein Teil des Wasserstoffs unter Freisetzung von CO absorbiert werden muss, wodurch die Menge an Kohlenmonoxid bis zu einem CO-Anteil erhöht wird: H 2 = 1: 2, d.h. die Anzahl der Mole (Volumina) an Wasserstoff sollte doppelt so hoch wie die Menge an Kohlenmonoxid sein ( Anmerkung: das Vorhandensein von überschüssiger Luft führt zur Synthese von Nebenprodukten - Säuren, höheren Alkoholen - "Sivuhi" und anderen schädlichen Komponenten). Das Auftreten von CO 2 wird jedoch durch die Reaktion [1] unter Freisetzung einer großen Wärmemenge stattfinden. Deshalb schalten wir zu Beginn des Verdichterprozesses die Schraube nicht ein und halten sie fest. Die Luft wird nicht serviert. Wenn sich die Kamera erwärmt und das gesamte System eingeschaltet wird, wird allmählich durch Einschalten des Kompressors und Anschrauben der Druckventilschraube die Luftzufuhr erhöht und gleichzeitig die Flamme auf den Brennern verringert.Wir werden die Menge des überschüssigen Wasserstoffs am Ausgang des Methanolkondensators (Wärmetauscher 3. und 3.1) kontrollieren ein Docht (13-cm. 10), schneiden Sie es. Der Docht zum Abbrennen des überschüssigen Synthesegases ist ein 8 mm langes, 100 mm langes Rohr, das über die gesamte Länge mit Kupferdraht gefüllt ist - damit die Flamme nicht in eine Dose Methanol abfließt. Wir demontierten alle Einheiten der Methanolproduktionseinheit. Wie aus dem Vorhergehenden hervorgeht, besteht die gesamte Anlage aus zwei Haupteinheiten: einem Konverter zur Erzeugung von Synthesegas (Methanumwandlung) und einem Methanolsynthesizer. Der Synthesizer (katalytische Pumpe, siehe Fig. 2) ist ziemlich gut oben beschrieben. Das einzige, was hinzugefügt werden sollte, ist die Notwendigkeit, einen Wärmeisolator zwischen dem Rohr und der Spule zu installieren. Wie man einen Wärmeisolator herstellt, berichteten wir bei der Beschreibung der Herstellung des Konverters (siehe Abb. 7).

ZURÜCK ZUM ALLGEMEINEN SYSTEM DER INSTALLATION. Der Betrieb des allgemeinen Schemas: Methan fließt von der Gasleitung durch das Ventil (14) in den Wärmeaustauscher (3.1), erwärmt sich auf 250-300 ° C, tritt dann in den Filterreaktor (15) ein, der nach dem Prinzip einer katalytischen Pumpe arbeitet (siehe Abb.2- nur der Durchmesser des Rohres = 8cm), enthält Zinkoxid - um das Gas von Schwefelverunreinigungen zu reinigen und gelangt erst dann in das Mischer-Dispergiermittel (2), wo es mit Wasserdampf gesättigt ist. Wasser (destilliert) wird dem Dispergiermittel kontinuierlich aus dem Tank (1) zugegeben. Das freigesetzte Gasgemisch tritt in den Wärmetauscher (3.2) ein, wo es auf 500-600 ° C erhitzt wird und zum Konverter (4) gelangt. Auf einem NiO-Katalysator bei einer Temperatur von 800 ° C findet eine Reaktion statt [2]. Um diese Temperatur zu erzeugen, arbeiten Brenner (12). Nachdem die Temperaturbedingungen hergestellt sind, wird der Kompressor (5) eingeschaltet und Luft wird allmählich dem Mischer (11) zugeführt. Der Druck wird durch Verschrauben der Schraube im Ventil (8) erhöht. Gleichzeitig reduzieren wir die Flamme an den Brennern (12) mittels eines Ventils (14.2). Das am Austritt erzeugte Synthesegas tritt in die Wärmetauscher (3.1, 3.2) ein, wo es auf eine Temperatur von 320-350 ° abgekühlt wird. Das Synthesegas wird dann einem Methanolsynthesizer (6) zugeführt, wo ein Katalysator aus einer Mischung der gleichen Menge ZnO, CuO, CoO in Methanol CH 3 OH umgewandelt wird. Das Gemisch aus gasförmigen Produkten am Auslass wird im Wärmetauscher (3.3) gekühlt. welches oben beschrieben wurde (siehe Fig. 1) und in den Vorratstank (10) eintritt. An der Oberseite befindet sich ein Rohr - Docht (13), wo die Produkte, die bei den Prozessen nicht reagiert haben, verbrannt werden. Zündung ist notwendig, notwendig!

Arbeit des allgemeinen Systems. Methan tritt durch das Ventil (14) in den Wärmetauscher (3.1) ein, erwärmt sich auf 250-300 Grad und gelangt durch den Filterreaktor (15) zum Dispergiermittelmischer (2), wo es mit Wasserdampf gesättigt ist. Dem Dispergiermittel wird kontinuierlich Wasser aus dem Tank (1) zugesetzt. Das freigesetzte Gasgemisch gelangt in den Wärmetauscher (3.2), wo es auf 500-600 Grad erhitzt wird und zum Konverter (4) gelangt. Auf dem NiO-Katalysator tritt bei einer Temperatur von 800-900 Grad eine Reaktion auf [2]. Die Brenner (12) erzeugen die Arbeitstemperatur.

Mehrere Tipps. Katalysatoren können durch Calcinieren von Pulvermetallen in Luft hergestellt werden. Die Temperaturmessung kann mit Hilfe von thermischen Anzeigen durchgeführt werden, die heutzutage üblich sind. Die Messung sollte an den Einlass- und Auslassrohren durchgeführt werden. Wenn die Thermofarbe nicht ausreicht, können Sie eine Zinn-Blei-Zink-Legierung herstellen. Unter bestimmten experimentellen Mischverhältnissen haben sie die erforderliche Schmelztemperatur. Durch Aufbringen der resultierenden Legierungen auf die Rohre und nach deren Schmelzen ist es möglich, die Temperatur mit einem gewissen Fehler zu kontrollieren. Wenn die Bildung von Gasblasen nicht möglich ist (dh alle Hohlräume sind vollständig mit den entsprechenden Krümeln gefüllt), wenn Lecks beseitigt wurden und vor allem der Docht rechtzeitig gezündet wird und der Docht ständig brennt (11), ist die Installation absolut sicher. Die Auswahl von Katalysatoren kann die thermische Effizienz erhöhen, den Prozentsatz der Methanolausbeute erhöhen. Um das Optimum zu erreichen, sind hier Experimente erforderlich. Sie finden in vielen Institutionen verschiedener Länder statt. In Russland gehören zu solchen Forschungsinstituten beispielsweise GIAP (Staatliches Institut für Stickstoffindustrie). Es sollte bedacht werden, dass die Produktion von Methanol aus Erdgas in Kompaktanlagen ein neues Geschäft ist und viele Prozesse nicht ausreichend untersucht wurden. Zur gleichen Zeit, Methanol - einer der umweltfreundlichsten und fast ideale Kraftstoffe. Und am wichtigsten ist, dass es auf grenzenlosen und erneuerbaren Ressourcen basiert - Methan.