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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 schwachem Geruch, erinnert an den Geruch von Ethylalkohol. Der Siedepunkt beträgt + 64,5 ° C, der Gefrierpunkt beträgt -97,8 ° C und die Dichte beträgt 792 g / l. Die Grenzwerte für explosive Konzentrationen in der Luft betragen 6,7-36 Vol .-%. Die Oktanzahl ist größer als 110. Die Zündtemperatur beträgt 467 ° C, der Heizwert ist 24000 kJ / kg - weniger als Benzin (44.000 kJ / kg), daher wird der Methanolverbrauch (in Liter) etwa doppelt so hoch sein. Als Kraftstoff wird in Rennwagen zum Beispiel in "Formula-1" verwendet.
METHYLALKOHOL wird in allen Konzentrationen mit Wasser, organischen Lösungsmitteln und IUDOVIT vermischt, betrunken 30 Milliliter Methanol können TOD sein, es sei denn dringende Maßnahmen getroffen werden! Dämpfe sind auch giftig!
Traditionell wurde Methanol durch Sublimation von Holz erhalten. Aber ein vielversprechender Weg, um Methanol zu bekommen - aus Erdgas. Später, da sich diese Technologie verbessert, sind andere Quellen von Rohstoffen, beispielsweise Biomasse (Dung), möglich. Industrielle Methanol-Produktionsmethoden sind noch nicht effektiv genug, um Methanol als Treibstoff zu verwenden, aber in den kommenden Jahrzehnten wird der Ölpreis nur steigen und sich die Situation zugunsten von Alkoholkraftstoff (insbesondere bei Brennstoffzellenfahrzeugen) ändern. Wie Sie wissen, besteht Erdgas zu fast 100% aus Methan - CH 4 . In keinem Fall sollte es mit Propan-Butan-Ballongas verwechselt werden, das letztere ist ein Produkt der Ölrissbildung und wird direkt als Kraftstoff für Kraftfahrzeuge verwendet. Dies wird jedoch von vielen Autofahrern getan, die entsprechende Ausrüstung installieren. Bei Verwendung von Methanol ist keine zusätzliche Ausrüstung erforderlich. Wir werden im Detail beschreiben, wie mit Methanol als Kraftstoff die Motorleistung wesentlich erhöht werden kann. In der Zwischenzeit werden wir nur sagen, dass dies durch eine Vergrößerung des Durchmessers der Hauptdüsen oder durch Verringerung der Luftmenge im Kraftstoffgemisch erreicht wird.
Also, über die Chemie des Verfahrens, Methanol aus Erdgas zu gewinnen.

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 Freisetzung von Wärme abläuft. In der zweiten - mit Absorption. Trotzdem konzentrieren wir uns auf die zweite Methode zur Gewinnung von Kohlenmonoxid und Wasserstoff. Mit diesen beiden 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 (P> 20 atm, T = 350 Grad) erhalten wird, jedoch verschiebt sich dieses Verfahren bei Anwesenheit eines Katalysators nach rechts und bei niedrigem Druck. Das resultierende Methanol wird aus der Reaktion durch Abkühlen zur Kondensation entfernt, und nicht kondensierte Gase werden verbrannt. Bei sachgemäßer Verbrennung von Wasserstoff und CO-Rückständen werden keine Schadstoffe freigesetzt (CO 2 - und H 2 O-Abfälle sind unschädlich), so dass keine Abluftvorrichtungen erforderlich sind. Dann wird Methanol durch die Röhre, notwendigerweise mit der Versiegelung (!), In den Kanister gegossen. Wie Sie sehen, ist der chemische Prozess sehr einfach, basiert auf zwei Reaktionen. Schwierigkeiten sind nur technisch und in Bezug auf Sicherheit. Wir haben es hier mit leicht entzündlichen und giftigen Stoffen zu tun. Sie müssen sowohl auf die Explosion als auch auf das Auslaufen dieser Gase achten. Deshalb - es ist notwendig, die Technologie und die Regeln der Behandlung, die wir beschreiben werden, strikt einzuhalten. Um das Gerät zu montieren, müssen Sie ein Edelstahlblech (1 mm), ein Edelstahlrohr nahtlos, einen Außendurchmesser von 6-8 mm, eine Wandstärke von mindestens 1 mm und eine Länge von ca. 2 m, einen Kompressor aus einem Haushaltskühlschrank (Mülldeponie, aber ein Arbeiter). Es ist unnötig zu erwähnen, dass es notwendig ist, ein elektrisches Schweißen mit Argon zu haben.

Bei einer Leistung 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 liegt irgendwo im Bereich von 0,5-1 mm.

WÄRMETAUSCHER

Üblicherweise bestehen Wärmetauscher 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 völlig anders. Tatsache ist, dass sich der Gasstrom bei niedrigen Geschwindigkeiten laminar bewegt und praktisch keine Wärme mit der Umgebung austauscht. Schau dir den Rauch an, der von der brennenden Zigarette aufsteigt. Dieses schlanke Rinnsal ist eine laminare Strömung. Genau das. der Rauch steigt auf, spricht von seiner Hitze. Und die Tatsache, dass es sich um eine feste Stange bis zu einer Höhe von bis zu 20 cm handelt, deutet darauf hin, dass es Wärme behält. Das heißt, in diesem Abstand selbst bei sehr niedrigen Geschwindigkeiten hat der Gasstrom keine Zeit zum Abkühlen, um Wärme mit Luft auszutauschen. Wegen der laminaren Strömung müssen Gaswärmetauscher schwerfällig gebaut werden. In ihren Röhren gibt es "Entwürfe", die selbst bei zehn Metern praktisch keinen Wärmeaustausch ermöglichen. Es ist allen bekannt, die jemals Mondschein gefahren sind. (Jedes Experiment ist nützlich!) Ein langes, stark gekühltes Rohr, Kondensat fließt aus ihm, aber auch Dampf muss unbedingt. Daher ist die Wärmeübertragung nicht effektiv genug. Das Problem hat jedoch Lösungen und es kann einfach sein. Füllen Sie das Rohr beispielsweise mit Kupferpulver (siehe Abb. 1). Bei einer Leistung 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 ausgelegt sein. Die Partikelgrößen können variieren, das Optimum liegt irgendwo im Bereich von 0,5-1 mm. In Anbetracht der Aufgaben des Wärmeaustausches kann das Material des Rumpfes Eisen, Kupfer und Aluminium sein, das Füllmaterial - Kupfer, Aluminium -, das es gibt.

Dann wird um jedes Teil des Metalls ein Riesel von Gaswirbel bilden. Dies eliminiert sofort Zugluft und der Fluss wird turbulent. Gleichzeitig steigt der Kontakt des Gases mit der gekühlten Oberfläche stark an. Das in das Rohr eingefüllte Kupferpulver nimmt die Wände ständig auf oder gibt sie Wärme ab, und da die Wärmeleitfähigkeit des Kupfers etwa 100.000 mal höher ist als die Wärmeleitfähigkeit des Gases, nimmt das Gas schnell die Wandtemperatur an, wenn es intensiv gekühlt wird. Es sollte berücksichtigt werden, dass bei abnehmender Partikelgröße und Erhöhung ihrer Anzahl auch der Widerstand gegen den Gasfluss zunimmt. Es ist daher kaum möglich, für einen Wärmetauscher Partikel kleiner als 0,5-1 mm zu verwenden. Es ist natürlich ratsam, strömendes Kühlwasser in Richtung des Gasstroms zu strömen. Dies ermöglicht es, an jedem Punkt des Wärmetauschers eine bestimmte Temperatur zu haben. Da der thermische Kontakt bei uns nahezu ideal ist, ist die Temperatur am Auslass der kondensierten Flüssigkeit gleich der Temperatur der Kühlflüssigkeit. Dies ist der hier diskutierte Wärmetauscher. Die obige Skizze ist kein anderer als ein Brenner, 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 Prioritätsnummer 1'91g und Nr. 1-2'92g). Solche Wärmetauscher mit enormer Produktivität sind hunderte Male kleiner als bestehende.

KATALYTISCHER PUMPENREAKTOR KATALYTISCHE PUMPE (REAKTOR, siehe Abb. 2)
Bei den bestehenden chemischen Gasprozessen geht der übliche Katalysator in Körnchen mit einer ziemlich beträchtlichen Größe von 10 bis 30 mm über. Die Kontaktfläche des Gases mit solchen Kugeln ist tausendfach kleiner als wenn wir Teilchen von 1-1000 Mikron verwendet hätten. Aber dann ist die Durchgängigkeit von Gas sehr schwierig. Außerdem werden die kleinsten Partikel des Katalysators bald durch Oberflächenkontamination versagen. Wir haben einen Weg gefunden, die Kontaktfläche des Gases mit dem Katalysator zu erhöhen, ohne seine Durchgängigkeit im Reaktor zu behindern und gleichzeitig die sogenannte "Vergiftung" des Katalysators selbst kontinuierlich zu reinigen. Dies wird wie folgt gemacht. Der Pulverkatalysator wird mit ferromagnetischen Partikeln vermischt - Eisen- oder Ferritpulver, die durch das Abreißen von Magneten aus defekten Lautsprechern erhalten werden können (Anmerkung: Ferriten verlieren magnetische Eigenschaften bei Temperaturen über 150 ° C) und da Ferrite sehr fest sind, ist es ihre nützliche Eigenschaft nützlich in der Zukunft (lesen Sie unten - nicht speziell abrasive Pulver hinzufügen). Ein Gemisch aus ferromagnetischem Pulver und einem Katalysator wird in ein nichtmagnetisches Rohr, beispielsweise Glas, Keramik, eingebracht und kann in Aluminium oder Kupfer hergestellt werden. Sehen Sie nun, was das Schema sein kann. Die Spulenwicklungen verlaufen von außerhalb der Röhre. Jeder von ihnen wird beispielsweise über Dioden eingeschaltet, wie in Fig.

Beim Einschalten des Wechselstroms werden die Wicklungen mit einer Frequenz von 50 Hz abwechselnd geschaltet. Gleichzeitig komprimiert und expandiert das ferromagnetische Pulver kontinuierlich den Katalysator, wodurch pulsierende Gaspermeabilität bereitgestellt wird. Wenn wir die Elektromagneten in einem Dreiphasennetzwerk einschließen (siehe 4), dann ist in diesem Fall die Druckpulsation der Kompressionen gewährleistet, und als Folge davon wird sich das Gas in Längsrichtung kontinuierlich nach vorne zusammenziehen. Das System funktioniert also wie eine Pumpe. Zur gleichen Zeit - das Gas wiederholt zu mischen, zu verdichten und auszudehnen und die Intensität des Prozesses tausendfach auf den Katalysator zu erhöhen. Parallel reiben die Katalysatorteilchen gegeneinander und das Ferrit-Schleifpulver, was zu deren Reinigung von den umweltschädlichen Filmen führt.

Das Schema funktioniert wie folgt:

Bei einer Frequenz von 50 Hz ändert sich die Polarität an der Stromversorgung. Der Strom durchläuft abwechselnd die Wicklungen 1,3 und 2,4 (siehe 2). In diesem Fall erscheint ein Magnetfeld, das die ferromagnetischen Partikel magnetisiert und sie zwingt, miteinander zu interagieren, wobei die Katalysatorteilchen in Bewegung sind. Auf diese Weise tritt eine Durchgängigkeit durch die kleinen Partikel abwechselnd für das Gas auf, die durch einen großen Widerstand ersetzt wird, der durch die komprimierte Partikelmasse ausgeübt wird. Und vor allem: Die Aktivität des Katalysators, der das Reaktionsgas aus noch nicht erforschten Gründen komprimiert und dekomprimiert, wird um weitere 20 bis 50 Mal erhöht. Der Betrieb des beschriebenen katalytischen Reaktors ist äquivalent zu einem 20-30 Meter großen Reaktor. Die Steigerung der Reaktorproduktivität ist möglich, einschließlich der Wicklungen in einem Dreiphasennetzwerk. In diesem Fall arbeitet das System nicht als Ventil, sondern als aktive Pumpe, wobei alle positiven Effekte des ersten Kreislaufs kombiniert werden und zusätzlich das Gas zwingt, sich in der Verschiebungsrichtung der Phasenverschiebung zu bewegen. Bei dieser Einbeziehung ist es wichtig, die korrekte Phasenlage zu wählen. Also, in dem hier gezeigten Reaktor funktionieren die folgenden positiven Faktoren:
Изменённая схема реактора

1. Die Zunahme in der Fläche des Katalysators ist 300-1000 mal aufgrund der Abnahme der Partikelgröße.
2. Der Katalysator wird kontinuierlich von Oberflächenkontaminationen gereinigt.
3. Konstantdruckpulsationen der reagierenden Gase zwischen den Katalysatorteilchen und im zweiten Schema gibt es zusätzlich eine Gasübertragung innerhalb des Reaktors selbst.

Der Nachteil dieses Reaktors - eine erhöhte Gasströmungsbeständigkeit - wird durch Wechselverdichtung beseitigt - die Freisetzung von Partikeln in geradzahligen Spulen. Ein wichtiges Detail: Es ist notwendig, die Spulen aus dem Reaktorgefäß zu isolieren. Der Autor der Seite hat in diesem Zusammenhang sowie aus praktischen Gründen folgende Änderungen vorgenommen (siehe rechts):
Aus einem Schwein (Bronze oder Messing) mit einem Durchmesser von 50 mm schneiden wir das Reaktorgefäß aus. Die Abmessungen können wie zuvor genommen werden - 160 mm Gesamtlänge, Arbeitsreaktorlänge ca. 140 mm, innen. Durchmesser 33 mm, Wandstärke etwa 5 ... 8 mm, d. h. Außendurchmesser von ca. 50 mm und gleichem Durchmesser - Dübel, ihre Stärke beträgt 20 mm und an jedem Gewinde werden M36x1,0mm und 10mm Länge geschnitten. Das alles muss aus dem gleichen Material gemacht werden! Zum Einstecken in die Löcher werden Adapternippel eingesetzt oder geschweißt 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 die gesamte Länge in vier Abschnitte geteilt werden, wobei fünf Trennwände verwendet werden, die ebenfalls aus Blattasbest geschnitten werden. Um die Trennwände zu fixieren, können Sie sie mit Silikatklebstoff verschmieren. Nach dem Trocknen wird der Kupferdraht (d = 0,15 mm) in jeder Sektion gewickelt. Der Widerstand, der von einem Ohmmeter für jeden Abschnitt gemessen wird, sollte ungefähr 1200 Ohm betragen. Die Wicklungen werden über den Spannungsregler (zB Labortransformator - LATR) eingeschaltet, um eine Überhitzung der Wicklungen zu vermeiden, sie müssen gekühlt werden, zu diesem Zweck können Glasrohre mit einem Durchmesser von 6 ... 8mm unter den Wicklungen verlegt werden, Temperatur im Reaktor.

Es sei darauf hingewiesen, dass ein ähnliches Schema des Reaktors (Abb. 2) zum Patent angemeldet wurde (Autor - GN Vaks), es kann in allen katalytischen Gasprozessen eingesetzt werden. Für Chemiker ist das also keine selbst entwickelte Entwicklung, sondern ein grundsätzlich neuer, aber nicht vollständig studierter, aber effektiver Reaktor. Aller Wahrscheinlichkeit nach werden die Effekte durch die Zufuhr von Rechteckimpulsen oder Hochfrequenzschwingungen verstärkt.

Disperser - darin ist Methan mit Wasserdampf gesättigt

SYNTHETISCHE GASPRODUKTION.

SYNTHESE-GAS ist das Gemisch von H 2 und CO, das für die Herstellung von Methanol benötigt wird. Daher werden wir zuerst die Technologie von Synthesegas betrachten. Herkömmliche Verfahren zur Herstellung von CO und H 2 aus Methan (CH 4 ) bestehen darin, dass Methan mit Wasserdampf vermischt wird und im erhitzten Zustand in den Reaktor eintritt, wo dem Dampf-Methan-Gemisch eine abgemessene Menge an Sauerstoff zugesetzt wird. Die folgenden Reaktionen treten auf:

[1] CH 4 + 20 2 - CO 2 + 2H 2 O + 890 kJ;
[2] СН 4 + Н 2 0 <-> СО + ЗН 2 - 206 kJ;
[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 kJ.

Wie man sieht, sind einige endotherme Reaktionen - mit Wärmeabsorption - und etwas exotherm - mit Ausscheidung. Unsere Aufgabe ist es, eine Balance zu schaffen, damit die Reaktionen unter kontrollierter Wärmeabgabe ablaufen. Am Anfang ist also ein dosiertes Mischen von H 2 O und CH 4 erforderlich. Traditionelle Methoden zur Durchführung dieses Prozesses sind komplex und schwerfällig. Wir werden Methan mit Wasserdampf sättigen, indem wir Blasen dieses Gases durch erwärmtes Wasser auf 100 Grad Celsius leiten und die Vesikel aktiv aufbrechen, um feste Ferritpartikel 1-2 mm in ihren Weg zu bringen. Aber in dieser Masse finden früher oder später die Blasen 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 eine Magnetspule mit Wechselstrom. Dies ist der wesentliche Unterschied zwischen unserem Dispergiermittel (siehe Abb. 5). Unter dem Einfluss der Schwingung von Ferritpartikeln in einem pulsierenden Magnetfeld werden die Methanblasen ständig aufgebrochen, durchlaufen einen komplexen Zickzackweg und sind mit Wasserdampf gesättigt. Es gibt keine starren Anforderungen an das Solenoid, da es mit dem LATR oder dem Lichtregler (im Handel erhältlich) betrieben wird. Die Einstellung der Spannung am Solenoid ist notwendig, um den Sättigungsgrad von Methan durch gleichzeitige Änderung des Magnetfeldes mit Wasserdampf zu verändern. Der Zweck dieser Änderungen wird unten diskutiert. 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 ist aus einem nicht ferromagnetischen Metall, so dass es in einem magnetischen Wechselfeld erwärmt wird. Außerdem tritt Methan in das erwärmte Wasser ein. Daher ist ein spezieller Wassererwärmer nicht erforderlich (Anmerkung: Irrtümliche Meinung! Wasser muss zuerst zum Kochen erhitzt werden, zum Beispiel mit einer Gasheizung, sonst bekommt man nicht die richtige Menge an Wasserdampf). Ein weiterer Tank wird zur Wasseraufbereitung benötigt, da er zur Bildung eines Dampf-Methan-Gemisches kontinuierlich verbraucht wird. Dazu wird ein Ablauftank aus einem Standard-WC-Becken, dessen Abflussöffnung durch eine Stahlplatte mit angeschweißtem Abflussrohr verschlossen ist, in das Dispergiermittel eingesetzt und nach unten gebogen 180 ° (siehe Fig. 5) wird dies zum Zweck der Sicherheit durchgeführt, 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 platziert werden, dass der Wasserstand im Mischer-Dispergiermittel nicht über 150 mm ansteigt, z. bis zur halben Höhe, bedingt durch den Wert des Drucks im Gasnetz (= 150 mm Wassersäule!), sonst verhindert das Wasser das Eindringen von Methangas in das Dispergiermittel. Außerdem muss das Wasser vor der Zuführung in den Tank von Verunreinigungen von Chlor gereinigt werden. Standardwasserreinigungsmittel für Haushaltszwecke werden dies bewältigen.
Das fertige Dampf-Methan-Gemisch wird in einem WÄRMETAUSCHER auf eine Temperatur von 550-600 Grad erhitzt. Das Gerät des Wärmetauschers (Bild 6) wurde bereits oben ausführlich beschrieben (siehe Bild 1). Deshalb geben wir nur eine Verfeinerung der Dimensionen an. Der Wärmetauscher besteht aus rostfreiem Stahl und wird notwendigerweise in einer Inertgasumgebung gebraut. Edelstahlrohre werden nur durch Schweißen am Körper befestigt. Der Wärmetauscherfüllstoff besteht aus 1-2 mm Keramikpartikeln. Dies kann z. B. zerkleinerte Porzellanschalen sein. Es ist notwendig, den Behälter ausreichend fest zu füllen und zwingend zu schütteln. Möglicher Fehler: Wenn der Wärmetauscher nicht ausreichend mit Keramikpartikeln gefüllt ist, findet das Gas seinen Weg und die Strömungen werden laminar, wenn sich der Wärmeaustausch verschlechtert.
ACHTUNG: ALLES SYSTEM MUSS SEALANT SEIN. Keine Lecks! Im Wärmetauscher 3.2 (siehe Abb. 10) sind die Temperaturen hoch! Es werden keine Dichtungen verwendet - nur Argon-Schweißen.

Die komplexeste und verantwortungsvollste Einheit der Anlage ist der Konverter-Reaktor (siehe Abb. 7), in dem Methan umgesetzt wird (Umwandlung in Synthesegas). Umsetzer-Reaktor gibt es eine Umwandlung von Methan, dh seine Umwandlung in Synthesegas. Der Konverter besteht aus einem Sauerstoff-Dampf-Methan-Mischer und katalytischen Reaktionssäulen. Im Allgemeinen verläuft die Reaktion unter Freisetzung von Wärme. In unserem Fall führen wir jedoch für den Prozess zunächst eine Erwärmung 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, dem Konverter Wärme zuzuführen. Dazu geben wir das Dampf-Methangas durch die von den Brennern erwärmten Röhren. Der Konverter funktioniert wie folgt:
Das Dampf-Methan-Gemisch tritt in die Kammer ein, in der Edelstahlrohre geschweißt werden. 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 zerkleinerten Keramiken oder Krümeln aus rostfreiem Stahl gefüllt sein, wobei die Teilchengrößen 0,5-1,5 mm betragen. Dies ist zum besseren Mischen von Gasen und vor allem zur Flammhemmung notwendig. Wenn die Luft mit heißem Methan gemischt wird, kann ein Brand auftreten. Daher wird in der oberen Kammer die Packung unter zwangsweise Schütteln und Befüllen durchgeführt. Die Röhrchen und die Sammelkammer (in Abb. 7 unten) sind nur mit Teilchen gefüllt, die den Katalysator-Nickeloxid enthalten.
Der Massenanteil an Nickel im Katalysator sollte bei einer Neuberechnung auf NiO mindestens 7,5 ± 1,5% betragen. Der Restgehalt an Methan bei der Umwandlung von Erdgas mit Dampf (Dampf: Gas = 2: 1) bei einer Temperatur von 500 bis 38,5% und bei 800 bis nicht mehr als 1,5%. Der Massenanteil an "schädlichem" Schwefel im Sinne von SОз sollte nicht mehr als 0,005% betragen.
Es ist möglich, einen solchen Katalysator herzustellen (es ist jedoch besser, einen gebrauchsfertigen industriellen Katalysator zu finden). Dazu müssen Nickelpartikel in der Luft kalziniert werden. Wenn es kein reines Nickel gibt, kann es aus nickelhaltigen 10-15-20-Cent-Münzen der UdSSR hergestellt werden. Löschen Sie sie auf einem groben Schleifrad oder einem kleinen Fräser. Kontakt mit Schleifmittel ist erlaubt. Das resultierende Pulver wird in einem Verhältnis von 1/3 des Volumens des Pulvers mit 2/3 des gemahlenen Keramikvolumens (0,5 mm) oder grobkörnigem grobkörnigem Sand kalziniert und gemischt.
Der Spalt zwischen den oberen Teilen der Rohre ist mit einem Hochtemperaturwärmeisolator um 10 cm gefüllt. Dies geschieht nicht, um die obere Kammer zu überhitzen. Es gibt einen einfachen Weg, solch einen Wärmeisolator zu bekommen. Der übliche Klebesilikatkleber wird mit 10-15 Gew .-% feinschaliger Kreide oder Talk oder Ton vermischt. Gut umrühren. Gießen Sie die Mischung in einer dünnen Schicht und sofort mit einer Lötlampe kauterisieren. Das im Klebstoff gekochte Wasser bildet eine bimssteinartige weiße Masse. Wenn es abkühlt, gießen Sie eine Schicht Kleber mit Kreide darauf und behandeln Sie es erneut mit einer Flamme. Wiederholen Sie dies solange, bis Sie die notwendige Schicht aus Wärmeisolator erhalten. 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 widerstehen kann, beispielsweise Asbest. Brenner der Einspritzart, können von 5 Stück bis 8 sein. Je mehr sie sind, desto gleichmäßiger die Heizung. Ein System mit einem einzigen Brenner ist ebenfalls möglich. Seine Flamme hat mehrere Auslässe durch die Löcher in der Leitung. Gasbrenner sind im Handel erhältlich, zum Beispiel solche, die zur Verarbeitung von Ski verwendet werden. Es gibt auch Gaslampen zum Verkauf, daher geben wir nur einen allgemeinen Überblick. Die Brenner müssen parallel geschaltet und durch ein Standard-Gasventil reguliert werden, zum Beispiel von einem Gasherd. Es ist jedoch besser, einen automatischen Regler von einem Haushaltsgasherd zu nehmen - teuer, aber zuverlässig und bequem - damit können Sie die gewünschte Temperatur im Konverterreaktor einstellen. Installation als Ganzes.

Eine weitere der verantwortungsvollen NODES ist ein Ejektor-Mischer für die Zufuhr von Luft und Methan in die Konverterkammer (siehe Abb. 8). Der Ejektormischer aus Luft und Methan besteht aus zwei Düsen, von denen einer das mit Wasserdampf gesättigte Methan und der andere ein Luftausstoßer ist. Die Luft kommt vom Kompressor, dessen Menge über das Druckventil reguliert wird (Abb. 9). Der Kompressor kann praktisch von jedem Haushaltskühlschrank aus betrieben werden, wobei der Druck von "Null" auf den erforderlichen Wert geregelt wird, der nicht viel höher als der Druck in der Gasleitung (dh => 150 mmHg) sein wird.
Die Notwendigkeit, dem Konverter Luft (Sauerstoff) zuzuführen, beruht darauf, dass gemäß der Reaktion [5] ein Teil des Wasserstoffs unter Freisetzung von CO absorbiert werden muss, wodurch die Menge an Kohlenmonoxid bis zu einem Anteil von CO: H 2 == 1: 2 erhöht wird. Die Menge an Wasserstoffmolekülen sollte doppelt so hoch sein wie das Volumen an Kohlenmonoxid ( Anmerkung: Das Vorhandensein von überschüssiger Luft führt zur Synthese von Nebenprodukten - Säuren, höhere Alkohole - "sivuhi" und andere schädliche Komponenten). Das Auftreten von CO 2 tritt jedoch durch die Reaktion [1] unter Freisetzung einer großen Menge an Wärme auf. Zu Beginn des Kompressorprozesses drehen wir daher die Schraube nicht ein und lassen sie verschrauben. Die Luft wird nicht serviert. Wenn die Kamera erwärmt wird und das gesamte System eingeschaltet wird, erhöhen Sie durch Anschalten des Kompressors und Anschrauben der Druckventilschraube die Luftzufuhr und reduzieren gleichzeitig die Flamme an den Brennern.Wir steuern die Menge des überschüssigen Wasserstoffs am Ausgang des Methanolkondensators (Wärmetauscher 3. und 3.1) durch ein Docht (13 cm 10), schneiden Sie es. Der Docht zum Abbrennen des Überschusses an Synthesegas ist ein 8 mm langes, 100 mm langes Rohr, das über die gesamte Länge mit Kupferdraht gefüllt ist, so dass die Flamme nicht in eine Dose Methanol fällt. Wir haben alle Einheiten der Methanol-Produktionseinheit demontiert. Wie aus der vorherigen Beschreibung 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 oben ziemlich gut 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 INSTALLATIONSPROGRAMM. Das allgemeine Schema: Methan strömt von der Gasleitung durch das Ventil (14) in den Wärmetauscher (3.1), erwärmt sich auf 250-300 ° C und tritt dann in den Filterreaktor (15) ein, der nach dem Prinzip einer katalytischen Pumpe arbeitet (siehe Abb. nur der Rohrdurchmesser = 8cm) enthält Zinkoxid - um das Gas von Schwefelverunreinigungen zu reinigen und tritt erst dann in das Mischer-Dispergiermittel (2) ein, wo es mit Wasserdampf gesättigt ist. Wasser (destilliert) wird dem Dispergiermittel kontinuierlich aus dem Tank (1) zugegeben. Das freigesetzte Gasgemisch gelangt in den Wärmetauscher (3.2), wo es auf 500-600 ° C erwärmt 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 festgelegt sind, wird der Kompressor (5) eingeschaltet und allmählich dem Mischer (11) Luft 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 Ausgang entstehende Synthesegas tritt in die Wärmetauscher (3.1, 3.2) ein, wo es auf eine Temperatur von 320-350 ° C 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 ist (siehe 1) und in den Speichertank (10) eintritt. An der Spitze befindet sich ein Röhrendocht (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 strömt durch den Filterreaktor (15) zum Dispergiermischer (2), wo es mit Wasserdampf gesättigt ist. Dem Dispergiermittel wird kontinuierlich Wasser aus dem Tank (1) zugesetzt. Das freigesetzte Gasgemisch tritt in den Wärmetauscher (3.2) ein, wo es auf 500-600 Grad erhitzt wird und zum Konverter (4) gelangt. Auf dem NiO-Katalysator bei einer Temperatur von 800-900 Grad tritt eine Reaktion auf [2]. Die Brenner (12) erzeugen die Arbeitstemperatur.

MEHRERE RATSCHLÄGE. Katalysatoren können durch Kalzinieren von Pulvermetallen in Luft hergestellt werden. Die Temperaturmessung kann mit Hilfe von thermischen Anzeigen durchgeführt werden, die jetzt ziemlich häufig sind. Die Messung sollte an den Einlass- und Auslassrohren durchgeführt werden. Wenn die Thermofarbe nicht ausreicht, können Sie eine Zinn-Blei-Zink-Legierung herstellen. Sie haben unter bestimmten experimentellen Mischungsverhältnissen die erforderliche Schmelztemperatur. Durch Aufbringen der resultierenden Legierungen auf die Rohre und nach ihrem Schmelzen ist es möglich, die Temperatur mit einem gewissen Fehler zu steuern. Wenn die Entstehung von Gastaschen nicht erlaubt ist (dh alle Hohlräume vollständig mit der entsprechenden Krume gefüllt sind), wenn die Undichtigkeiten beseitigt sind 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 Experimente hier erforderlich. Sie finden in vielen Institutionen verschiedener Länder statt. In Russland gehören solche Forschungsinstitute zum Beispiel GIAP (State Institute of Nitrogen Industry). Es ist zu bedenken, dass die Herstellung von Methanol aus Erdgas in kompakten Anlagen ein neues Geschäft ist und viele Prozesse nicht ausreichend untersucht wurden. Zur gleichen Zeit, Methanol - einer der umweltfreundlichsten und fast ideale Brennstoffe. Und am wichtigsten ist, dass es auf grenzenlosen und nachwachsenden Rohstoffen basiert - Methan.