RU2536500C2 - Device of adiabatic-compression (versions) - Google Patents
Device of adiabatic-compression (versions) Download PDFInfo
- Publication number
- RU2536500C2 RU2536500C2 RU2013103951/05A RU2013103951A RU2536500C2 RU 2536500 C2 RU2536500 C2 RU 2536500C2 RU 2013103951/05 A RU2013103951/05 A RU 2013103951/05A RU 2013103951 A RU2013103951 A RU 2013103951A RU 2536500 C2 RU2536500 C2 RU 2536500C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- piston
- reactor module
- cylinder
- gas
- reaction
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
- Feeding, Discharge, Calcimining, Fusing, And Gas-Generation Devices (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к устройствам для реализации метода адиабатического сжатия газов и предназначено для проведения исследований условий и кинетики химических реакций в газовой фазе в широком диапазоне давлений, температур и составов реакционных смесей.The invention relates to devices for implementing the method of adiabatic compression of gases and is intended to conduct research on the conditions and kinetics of chemical reactions in the gas phase in a wide range of pressures, temperatures and compositions of reaction mixtures.
Известны устройства для реализации метода адиабатического сжатия [1] со свободным поршнем [2-4]. Поршень разделяет замкнутый объем, в одну часть которого подается сжатый газ, разгоняющий поршень. В другой части сжимается реакционный газ. Поршень перемещается исключительно под действием сил давления газов, которые определяют динамические и кинематические характеристики его движения. Поршень в этом случае не имеет механической связи с другими частями установки.Known devices for implementing the adiabatic compression method [1] with a free piston [2-4]. The piston divides the closed volume, in one part of which is supplied compressed gas that accelerates the piston. In another part, the reaction gas is compressed. The piston moves exclusively under the action of gas pressure forces, which determine the dynamic and kinematic characteristics of its movement. The piston in this case has no mechanical connection with other parts of the installation.
Известны устройства, в которых поршень не свободен, а связан жесткой связью с двигателем, приводящим поршень в движение [5-7]. Такие устройства в принципе позволяют проводить и эндотермические реакции в циклическом режиме. Однако все упомянутые устройства своим назначением имели проведение экзотермических реакций пиролиза углеводородов в промышленных масштабах.Devices are known in which the piston is not free, but connected by a rigid connection with the engine, which drives the piston [5-7]. Such devices, in principle, make it possible to carry out endothermic reactions in a cyclic mode. However, all of the devices mentioned had their purpose in carrying out exothermic hydrocarbon pyrolysis reactions on an industrial scale.
Недостатком перечисленных устройств является невозможность изменения кинематических характеристик возвратно-поступательного движения поршня, связанных с наличием жесткой связи поршня с кривошипно-шатунным механизмом в случае несвободных поршней, и с динамическими характеристиками условий движения поршня для свободнопоршневых устройств, что очень важно для исследовательских целей.The disadvantage of these devices is the inability to change the kinematic characteristics of the reciprocating motion of the piston associated with the presence of a rigid connection of the piston with the crank mechanism in the case of non-free pistons, and with the dynamic characteristics of the conditions of movement of the piston for free-piston devices, which is very important for research purposes.
Известно устройство, являющееся прототипом предлагаемому устройству [8], в котором поршень, сжимающий реакционную смесь, перемещается соосно с поршнем силового цилиндра. Строго говоря, оно не может быть отнесено к устройствам со свободным поршнем, как следует из названия в патенте.A device is known which is a prototype of the proposed device [8], in which the piston compressing the reaction mixture is moved coaxially with the piston of the power cylinder. Strictly speaking, it cannot be attributed to devices with a free piston, as the name implies in the patent.
Устройство, взятое за прототип, предназначено преимущественно для проведения реакции пиролиза углеводородного сырья в режиме последовательно повторяющихся одинаковых циклов сжатия-расширения.The device, taken as a prototype, is intended primarily for carrying out the pyrolysis reaction of hydrocarbons in the mode of successively repeating the same compression-expansion cycles.
Устройство по [8] содержит два оппозитно расположенных реакционных модуля, каждый из которых образуется цилиндрическим корпусом, закрытым с внешней стороны крышкой, а с внутренней - поршнем, имеющим возможность возвратно-поступательного движения и перемещаемого штоком, связывающим поршень реакционного модуля с поршнем силового цилиндра, который авторы [8] называют узел подвода энергии. Поршень силового цилиндра приводится в движение давлением продуктов реакции горения горючей смеси (как в ДВС), которая поочередно подается и поджигается свечой с разных сторон от него. Для реализации экзотермических реакций мощность узла подвода энергии в основном используют в период запуска устройства по [8], а после выхода на стационарный режим ее или уменьшают, или отключают узел подвода энергии совсем.The device according to [8] contains two opposite reaction modules, each of which is formed by a cylindrical body closed on the outside by a lid, and with an internal by a piston that can be reciprocated and moved by a rod connecting the piston of the reaction module with the piston of the power cylinder, which the authors of [8] call the energy supply unit. The piston of the power cylinder is driven by the pressure of the reaction products of the combustion of the combustible mixture (as in ICE), which is alternately supplied and ignited by a candle from different sides of it. To implement exothermic reactions, the power of the energy supply unit is mainly used during the device startup period according to [8], and after reaching the stationary mode it is either reduced or the power supply unit is completely turned off.
Недостатком прототипа, предназначенного для работы в конкретном циклическом режиме при известных условиях протекания реакций, является необходимость проведения нескольких промежуточных циклов для выхода на режим, невозможность изменения параметров скорости и степени сжатия (условия протекания реакций) от цикла к циклу, невозможность изменения скорости и фиксации поршня для определения параметров исходных или получаемых продуктов, что необходимо для исследовательских целей.The disadvantage of the prototype, designed to work in a specific cyclic mode under the known conditions of the reaction, is the need for several intermediate cycles to enter the mode, the inability to change the speed and compression ratio (reaction conditions) from cycle to cycle, the inability to change the speed and fixation of the piston to determine the parameters of the source or obtained products, which is necessary for research purposes.
Задачей изобретения является создание устройства для проведения исследований условий и кинетики химических реакций в газовой фазе в широком диапазоне давлений, температур и составов реакционных смесей с возможностью регулирования темпа и степени сжатия (и разрежения) газовой смеси, а также возможностью фиксации текущих параметров смесей в любой фазе цикла сжатия-расширения.The objective of the invention is to provide a device for studying the conditions and kinetics of chemical reactions in the gas phase in a wide range of pressures, temperatures and compositions of reaction mixtures with the ability to control the rate and degree of compression (and rarefaction) of the gas mixture, as well as the ability to fix the current parameters of the mixtures in any phase compression-expansion cycle.
Решение задачи изобретения достигается за счет того, что устройство адиабатического сжатия для проведения химических реакций в газовой фазе в широком диапазоне давлений, температур и составов реакционных смесей содержит цилиндрический реакторный модуль, с герметичной крышкой и поршнем реакторного модуля с возможностью возвратно-поступательного движения, а также каналы ввода реакционных смесей и удаления продуктов реакции и узел подвода энергии, связанный штоком с поршнем реакторного модуля. Согласно изобретению реакторный модуль по Варианту 1 выполнен с возможностью регулирования режимов адиабатического сжатия и снабжен нагревателем с теплоизоляцией и дополнительными каналами для ввода и удаления нейтрального газа в полости над поршнем реакторного модуля, а узел подвода энергии выполнен в виде силового цилиндра с механическим фиксатором штока. В качестве силового цилиндра может быть использован скоростной гидроцилиндр или пневмоцилиндр, или комбинированный пневмогидравлический цилиндр.The solution to the problem of the invention is achieved due to the fact that the adiabatic compression device for conducting chemical reactions in the gas phase in a wide range of pressures, temperatures and compositions of the reaction mixtures contains a cylindrical reactor module, with a sealed cap and a piston of the reactor module with the possibility of reciprocating motion, as well as channels for introducing reaction mixtures and removing reaction products; and an energy supply unit connected by a rod to the piston of the reactor module. According to the invention, the reactor module according to
Согласно изобретению по Варианту 2, реакторный модуль выполнен с возможностью регулирования режимов адиабатического сжатия и снабжен нагревателем с теплоизоляцией и дополнительными каналами для ввода и удаления нейтрального газа в полости над поршнем реакторного модуля, а узел подвода энергии выполнен в виде силового цилиндра с механическим фиксатором штока, при этом реакторный модуль дополнительно снабжен смесительным модулем, конструктивное решение которого аналогично реакторному модулю, причем реакционный и смесительный объемы модулей связаны между собой каналом подачи предварительно подготовленной в смесительном модуле реакционной смеси.According to the invention according to
Отличительными признаками изобретения, обеспечивающими положительный эффект, является возможность простого регулирования скорости и степени сжатия и разрежения реакционной смеси на любом этапе рабочего цикла, возможность остановить и зафиксировать положение поршня реакционного объема в любой фазе цикла сжатия-расширения, возможность реализовать многоходовые циклы с разными значениями скоростей и степеней сжатия-разрежения на каждом из этапов такого цикла.The distinguishing features of the invention, which provide a positive effect, are the ability to easily control the speed and degree of compression and dilution of the reaction mixture at any stage of the working cycle, the ability to stop and fix the position of the piston of the reaction volume in any phase of the compression-expansion cycle, the ability to realize multi-pass cycles with different speeds and degrees of compression-rarefaction at each stage of such a cycle.
На фиг.1 изображено устройство адиабатического сжатия (Вариант 1), на фиг.2 - устройство адиабатического сжатия со смесителем для предварительной подготовки реакционных смесей (Вариант 2), на фиг.3 - циклограмма работы поршня и клапанов реакторного модуля.Figure 1 shows the adiabatic compression device (Option 1), figure 2 - adiabatic compression device with a mixer for the preliminary preparation of reaction mixtures (Option 2), figure 3 is a sequence diagram of the piston and valves of the reactor module.
Устройство адиабатического сжатия по Варианту 1, содержит:The adiabatic compression device according to
1 - цилиндрический реакторный модуль;1 - cylindrical reactor module;
2 - крышку на внешнем торце реакторного модуля;2 - a cover on the outer end of the reactor module;
3 - перегородку (между торцами корпусов силового цилиндра 9 и реакторного модуля 1);3 - a partition (between the ends of the housings of the
4 - поршень реакторного модуля;4 - piston of the reactor module;
5 - реакционный объем;5 - reaction volume;
6 и 6' - каналы с запирающими клапанами для подачи газов и реакционных смесей;6 and 6 '- channels with shutoff valves for supplying gases and reaction mixtures;
7 и 7' - каналы с запирающими клапанами для выпуска продуктов реакции;7 and 7 '- channels with locking valves for the release of reaction products;
8 - шток силового цилиндра, связанный с поршнем реакторного модуля;8 - the rod of the power cylinder associated with the piston of the reactor module;
9 - силовой цилиндр;9 - power cylinder;
10 - корпус силового цилиндра;10 - the housing of the power cylinder;
11 - поршень силового цилиндра;11 - the piston of the power cylinder;
12 и 12' - каналы с клапанами для подачи и удаления сжатого газа или гидравлики под давлением в зависимости от исполнения силового цилиндра 9 (см. ниже);12 and 12 '- channels with valves for supplying and removing compressed gas or hydraulics under pressure, depending on the design of the power cylinder 9 (see below);
13 - фиксатор штока силового цилиндра;13 - clamp rod of the power cylinder;
14 - датчики положения поршня реакторного модуля;14 - position sensors of the piston of the reactor module;
15 и 16 - каналы с запирающими клапанами для подвода и сброса нейтрального газа в пространство реакторного модуля между перегородкой 3 и поршнем 4 реакторного модуля;15 and 16 - channels with shutoff valves for supplying and discharging neutral gas into the space of the reactor module between the
17 - нагреватель реакторного модуля 1;17 - heater of the
18 - теплоизоляция реакторного модуля.18 - thermal insulation of the reactor module.
Нагреватель 17 позволяет задавать начальную температуру реакционной смеси, расширяя тем самым диапазон возможного состава реакционных смесей (например, переводя в газообразное состояние галогениды металлов, которые при нормальных температурах являются жидкостями) и повышая конечную температуру смеси при сжатии. Торцы поршня реакторного модуля 4 и крышки 2 прогреваются теплообменом от цилиндрических стенок реакторного модуля 1 или собственными нагревателями (на рисунке не показаны). Теплоизоляция 18 реакторного модуля 1 минимизирует потери тепла в окружающую среду и уменьшает до безопасной для персонала температуру наружных частей устройства.The
Корпус реакторного модуля 1, крышка 2 и торец поршня 4 образуют реакционный объем 5, в котором происходит сжатие реакционной смеси. Уплотнение стыка корпуса реакторного модуля 1 и крышки 2 герметичное. Поршень 4 реакторного модуля 1 может быть как стандартного (как на фиг.1), так и плунжерного типа. Каналы с запирающими клапанами для выпуска продуктов реакции 7 и 7′ могут быть выполнены на крышке 2 реакторного модуля.The housing of the
Силовой цилиндр 9, обеспечивающий через шток 8 поступательное перемещение поршня 4 реакционного модуля 1, может быть исполнен в виде: скоростного гидроцилиндра, или стандартного пневмоцилиндра, или комбинированного силового цилиндра.The
Фиксатор 13 штока силового цилиндра 8 позволяет удерживать задаваемое значение реакционного объема 5 и, тем самым, заданные значения параметров реакционной смеси или продуктов реакции.The
Скоростные гидроцилиндры могут обеспечить скорость движения поршня до 10 м/с, что достаточно для условия адиабатического сжатия реакционной смеси. Поскольку само устройство регулируемого адиабатического сжатия предназначено для проведения исследований, циклы сжатия могут повторяться с достаточной паузой между ними. Такой гидроцилиндр обеспечивает возможность простого управления характеристиками движения поршня 4 реакторного модуля сжатия и надежное его позиционирование дросселированием и перекрытием каналов подвода и сброса жидкости в скоростном гидроцилиндре (инерционные нагрузки при этом снимаются гидровоздушными демпферами).High-speed hydraulic cylinders can provide a piston speed of up to 10 m / s, which is sufficient for the adiabatic compression of the reaction mixture. Since the adjustable adiabatic compression device itself is intended for research, compression cycles can be repeated with a sufficient pause between them. Such a hydraulic cylinder provides the ability to easily control the movement characteristics of the
Стандартные пневмоцилиндры могут обеспечить еще более высокую скорость сжатия реакционного объема 5, однако позиционирование поршней 11 и 4, в этом случае сложнее и требует использования механического фиксатора 13 штока 8, соединяющего поршни силового цилиндра 11 и поршень 4 реакторного модуля. Расход сжатого воздуха для экспериментальной установки большого значения не имеет.Standard pneumatic cylinders can provide an even higher compression rate of the
Силовой цилиндр 9 работает в режиме комбинированного силового цилиндра, если в левую (на фиг.1) от поршня 11 часть силового цилиндра 9 подавать газ, а в правую - жидкость, например масло. При перемещении поршня 11 вправо (при сжатии смеси) газ высокого давления вытесняет масло из правой полости, которое сбрасывается через каналы с клапанами 12'. При движении поршня 11 влево в правую от него полость подается масло, давление которого выше давления газа в левой полости, вытесняя газ через канал с клапаном 12. Работа комбинированного силового цилиндра более предпочтительна, поскольку соединяет достоинства высокой скорости движения поршня пневмоцилиндра и простоту управления и позиционирования штока гидроцилиндра.The
Устройство адиабатического сжатия по Варианту 2.Adiabatic compression device according to
Устройство адиабатического сжатия дополнительно содержит смесительный модуль для предварительной подготовки реакционных смесей, связанный каналом с реакционной камерой реакторного модуля 1. Конструктивное решение смесителя выполнено аналогично конструкции реакторного модуля по Варианту 1 (см. фиг.2):The adiabatic compression device further comprises a mixing module for preliminary preparation of the reaction mixtures, connected by a channel to the reaction chamber of the
19 - смесительный модуль;19 - mixing module;
20 - крышку на внешнем торце смесительного модуля;20 - a cover on the outer end of the mixing module;
21 - перегородку между торцами корпусов силового цилиндра смесителя и смесительного модуля;21 - a partition between the ends of the cases of the power cylinder of the mixer and the mixing module;
22 - поршень смесительного модуля 19;22 - the piston of the
23 - смесительный объем;23 - mixing volume;
24, 25, 26 - каналы с клапанами для подачи компонентов реакционной смеси;24, 25, 26 - channels with valves for supplying components of the reaction mixture;
27 - канал с клапаном для перекачки реакционной смеси из смесительного объема 23;27 - channel with a valve for pumping the reaction mixture from the mixing
28 - канал соединения смесительного 23 и реакционного 5 объемов;28 - channel connection mixing 23 and
29 - силовой гидроцилиндр смесителя предварительной подготовки реакционных смесей;29 - power hydraulic cylinder of the mixer for the preliminary preparation of reaction mixtures;
30 - поршень силового гидроцилиндра смесителя предварительной подготовки реакционных смесей, связанный штоком с поршнем 22 смесительного модуля 19;30 - the piston of the power cylinder of the mixer for the preliminary preparation of reaction mixtures, connected by a rod with the
31 - нагреватель смесительного объема 23 смесителя предварительной подготовки реакционных смесей;31 -
32 - теплоизоляция смесительного модуля 19;32 - thermal insulation of the
33, 34 - каналы с клапанами для подачи и удаления сжатого газа или гидравлики;33, 34 - channels with valves for supplying and removing compressed gas or hydraulics;
35, 36 - каналы с запирающими клапанами для подвода и сброса нейтрального газа.35, 36 - channels with locking valves for supplying and discharging neutral gas.
В крышках 2 и 20 предусмотрены каналы (не показаны) для размещения датчиков давления и температуры.
Устройство адиабатического сжатия работает следующим образом.The adiabatic compression device operates as follows.
Рассмотрим работу устройства адиабатического сжатия по Варианту 1.Consider the operation of the adiabatic compression device according to
После прогрева нагревателем 17, закрытого теплоизоляцией 18 реакционного объема 5, поршень 4 реакторного модуля 1 сдвигают вправо до касания с крышкой 2. Поршень 4 приводится в движение штоком 8, соединенным с поршнем 11 силового цилиндра 9 путем подачи сжатого газа или жидкости (масла) под давлением в левую часть объема корпуса 10 силового цилиндра 9 через канал 12 при одновременном сбросе газа или масла из правой полости силового цилиндра (между поршнем 11 и крышкой 3) через канал 12′. При этом в пространство реакторного модуля 1 между поршнем 4 и перегородкой 3 через канал 15 подается инертный газ, а через канал 71 стравливается газ из реакционного объема 5. Клапаны каналов 6, 61, 7 16 на этом этапе закрыты.After heating with a
После касания поршня 4 с крышкой 2 обнуляется значение перемещения на датчиках 14 и устройство готово к началу рабочего цикла.After touching the
Основной рабочий цикл состоит из трех этапов.The main work cycle consists of three stages.
1. Заполнение реакционного объема 5 реакционной смесью и ее сжатие до значений параметров (давление и температура), при которых проходит реакция.1. Filling the
2. Закалка (охлаждения) продуктов реакции и их удаление из реакционного объема 5.2. Quenching (cooling) of reaction products and their removal from the
3. Продувка реакционного объема 5 инертным газом.3. Purge the reaction volume with 5 inert gas.
Каждый этап, в свою очередь, включает перемещение поршня 4 с приводом от силового цилиндра 9 посредством штока 8, сначала в одну (влево), затем в другую сторону (вправо).Each stage, in turn, includes the movement of the
Качественный вид циклограммы процесса адиабатического сжатия по времени (относительное расстояние от торца поршня до крышки 2 и порядок открытия-закрытия клапанов 6 и 61 ввода реагентов и клапанов 7 и 71 выпуска продуктов реакции показаны на фиг.3).A qualitative view of the time diagram of the adiabatic compression process in time (the relative distance from the end face of the piston to the
На первом этапе, при движении поршня влево (плавном, как на циклограмме или ступенчатом с промежуточными остановками) из крайнего правого положения (от касания с крышкой 2) до исходной позиции, в реакционный объем 5 вводят компоненты реакционной смеси через открытый на это время канал 6. Продолжительность паузы между заполнением реакционного объема 5 и началом сжатия (длина горизонтального участка на циклограмме) зависит от начальной температуры реагентов, если они вводятся непосредственно в реакционный объем 5, и задают режим так, чтобы смесь равномерно прогрелась до начальной температуры. В Варианте 2, при использовании смесителя предварительной подготовки, смесь с уже необходимыми параметрами, направляют по каналу соединения 28 из смесительного объема 23 в реакционный объем 5. После этого все клапаны (6, 6′, 7, 7′) в реакционном объеме 5 запирают и смесь сжимается поршнем 4 при его движении направо до того состояния (контролируемого датчиками давления и температуры), когда происходит химическая реакция компонентов или до заданного расстояния от крышки 2, контролируемого датчиками положения 14. При этом в начале движения поршня 4 в объем, образующийся между ним и перегородкой 3 через газовый канал 15, подводят нейтральный газ, (входящий как газ-разбавитель в состав реакционной смеси) и запирают клапаны с тем, чтобы исключить возможное попадание посторонних компонентов в реакционный объем 5 через зазор между поршнем 4 и стенками реакторного модуля 1.At the first stage, when the piston moves to the left (smooth, as in a cyclogram or stepwise with intermediate stops) from the extreme right position (from touching the cover 2) to the initial position, the components of the reaction mixture are introduced into the
Второй этап, как правило (используя фиксатор 13 можно задавать любую паузу между этапами), следует практически немедленно за первым - поршень 4 быстро перемещается влево на заданное расстояние (оно может быть меньше исходного) для закалки (охлаждения) продуктов реакции. При этом клапан газового канала 15 закрыт, а открыт клапан газового канала 16, через который удаляются нейтральный газ.The second stage, as a rule (using the
Далее открывается канал с клапаном 7 и перемещением поршня 4 вправо до крышки 2 продукты реакции вытесняются через этот канал в приемную емкость-улавливатель (не показан).Next, a channel opens with a valve 7 and moving the
На третьем этапе поршень 4 вновь движется влево, засасывая через канал 61 продувочный газ для промывки реакционного объема 5. После некоторой паузы, необходимой для отбора газом повышенной (вследствие сжатия в конце первого этапа) температуры торцов поршня 4, крышки 2 и правой части корпуса реакторного модуля 1, открывается клапан канала 71 и через него продувочный газ (возможно с остатками реагентов) выдавливается во второй улавливатель (не показан) перемещением поршня 4 до касания с крышкой 2. Порядок работы устройств 15 и 16 подачи и удаления нейтрального газа в объем между поршнем 4 и перегородкой 3 на втором и третьем этапах цикла аналогичен порядку работы на первом этапе. После этого весь цикл повторяют.In the third stage, the
Рассмотрим работу устройства адиабатического сжатия по Варианту 2.Consider the operation of the adiabatic compression device according to
Порядок работы реакторного модуля такой же, как по Варианту 1.The operating procedure of the reactor module is the same as in
Смесительный модуль работает следующим образом.The mixing module operates as follows.
После прогрева нагревателем 31, закрытого теплоизоляцией 32 смесительного объема 23, поршень 22 смесительного модуля 19 сдвигают вправо до касания с крышкой 20. Поршень 22 приводится в движение штоком, соединяющим его с поршнем 30 силового гидроцилиндра 29. При этом через любой из каналов 24, 25 или 26 стравливается газ из смесительного объема 23. Поскольку смесительный объем не предназначен для сжатия газа и максимальное давление в объеме 23 не превышает нескольких атмосфер, заполнение пространства между перегородкой 21 и поршнем 22 инертным газом не обязательно.After warming up by the
После касания поршня 22 с крышкой 20 смесительное устройство готово к началу цикла подготовки смеси. Цикл подготовки реакционной смеси заключается в заполнении объема 23 через каналы 24, 25 и 26 при закрытом канале 27 реакционными газами при плавном или ступенчатом перемещении поршня 22 влево от исходного (касания с крышкой 20) до задаваемого положения. Положение поршня 22 контролируется датчиками (не показано).After touching the
Затем все газовые каналы (24, 25, 26 и 27) закрываются, и смесь выдерживается время, необходимое для равномерного прогрева. После этого открывается канал 27 смесительного модуля и канал 6 реакционного модуля и по каналу 28, соединяющий смесительный и реакционный объемы, готовая смесь вытесняется двигающимся вправо (до касания с крышкой 20) поршнем 22 в реакционный объем 5. При этом поршень 4 реакционного модуля 1 двигается от своего крайнего (от касания с крышкой 2) положения влево, засасывая смесь в объем 5.Then all gas channels (24, 25, 26 and 27) are closed, and the mixture is maintained for the time required for uniform heating. After that, the
После касания поршня 22 с крышкой 20 цикл подготовки смеси может повторяться.After touching the
Продолжительность цикла подготовки смеси определяется температурой подаваемых через каналы 24, 25 и 26 газов и необходимым временем прогрева смеси, и, вообще говоря, не связана с продолжительностью полного цикла работы реакторного модуля. Эти циклы могут идти или последовательно, или быть синхронизованы так, что к моменту окончания всех (трех) этапов рабочего цикла реакторного модуля смесь в объеме 23 смесительного модуля 19 имела бы заданные параметры.The duration of the mixture preparation cycle is determined by the temperature of the gases supplied through the
Предварительная подготовка газовых смесей в отдельном смесителе перед подачей их в реакционный объем 5 устройства адиабатического сжатия создает положительный эффект и обладает следующими преимуществами.Preliminary preparation of gas mixtures in a separate mixer before feeding them into the
1. Позволяет проще контролировать состав и параметры газовой смеси, так как в подготовительном объеме 23 смесителя не предъявляются требования к уплотнениям для высоких давлений и температур, а следовательно, и к конструктивному исполнению и материалам деталей, а также условий для размещения различных датчиков (давления, температуры и т.д.).1. It makes it easier to control the composition and parameters of the gas mixture, since in the
2. При перекачке газовой смеси из подготовительного объема 23 смесителя не требуются высокие скорости перемещения поршня 22 и высокие давления так, что могут использоваться стандартные гидроцилиндры 29.2. When pumping the gas mixture from the
3. Изменяя положение поршня 22 смесительного модуля 19 при заполнении смесительного объема 23, можно легко регулировать парциальное давление любого компонента независимо от давления в питающих трассах, из которых этот компонент поступает в смеситель.3. By changing the position of the
4. Изменяя исходные положения поршня 22 смесительного модуля 19 и поршня 4 реакторного модуля 1 при заполнении реакционного объема 5, можно легко варьировать начальные давления газовой смеси перед сжатием в реакторном модуле 1, уменьшая или увеличивая его по сравнению с давлением в смесителе.4. By changing the initial position of the
5. Существенно уменьшается время пребывания смеси в реакторном модуле 1, уменьшая тем самым время контакта деталей реакторного модуля с компонентами реакционных смесей.5. The residence time of the mixture in the
6. Конструктивное решение устройства адиабатического сжатия и смесителя позволяет включение в конструкцию нескольких смесительных устройств аналогичного принципа действия. Пространственная ориентация конструкций может быть любая. Возможна как независимая, так и синхронизированная работа реакторного и смесительного модулей.6. The design of the adiabatic compression device and the mixer allows the inclusion in the design of several mixing devices of a similar principle of operation. The spatial orientation of the structures can be any. Both independent and synchronized operation of the reactor and mixing modules are possible.
Источники информацииInformation sources
1. Колбановский Ю.А., Щипачев B.C., Черняк Н.Я. и др. Импульсное сжатие газов в химии и технологии. 1982, 240 с.1. Kolbanovsky Yu.A., Schipachev B.C., Chernyak N.Ya. etc. Pulse compression of gases in chemistry and technology. 1982, 240 p.
2. RU 2097121, МПК B01J 12/00, 27.11.1997, Устройство для импульсного сжатия газов.2. RU 2097121,
3. RU 2115467, МПК В01J 2/00, 20.07.1998, Устройство для импульсного сжатия газов.3. RU 2115467,
4. RU 2142844, МПК B01J 2/00, 20.12.1999, Устройство для импульсного сжатия газов.4. RU 2142844,
5. RU 2299175, МПК C01B 3/34, F02B 43/12, F02B 47/02, 12.02.2006, Способ получения синтез-газа и установка для его реализации.5. RU 2299175,
6. RU 2317250, МПК C01B 3/34, F02B 43/12, 12.07.2006, Способ получения синтез-газа;6. RU 2317250,
7. RU 2129462, МПК B01J 7/00, C01B 3/36, C01B 3/32, C01B 3/34, 27.04.1999, Химический реактор сжатия для получения синтез-газа.7. RU 2129462, IPC B01J 7/00,
8. Патент RU 2198022, МПК B01J 3/03, C10G 9/18, 2003, Свободно-поршневой реактор сжатия - прототип.8. Patent RU 2198022,
Claims (8)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013103951/05A RU2536500C2 (en) | 2013-01-29 | 2013-01-29 | Device of adiabatic-compression (versions) |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013103951/05A RU2536500C2 (en) | 2013-01-29 | 2013-01-29 | Device of adiabatic-compression (versions) |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2013103951A RU2013103951A (en) | 2014-08-10 |
RU2536500C2 true RU2536500C2 (en) | 2014-12-27 |
Family
ID=51354845
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2013103951/05A RU2536500C2 (en) | 2013-01-29 | 2013-01-29 | Device of adiabatic-compression (versions) |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2536500C2 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2019084084A3 (en) * | 2017-10-24 | 2019-06-13 | Dow Global Technologies Llc | Pulsed compression reactors and methods for their operation |
RU2705958C1 (en) * | 2018-12-04 | 2019-11-12 | Общество с ограниченной ответственностью "АС-Графен" | Apparatus for producing silicon nanopowders by monosilane adiabatic compression |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2814551A (en) * | 1949-10-07 | 1957-11-26 | Shell Dev | Method and reciprocating compressionreactor for short period, high temperature and high pressure chemical reactions |
SU1012965A1 (en) * | 1981-04-22 | 1983-04-23 | Предприятие П/Я М-5539 | Method of investigating chemical reaction kinetics |
RU2142844C1 (en) * | 1999-04-05 | 1999-12-20 | Глушенков Максим Юрьевич | Device for pulsed compression of gases |
RU2198022C1 (en) * | 2001-05-21 | 2003-02-10 | Закрытое акционерное общество "П.Б.-экспорт-импорт" | Free-piston compression reactor |
RU2280502C1 (en) * | 2005-02-24 | 2006-07-27 | Институт химической физики им. Н.Н. Семенова РАН (ИХФ РАН) | Method of realization of the chemical transformations by compression of the gas-containing mixtures |
-
2013
- 2013-01-29 RU RU2013103951/05A patent/RU2536500C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2814551A (en) * | 1949-10-07 | 1957-11-26 | Shell Dev | Method and reciprocating compressionreactor for short period, high temperature and high pressure chemical reactions |
SU1012965A1 (en) * | 1981-04-22 | 1983-04-23 | Предприятие П/Я М-5539 | Method of investigating chemical reaction kinetics |
RU2142844C1 (en) * | 1999-04-05 | 1999-12-20 | Глушенков Максим Юрьевич | Device for pulsed compression of gases |
RU2198022C1 (en) * | 2001-05-21 | 2003-02-10 | Закрытое акционерное общество "П.Б.-экспорт-импорт" | Free-piston compression reactor |
RU2280502C1 (en) * | 2005-02-24 | 2006-07-27 | Институт химической физики им. Н.Н. Семенова РАН (ИХФ РАН) | Method of realization of the chemical transformations by compression of the gas-containing mixtures |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2019084084A3 (en) * | 2017-10-24 | 2019-06-13 | Dow Global Technologies Llc | Pulsed compression reactors and methods for their operation |
US11446619B2 (en) | 2017-10-24 | 2022-09-20 | Dow Global Technologies Llc | Pulsed compression reactors and methods for their operation |
US11925923B2 (en) | 2017-10-24 | 2024-03-12 | Dow Global Technologies Llc | Pulsed compression reactors and methods for their operation |
RU2705958C1 (en) * | 2018-12-04 | 2019-11-12 | Общество с ограниченной ответственностью "АС-Графен" | Apparatus for producing silicon nanopowders by monosilane adiabatic compression |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2013103951A (en) | 2014-08-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP2188521B1 (en) | Multistage hydraulic gas compression/expansion systems and methods | |
AU2009257342B2 (en) | A stirling engine | |
IL153199A (en) | Heat engines and associated methods of producing mechanical energy and their application to vehicles | |
WO2002018760A8 (en) | Controlled direct drive engine system | |
RU2536500C2 (en) | Device of adiabatic-compression (versions) | |
US4306414A (en) | Method of performing work | |
RU2729251C2 (en) | Methods and apparatus for producing granular solid carbon dioxide (versions) | |
Chouder et al. | Modeling results of a new high performance free liquid piston engine | |
US4815290A (en) | Heat recovery system | |
CN1563693A (en) | External combustion engine | |
RU124926U1 (en) | INTERNAL COMBUSTION ENGINE WITH ACCUMULATED COMPRESSION AND ADJUSTABLE COMPRESSION | |
RU2432474C2 (en) | Reciprocating internal combustion engine operation method | |
RU2214525C2 (en) | Method of operation of power plant with piston internal combustion engine (versions) and power plant for implementing the method | |
Vitale et al. | Low-temperature H 2 O 2-powered actuators for biorobotics: Thermodynamic and kinetic analysis | |
JP2019030858A (en) | Processing device | |
El Hassani et al. | Study of some power influencing parameters of a solar low temperature stirling engine | |
RU2705958C1 (en) | Apparatus for producing silicon nanopowders by monosilane adiabatic compression | |
Riofrio et al. | Design and analysis of a resonating free liquid-piston engine compressor | |
JP2008545090A (en) | Injection device for cryogenic engine | |
IT202100010580A1 (en) | FLUID MACHINE WITH RESONANT SUCTION SYSTEM | |
RU2575958C2 (en) | Thermal engine and its operation | |
Shmelev et al. | Partial oxidation of methane in a multistage-compression chemical reactor | |
RU2641180C2 (en) | Operating method of internal combustion engine with heat regeneration in cycle and motor used for its implementation | |
EA021678B1 (en) | Device for receiving mechanical work from nonthermal energy source | |
RU2267062C2 (en) | Method of heating gas (versions) |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20180130 |