RU2506504C1 - Гелиоустановка для химических реакций - Google Patents
Гелиоустановка для химических реакций Download PDFInfo
- Publication number
- RU2506504C1 RU2506504C1 RU2012126271/06A RU2012126271A RU2506504C1 RU 2506504 C1 RU2506504 C1 RU 2506504C1 RU 2012126271/06 A RU2012126271/06 A RU 2012126271/06A RU 2012126271 A RU2012126271 A RU 2012126271A RU 2506504 C1 RU2506504 C1 RU 2506504C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- reactions
- heat exchanger
- chemical reactions
- carrying
- branch pipe
- Prior art date
Links
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/40—Solar thermal energy, e.g. solar towers
Landscapes
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
- Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
Abstract
Изобретение относится к гелиотехнике и может быть использовано для проведения химических реакций. Гелиоустановка для химических реакций включает патрубки, нагреватель. Установка содержит кубическую рабочую камеру с прозрачным окном, внутри которой расположено пористое тело, поддерживаемое с двух сторон патрубками в виде трубок, верхний патрубок для исходных реагентов, а вокруг нижнего патрубка расположен спиралеобразно теплообменник, который соединен с трубками для подвода и отвода хладагента, при этом отвод горячего хладагента осуществлен из корпуса, а к камере сверху дополнительно установлен патрубок для отвода газообразных продуктов реакции со спиралеобразным теплообменником. Технический результат - возможность проведения реакций между разными реагентами и повышение эффективности использования возобновляющихся источников энергии при проведении высокотемпературных реакций. 1 ил.
Description
Изобретение относится к гелиотехнике, и может быть использовано для проведения химических реакций.
Известно устройство для проведения реакций [1], содержащее цилиндрический светопрозрачный фотохимический реактор, выполненный в виде сосуда Дьюара из стекла типа «пирекс» и имеющий на внешней оболочке со стороны концентратора селективное отражающее покрытие, средство механического перемешивания реакционной массы, выполненное в виде водоохлаждаемого корпуса с патрубками и ввода реакционной массы и отбора мономера соответственно и расположенного в образованной корпусом полости насоса с мешалкой, и побудитель фотохимической реакции, выполненной в виде уложенной змеевиком трубки из стекла типа «пирекс». Выход реактора гидравлически связан с полостью на уровне мешалки, насос - с побудителем, последний - с входом реактора, а змеевиковая трубка имеет селективное поглощающее покрытие со стороны, противоположной падающему солнечному излучению.
Недостатком этого устройства является ее сложность - содержат большое количество трубопроводов и механизмов, что повышает стоимость и энергозатраты, а также ограниченность проводимых реакций.
Известен каталитический гелиореактор [2], представляющий собой соединение каталитического реактора и приемника лучистой энергии, состоит из корпуса, прозрачного окна, через которое сконцентрированный солнечный поток проходит и нагревает каталитический абсорбер, который состоит из трех слоев (1), (2), (3), патрубка для входа в реактор исходной реакционной смеси, смесителя-теплообменника или испарителя, коллектора, выходного патрубка для выхода продуктов реакции.
Недостатком данного гелиореактора является необходимость: подбора режима реакции - скорости подачи исходных веществ; определения оптимальных размеров ячеек абсорбера; определения расстояния между слоями абсорбера; определения теплопроводности между слоями абсорберов. Все это усложняет конструкцию и процесс проведения реакций, и абсорбер может быть настроен для проведения реакций между конкретными реагентами. Кроме этого, зазоры между слоями абсорбера снижают эффективность использования солнечной энергии.
Наиболее близкой по технической сущности является гелиореактор [3], содержащий корпус с предварительной камерой и имеющей нагреватель реакционной камерой и патрубки и подвода реагентов и отвода целевого продукта соответственно. Гелиореактор дополнительно содержит установленный в корпусе полый поршень-вытеснитель, выполненный из теплоизоляционного материала и разделяющий корпус на две полости, служащие предварительной и реакционной камерами и, одна из торцевых стенок корпуса служит нагревателем, а на боковой поверхности поршня-вытеснителя выполнены продольные канавки, гидравлически соединяющие камеры. Нагреватель имеет вогнутую наружную поверхность, обращенную к концентратору солнечного излучения.
Недостатком этого гелиореактора является ее сложность с включением поршня-вытеснителя с теплоизоляцией и боковыми канавками, гидравлически соединяющие две камеры, невозможность проведения твердофазных реакций и продуктами реакций могут быть только газы.
Задача изобретения - упрощение устройства и расширение области использования ее для проведения реакций между соединениями в разных фазовых состояниях.
Технический результат - возможность проведения реакций между разными реагентами и повышение эффективности использования возобновляющихся источников энергии при проведении высокотемпературных реакций.
Сущность изобретения заключается в том, что гелиоустановка для химических реакций, включает патрубки, нагреватель, где установка содержит кубическую рабочую камеру с прозрачным окном, внутри которой расположено пористое тело, поддерживаемое с двух сторон патрубками в виде трубок, верхний патрубок для исходных реагентов, а вокруг нижнего патрубка расположен спиралеобразно теплообменник, который соединен с трубками для подвода и отвода хладагента, при этом отвод горячего хладагента осуществлен из корпуса, а к камере сверху дополнительно установлен патрубок для отвода газообразных продуктов реакции со спиралеобразным теплообменником.
На фиг.1 схематично показана гелиоустановка для проведения химических реакций.
Гелиоустановка содержит концентратор 1, кубическую рабочую камеру 2 с прозрачным окном 3, закрепленным к корпусу 4 и с расположенным в ней пористым телом 5, имеющим форму тора. К камере сверху подключен патрубок 6, а снизу патрубок 7 для подачи исходных веществ и отвода продуктов реакций, соответственно. Патрубки 6 и 7 подводятся к пористому телу 5 и удерживают его в камере. Устройство дополнительно содержат патрубок 8 для отвода газообразных продуктов реакций и теплообменники 9 и 10, соединенные с трубками для подвода 11 и отвода 12 хладагента (воды). Теплообменник 9, в отличие от теплообменника 10, частично находится в камере и отвод горячего хладагента (воды) осуществляется из корпуса. В качестве пористого тела 5 может применяться графит, платина или другой термостойкий, инертный материал.
Установка работает следующим образом.
Солнечная радиация, сфокусированная концентратором 1, проходя через прозрачное окно 3 в камеру 2, нагревает пористое тело 5. В камеру 2 к пористому телу 5 через патрубок 6 поступают твердые в виде порошка или жидкие исходные реагенты. Пористое тело 5 имеет высокий коэффициент поглощения солнечной радиации. В пористом теле твердые исходные вещества плавятся и протекают высокотемпературные реакции. Для прекращения обратимых реакций и увеличения выхода целевого продукта, продукты реакции сразу после выхода из пористого тела 5 поступают в отводящие патрубки 7 и 8, где охлаждаются теплообменниками 9 и 10. Охлаждение в теплообменниках происходит за счет хладагента (воды) подающей и отводящей по трубкам 11 и 12, соответственно.
В установке можно проводить реакции между газообразными, жидкими и твердыми реагентами.
При газообразных исходных веществах они подаются по патрубку 7, а продукты реакций отводятся через патрубок 8, и работает теплообменник 10 (теплообменник 9 отключается).
При твердофазных исходных веществах их подают по патрубку 6 в виде порошка к пористому телу 5, проходя через которое, исходные вещества нагреваются за счет солнечной энергии и вступают в реакцию. По отводящему патрубку 7, где они охлаждаются, отводятся продукты реакций, и работает теплообменник 9 (теплообменник 10 отключается).
Если при реакциях между жидкими или твердыми реагентами образуются жидкие, твердые и газообразные продукты, то жидкие и твердые отводятся по патрубку 7, а газообразные выводятся по дополнительному патрубку 8, и оба теплообменника 9 и 10 работают.
Преимущество предлагаемой гелиоустановки в ее упрощении:
- за счет формы рабочей камеры;
- использования пористого тела, вместо слоев;
и эффективности:
- за счет расширения области (использования) проведения реакции между разовыми фазовыми состояниями реагентов (твердое - твердое-твердое - жидкое, жидкое - газообразное и т.д.);
- увеличение выхода продукции за счет использования теплообменника в корпусе;
- целенаправленность концентратора дает возможность поднятия температуры до 900-1100°С.
Гелиоустановка может быть использована в качестве термохимического аккумулятора солнечной энергии.
Литература
1. Б.Р. Корпев, О. Алмобеков, О.А. Ниязов и др. «Устройство для проведения реакций», авторское свидетельство № SU 1489294 A1, F24J 2/42, B01J 19/08, бюл. №4319437/24-06, 21.10.87 г.
2. В.И. Аникеев, А.С. Бобрин, В.А. Кириллов. Каталитический гелиореактор. Патент №2030694, F24J 1/00, F24J 2/42, заявка №5023109/06, опубл. 10.03.1995.
3. П.Ф. Рзаев, О.М. Саламов, С.Я.Ахундов и др. «Гелиореактор», авторское свидетельство № SU 1563332 A1, F24J 2/00, 2/42 бюл. №4608206/24-06, 10.10.88 г.
Claims (1)
- Гелиоустановка для химических реакций, включающая патрубки, нагреватель, отличающаяся тем, что установка содержит кубическую рабочую камеру с прозрачным окном, внутри которой расположено пористое тело, поддерживаемое с двух сторон патрубками в виде трубок, верхний патрубок для исходных реагентов, а вокруг нижнего патрубка расположен спиралеобразно теплообменник, который соединен с трубками для подвода и отвода хладагента, при этом отвод горячего хладагента осуществлен из корпуса, а к камере сверху дополнительно установлен патрубок для отвода газообразных продуктов реакции со спиралеобразным теплообменником.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012126271/06A RU2506504C1 (ru) | 2012-06-22 | 2012-06-22 | Гелиоустановка для химических реакций |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012126271/06A RU2506504C1 (ru) | 2012-06-22 | 2012-06-22 | Гелиоустановка для химических реакций |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2012126271A RU2012126271A (ru) | 2013-12-27 |
RU2506504C1 true RU2506504C1 (ru) | 2014-02-10 |
Family
ID=49785992
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2012126271/06A RU2506504C1 (ru) | 2012-06-22 | 2012-06-22 | Гелиоустановка для химических реакций |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2506504C1 (ru) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN114543058B (zh) * | 2022-02-25 | 2023-07-21 | 中国科学院电工研究所 | 一种基于太阳能的高温蒸汽发生器 |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1416812A1 (ru) * | 1986-12-04 | 1988-08-15 | Институт катализа СО АН СССР | Гелиореактор |
RU2030694C1 (ru) * | 1991-12-02 | 1995-03-10 | Институт катализа СО РАН | Каталитический гелиореактор |
RU2100713C1 (ru) * | 1995-10-03 | 1997-12-27 | Институт катализа им.Г.К.Борескова СО РАН | Каталитический реактор-приемник и способ осуществления термохимических превращений световой энергии |
DE102005024172A1 (de) * | 2005-05-23 | 2006-11-30 | Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. | Verfahren und Vorrichtung zur Durchführung von Verdampfungsprozessen und/oder chemischen Reaktionen |
KR101132552B1 (ko) * | 2009-10-06 | 2012-04-03 | 인하대학교 산학협력단 | 태양열 화학반응기 |
-
2012
- 2012-06-22 RU RU2012126271/06A patent/RU2506504C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1416812A1 (ru) * | 1986-12-04 | 1988-08-15 | Институт катализа СО АН СССР | Гелиореактор |
RU2030694C1 (ru) * | 1991-12-02 | 1995-03-10 | Институт катализа СО РАН | Каталитический гелиореактор |
RU2100713C1 (ru) * | 1995-10-03 | 1997-12-27 | Институт катализа им.Г.К.Борескова СО РАН | Каталитический реактор-приемник и способ осуществления термохимических превращений световой энергии |
DE102005024172A1 (de) * | 2005-05-23 | 2006-11-30 | Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. | Verfahren und Vorrichtung zur Durchführung von Verdampfungsprozessen und/oder chemischen Reaktionen |
KR101132552B1 (ko) * | 2009-10-06 | 2012-04-03 | 인하대학교 산학협력단 | 태양열 화학반응기 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2012126271A (ru) | 2013-12-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
WO2010023959A1 (ja) | 液体加熱器および液体加熱方法 | |
CN101122425A (zh) | 一种碳化硅泡沫陶瓷太阳能空气吸热器 | |
CN104449847B (zh) | 一种太阳能驱动含碳物质反应及反应产物光催化的方法 | |
CN201104033Y (zh) | 太阳能多用热水器 | |
Lidor et al. | High-temperature heat recovery from a solar reactor for the thermochemical redox splitting of H2O and CO2 | |
RU2506504C1 (ru) | Гелиоустановка для химических реакций | |
Tregambi et al. | Experimental characterization of granular materials for directly irradiated fluidized bed solar receivers | |
CN103052788B (zh) | 用于斯特灵电机的太阳辐射热吸收器 | |
CN201289082Y (zh) | 回热式多孔介质燃烧的新型辐射器 | |
CN101382277B (zh) | 太阳能熔盐套管式蒸汽发生方法及其装置 | |
CN101975525B (zh) | 一种用于太阳能热水器高温控制的分离式热管装置 | |
Lovegrove et al. | The first ammonia based solar thermochemical energy storage demonstration | |
RU2232710C1 (ru) | Генератор водорода | |
CN108786164A (zh) | 一种具有提纯功能的生物活性物质生产设备 | |
CN109297339A (zh) | 一种满液型蒸汽蓄热器及其复合相变储热材料的制备方法 | |
WO2013168074A1 (en) | Concentration solar thermodynamic plant | |
CN203671960U (zh) | 二腔流体聚焦太阳能光热加热传热蓄热*** | |
CN203671959U (zh) | 三腔流体聚焦太阳能光热加热传热蓄热*** | |
CN101850977B (zh) | 一种硅化镁反应炉 | |
CN102109164B (zh) | 一种腔式太阳能直流蒸汽锅炉 | |
RU2042421C1 (ru) | Каталитический реактор | |
RU173767U1 (ru) | Кожухотрубный реактор | |
CN110499169A (zh) | 显热回收装置 | |
CN103968666A (zh) | 一种铝或铝合金生产用的熔炼炉 | |
RU2775749C1 (ru) | Термоядерный реактор |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20170623 |