Дегидрирование углеводородов C4-C5 с термотрансформацией катализатором энергии СВЧ поля

• Автор: Шулаев, Сергей Николаевич
• Шифр специальности: 02.00.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1999
• Место защиты: Уфа
• Количество страниц: 126 с.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение

1. Литературный обзор

1.1 СВЧ установки для проведения химикотехнологических процессов

1.2 Механизм СВЧ нагрева

1.3 Химические превращения, протекающие под действием СВЧ излу

1.4 Промышленные катализаторы дегидрирования бутана и бутонов

2 Особенности протекания реакций дегидрирования буте но в в СВЧ по

лс и их связь с механизмом теплопередачи

2.1 Изучение особенностей тсплопсреноса в катализаторах при провс дснин химических превращений под действием электромагнитного излучения СВЧ диапазона
2.1 Температурные поля в электродинамическом каталитическом рс акторе при продуве инертной газовой фазы
2.1.2 Температу рные поля в электродинамическом реакторе при проте каник химических реакций СВЧ поле
2.1.3 Определение коэффициентов эффективной теплопроводности и теплопередачи для неподвижного слоя катализатора
2.2 Математическая модель теплопереноса в электродинамическом рс
акторе при проведении химических превращений в СВЧ поле
,3. Модель процесса дегидрирования бутенов в СВЧ поле
3.1 Основные соотношения
3.2 Экспериментальные исследования поглощения электромагнитного излучения СВЧ диапазона различными катализаторами
3.3 Экспериментальное исследование дегидрирования бутенов под лей станем СВЧ поля
3.4 Экспериметггалытое исследование кинетики нагрева некоторых про мышленных катализаторов в СВЧ реакторе
Выводы
Приложение
Список литературы


Нафев является одним из наиболее часго используемых процессов в химической технологии и поэтому повышение эффективности является одной из актуальных задач стоящих перед современным химическим производством. Применение СВЧ электромагнитных волн в качестве теплоносителя для нафева тел различной природы является одним из способов решения этой проблемы, стимулирующих исследования применения СВЧ электромагнитных волн в химической технологии. В настоящее время во многих странах России, США. СВЧ установок для проведения конкретных химических процессов. СВЧ установки для проведения химикотехнологических процессов. Типичная СВЧ установка, используемая и технологических процессах в качестве нагревателя 1, состоит из трех основных компонентов СВЧ генератора магнетрона, направляющих систем волновода и резонатора рисунок 1. Магнетрон это электровакуумный прибор, преобразующий энергию переменного или постоянного тока в энергию электромагнитного поля СВЧ диапазона. Магнетроны имеют диапазон изменения мощности от нескольких киловатт до сотен киловатт, обладают высоким КПД, просты в изготовлении, компактны, имеют низкое анодное напряжение. Все это делает магнетроны самыми распространенными и перспективными генераторами СВЧ. В таблице 1. СВЧ установках . Таблица 1. Выход ная мощ ность, кВт Час тота. МГц Анодное напряжение. В КПД. Возд. В промышленности наиболее часто применяют СВЧ генераторы магнетроны с рабочими частотами 3, 5 и МГц. В бытовых СВЧ устройствах микроволновые печи используется рабочая частота МГц, что соответствует длине волны электромагнитного излучения ,2 см. Направляющие системы волноводы совокупность элементов, предназначенных для передачи электромагнитной энергии от СВЧ генератора в рабочую камерурезонатор без излучения в окружающую среду. Резонатор совокупность тел, внутри или вблизи которых концентрируется переменное электромагнитное поле. В простейшем случае резонатор представляет собой часть волновода, закрытый с обеих сторон металлическими крышками. Мощность электромагнитного излучения сосредоточенная в резонаторе, существенным образом зависит от частоты электромагнитного поля. Если она совпадает с собственными частотами резонатора, то в этом случае наблюдается резонанс и мощность накапливаемая резонатором максимальна Резонаторы можно подразделить на группы по следующим признакам пространственный, когда длина волны сравнима или много больше характерных размеров резонатора, также резонаторы подразделяют на ограниченные, когда электромагнитная энергия накапливается в физически отраниченном объеме и неограниченные, когда накопление энергии происходит в открытом пространстве, по характеру электромагнитных волн резонаторе их можно подразделить на резонаторы с бегущей волной и резонаторы со стоячей волной. Наиболее часто применяются камеры со стоячей волной, хотя нм присущ один существенный недостаток неравномерность распределения электромагнитного поля, что приводит при обработке материалов в таких резонаторах к неравномерности температурною поля, здесь важной задачей является обеспечение равномерности распределения электромагнитного поля внутри резонатора, и как следствие равномерность объемного нагрева реагирующих веществ Для этих целей применяют различные специальные устройства смесители, позволяющие создать равномерное распределите электромагнитного поля. Кроме того, технологические СВЧ установки включают в себя дополнительную контрольноизмерительную аппаратуру, необходимую для проведения и управления технологическими процессами. На рисунке 1. СВЧ установки На рисунке 1. СВЧ диапазона. Рисунок 1. Структурная схема технологической СВЧ установки. Рисунок 1. Классификация технологических СВЧ установок 1. Для проведения различных химикотехнологических процессов используются, согласно данной классификационной схемы, установки большой и средней мощности в различном исполнении В лабораторных условиях установки малой и средней мощности. Наибольшее распространение в лабораториях, занимающихся исследованиями химических превращений в СВЧ поле, получили модифицированные бытовые СВЧ печи, в которых устанавливаются реакционные емкости и необходимые средства измерения и т.