Разработка и исследование процессов орто-пароконверсии в аппаратах установок сжижения водорода тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.09 ВАК РФ

2 ФЕВ 1997

На правах рукописи

Шуяков Андрей Леонидович

РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ ОРТО-ПАРАКОНВЕРСИИ В АППАРАТАХ УСТАНОВОК ОЖИЖЕНИЯ ВОДОРОДА

(01.04.09 - Физика низких температур)

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

}Г

Москва - 1997

Работа выполнена в открытом акционерном обществе криогенного машиностроения ' (ОАО Криогенмаш) Научный руководитель-кандидат технических наук, старший научный сотрудник СМОРОДИН А.И.

Официальные оппоненты: - доктор технических наук, профессор АРХАРОВ A.M.

- доктор технических наук, старший научный сотрудник КРАСНИКОВА O.K.

Ведущая организация- Научно-исследовательский институт химического машиностроения (НИИхиммаш)

Защита состоится " fk " Г* Q^^ 1997 года в 14 часов на заседании диссертационного совета К 053.16.02 в Московском энергетическом институте по адресу: Москва, Красноказарменная улица, д. 17 корпус Т, каф. ИТФ, 2-й этаж, комн. 206

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке МЭИ.

Отзывы на автореферат просим направлять по адресу: 111250. Москва, Е-250,Краноказарменная улица, дом 14,Ученый совет МЭИ.

Автореферат разослан " ^ " с^^рЪЛр 1997 года

Ученый секретарь диссертационного совета К 053.16.02 к.ф.- м.н., доцент

МИКА В.И.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы.Расаирявщееся применение водорода в индустриально развитых странах объясняется его экологической чистотой. высокой теплотворной способностью по сравнению с углем.газом, нефтью и нефтепродуктами. Широкое применение находит аидкий водород в космонавтике и научных исследованиях. Ведутся разработки по внедрению водородного топлива в авиацию и автотранспорт. Одним из основных препятствий развития водородной энергетики является значительная на настоящий момент стоимость водорода по сравнению с традиционными топливаыи.

Одной из особенностей ожижения водорода является процесс ор-топаралреврацения, энергетические затраты на проведения которого могут составлять до 30 % всех затрат на ожижение. Очевидно, что оптимальное проведение процесса ортопарапрсвращения является одним из определяющих факторов, влияющих на общую экономичность.

Необходимым условием создания экономичных и компактных аппаратов-конверторов является разработка методов расчета, учитывающих реальные условия протекания процесса и способы его реализации.

Целью работы является изучение закономерностей процесса ор-топарапревращения в аппаратах установок ожиясения водорода и разработка принципов расчета и проектирования аппаратов ортопаракон-оерсии.

Научная новизна работы, разработаны модели, позволившие, в рамках сделанных допущений, найти аналитическое описание процессов ортопараконверсии, рассмотрение которых привело к выявлению ряда закономерностей, связывающих основные конструктивные и технологические параметры аппаратов-конверторов, а также позволило найти пути эффективной организации процесса.

Впервые экспериментально определены локальные характеристики процесса ортопараконверсии в трубчатом полупромьшлснном аппарате-конверторе при адиабатическом и непрерывном методах организации процесса.

Экспериментально установлены особенности протекания процесса в аппаратах изотермической конверсии при использовании в качестве охлаждающих сред жидких азота и водорода.Получены расчетные зависимости, позволяющие принимать научно обоснованные ренения при про ектировании аппаратов ортопараконверсии водородных ожижителей.

Практическая ценность. Результаты проведенного исследования внедрены в ОАО "Криогеныаш" :

- при модернизации агрегата 501,

- при разработке агрегата 0В-04.

- при разработке агрегата 0В-06.

Апробация работы. Основные результаты работы докладывались и

обсуждались на:

- конкурсах научно-исследовательских работ НПО "Крногеннаи" (Балашиха 1988, 1990гг.):

- Международной научно-практической конференции "Криогенника - 91 " ;

- 2-м Минском международном форуме по тепломассообмену (Минск 1992г.);

-XIV научно-технической конференции МИХМ (1-3 февраля 1993г)

Объем работы. Диссертация состоит из шести разделов, выводов, списка использованных литературных источников и приложений, изложена на 172 стр. текста, содержит 25 рисунков и 7 таблиц.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

В первой главе приводится обзор литературных источников по исследованию процессов орто-парапревращения водорода и математическому моделированию химических реакторов. Рассматривается механизм существования двух модификаций водорода и дается теоретическое обоснование существования равновесного ортопарасостава, в зависимости от температуры. Описываются процессы самопроизвольной и каталитической конверсии. Рассмотрены вопросы отравления и активации катализаторов, закономерностей гетерогенного катализа, приводятся данные по активности существующих катализаторов и перспективам увеличения их эффективности. Дается приводится описание промышленных методов реализации орто-парапревращения, анализируются работы по моделированию аппаратов конверсии.

Приводится обзор методов и результатов исследований в смежной области знаний-моделировании реакторов химической промышленности. Описываются традиционно сложившиеся в этой области методы математического моделирования,классификация реакторов по тепловым и гидравлическим режимам и связанные с ней упрощающие предпосылки. В результате анализа литературных источников установлено следующее. Достаточно полно исследован вопрос теории и практики применения катализаторов орто-параконверсии. Существует теория, объясняющая механизмы каталитического превращения и способная прогнозировать перспективы дальнейшей разработки катализаторов высокой активности. Исследованы процессы активации, отравления и реактивации катализаторов.Существует достаточный опыт промышленного использования катализаторов. Отечественной промышленностью освоен выпуск высокоактивных катализаторов орто-параконверсии.

Вопросы исследования методики расчета аппаратов для промышленной реализации процесса ортопарапревращения не нашли освещения в литературе. Известно численное решение описывающих дифференци апьных уравнений, что при многофакторной обусловленности не позволяет сделать достаточно полных обобщающих выводов. Известные ана-

литические результаты исчерпываются решением уравнения кинетики при условии постоянства равновесной концентрации, что применимо лишь в случае реализации процесса на нижнем температурном уровне и но учитывают сложной взаимосвязи кинетики и теплообмена.

Обзор литературы, посвященный вопросу гетерогенно-катапити-ческих превращений в химических реакторах, позволяет сделать вывод о малой вероятности удачного использования результатов математического моделирования, традиционно применяемого в этой области, применительно к аппаратам ортопараконверсии. Многофакторная обусловленность процесса и зависимость этих факторов от условий его проведения и особенностей реагентов не позволяют создать единообразных методов расчета химических реакторов, что вынуждает проводить решение для каждого отдельного класса процессов.

Таким образом заимствование результатов математического моделирования реакторов обосновано лишь в случае доказательства полной идентичности процессов.. Возможно, скорее использование методологии моделирования химических реакторов.

Исходя из анализа состояния вопроса и учитывая общую постановку задачи,были сформулированы следующие цели исследования :

1. Создание физических и математических моделей, описывающих процесс ортопарапревращения при адиабатических, изотермических и политермических методах реализации. Нахождение аналитических решений и выявление общих закономерностей.

2. Экспериментальное изучение процесса ортопаралревращения в реальных условиях при различных методах его реализации с целью выявления влияния на интенсивность процесса основных технологических параметров.

3. Рассмотрение возможностей повышения эффективности процесса за счет максимального приближения его к равновесному.

4.Разработка принципов расчета и проектирования аппаратов орто-параконверсии.

Во второй главе приводятся модели процесса адиабатической конверсии при различных способах его реализации.

Адиабатический конвертор представляет собой аппарат емкостного типа,заполненный катализатором. Двигаясь через него, продуктовый поток претерпевает ортопарапревращение. Следствием экзотер-мичности реакции является повышение температуры реагирующего газа, что ведет к понижению равновесной концентрации, однозначно связанной с температурой. Движущей силой процесса является неравновесность ортопарасостава. После прохождения адиабатического конвертора поток направляется в теапообменный аппарат, где отводится теплота конверсии, за счет чего приобретается неравновесность, соответствующая следующему температурному уровню, после чего процесс повторяется.

Интенсивность процесса ортопарапреврацения определяется кинетическим уравнением:

-я--*-«*-«

то есть, изменение концентрации параформы по объему катализатора прямо пропорционально константе скорости реакции - количественной мере каталитической активности, разности между равновесной и текущей концентрацией пара-формы и обратно пропорционально массовому расходу реагирующего газа.

Равновесная концентрация Ср является функцией температуры (рис. 1). Однако, для рассматриваемых процессов рабочая область располагается в интервале 22 К < Т < 78 К, где линия равновесия может быть описана полиномом второй степени, а для более узкой области - линейной зависимостью.

Здесь и далее моделирование гетерогенно-каталитического процесса ортопарапревращения проводилось при следующих допущениях: предполагалось, что процесс протекает в кинетической области, то есть, целиком определяется скоростью самой химической реакции; аппарат является реактором идеального вытеснения: все элементарные объемы газа проходят через реактор за одинаковое время и претерпевают одинаковую последовательность изменения температуры, давления и концентрации; физические свойства постоянны; удельная теплота ортопараперехода постоянна; константа скорости химической реакции не зависит от температуры; катализатор является нерегулярной однородной структурой.

В рамках сделанных допущений процесс адиабатического ортопарапревращения, при линейной аппроксимации равновесной кривой: описывается системой дифференциальных уравнений:

Начальные условия:

V = 0; С = Со; Ср = Ср. о.

С - со - (Сро°--Со):Ст • [ехР(-(В8;Ст).Кр-У )-1] (2)

Bg+Cт 1 Ст-(3 > 1

(Ср. о. -Со) Ст г Ве ( ^+Ст)-Кр-У \ ,1

Ср - Со + — „ „- • • ехр--—-—--1+1 (3)

ВЕ+Ст 1 Ст Ст-С ' *

Решение системы выражается экспоненциальными функциями, что свидетельствует об асимптотическом характере процесса, стремяще-

Нормальный состав

10

30

50

70

90

Т,К

р О/

и, /о 100 80

60 40 20

Нормальный состав

I - _____________ 1. . ....... I. _______________I -

10 30 50 70

90 Т,К

Рис.1. Процессы изотермической (1), адиабатической (3). непрерывной (4) ор гопараконнсрсии и теплообмена (2).

гося к некоторым предельным значениям, зависящим главным образом от начальной неравновесности ортопарасостава:

„ „ (Ср. о. -Со) Ст ...

С - Со + - + --(4)

Далее приводятся зависимости, учитывающие кривизну линии равновесия - случай размещения аппаратов от 68 до 22 К. Рассматриваются особенности применения высокоактивных катализаторов, использование которых обуславливает разность температур между реагирующим потоком и гранулами; приводится модель, учитывающая последнее обстоятельство: приводятся соотношения, обеспечивающие эффективное протекание процесса. Моделируется процесс при переменной по длине реактора константе скорости химической реакции, рассмотрено влияние для этого случая, взаимной ориентации активирующего и продукционного потоков.

В третьей главе проводится моделирование процесса ортопарап-ревращения при условии отвода теплоты реакции кипящим хладагентом - процесс, так называемой "изотермической конверсии". Для адекватного описания процесса необходимо учесть совместное влияние реакции ортопаралревращения и теплообмена. Уравнения, описывающие изменение концентрации и температуры по длине аппарата, могут быть представлены в виде:

' ЙС - КР-(А-ВТ-С)

111 ° (5)

1,7 - * Кр (А-ВТ- С) <т-1*>

(11 Ст й С-Ст с!

Коэффициент теплопередачи К включает в себя зависящий от плотности теплового потока коэффициент теплоотдачи со стороны кипящего хладагента.С учетом последнего обстоятельства:

(1С

а (А-ВГ-С)

(11 ат (11

(6)

МА-ВТ-С) - МфТ+п)

Система имеет следующее решение: Т - С! :ехр(х,-1) + Сг-ехрО^ •!) + (т\/<с) (7)

С - [(а; А + ^ ) ; 1 + • (1-ехр(Х) • 1)) + (8)

+ ^^ (1-ехр(зи1)) + Со] • ехр(-«1) Изменение температуры Т по длине аппарата, как показывает

анализ уравнения (7), может иметь экстремальный характер. Координата и максимальное значение температуры реагирующего газа определяются выражениями:

1

(9)

п ( 'С* ^/(Хг -Хг)

+

(10)

)

V

»•г-хГсг>

Максимальная разность температур определяет максимальную плотность теплового потока, которая из условий устойчивой работы аппарата не должна превышать критического значения, ограничивающего область режима пузырькового кипения. То есть, должно выполняться условие:

Последнее соотношение позволяет путем варьирования технологическими и конструктивными параметрами аппарата избежать попадания в область пузырькового кипения.

Рассматривается также влияние на процесс эффекта "температурной депрессии", то есть, изменение температуры кипения хладагента Та в зависимости от изменения гидростатического давления. При этом температура кипения и величина давления связываются линейной зависимостью, имеющей в качестве аргумента продольную координату 1. Делаются выводы о влиянии направления движения реагирующего потока на характер процесса.

В четвертой главе рассматриваются процессы непрерывной конверсии. Наиболее близким к равновесному является процесс, при котором текущая концентрация параформы изменяется эквидистантно равновесной кривой. Такой характер распределения позволяет путем увеличения поверхности теплообмена и объема катализатора или обменных коэффициентов, приблизить процесс к идеальному.

Для процесса ортопарапревращения, в котором равновесная концентрация параформы возрастает с уменьшением температуры, наилучшего приближения к равновесному можно ожидать при совмещении процесса охлаждения и реакции. Постоянная разность между текущей и равновесной концентрациями предопределяет постоянную мощность выделения теплоты ортопарапревращения, а следовательно, для ее отведения требуется постоянная разность температур, для организации которой более всего пригодна противоточная схема.

Таким образом, задача по максимальному приближению процесса

Ч < Ч

4 "ах ' ТТаГ^ " (Тпах-Та) + М 1

(11)

к равновесному сводится к организации процесса с постоянными разностями температур между прямым и обратным потоками и постоянной разностью между равновесной и текущей концентрациями параформы.

При моделировании этого процесса кроме ранее заданных допущений предполагалось: линия равновесия - линейна, коэффициенты теплоотдачи не зависят от температуры, радиальные градиенты температуры и концентрации отсутствуют.

Математическая формулировка задачи выглядит так:

4'К (Тт-Т,) (12)

(11 схсхо

(11 стст т стсто

Краевые условия:

1-0; С-Со. Тт-Т°т. 1-Ь; Тх-Т°,

В общем случае система имеет решение:

Тт '.с, + Сг-ехрСх,»!) +С3-ехр(х31) • А/В

( 1 о)

Как видно, процесс в общем случае имеет весьма сложный характер, зависящий от параметров и краевых условий. Говорить о процессе с постоянными разностями температур и концентраций в общем случае нельзя. Кроме того, наличие в решении экспонент с различными знаками предполагает возможность экстремального изменения температуры реагирующего газа. На рис. ( 2 ) приведены изменения температур и концентраций по длине аппарата при различных соотношениях конструктивных и технологических параметров. Из анализа характеристического уравнения следует, что существует определенное соотношение между прямым и обратным потоками, а именно:

Сх - (Ве ^ (М)

С,

обращающее в нуль коэффициент при линейном члене, что приводит к появлению линейного слагаемого в решении системы:

Тт - С, -ехр(Хд1) + С2 • 1 + С3 + А/В (15)

т . Сгехр(Хз1) , С,СХР х

Т* 1 - «Вй+Ст)Ст0Хз)/4К I1 +

0,5 10 1,5 2,0

Рис.2 Сопоставление опытных и теоретических данных. : 1-Дс-2,5%

2- ЛС-11.7% ?=1.08(0);3-ЛС=26%;р=0(Л); ЛС= 14%: 93=2,5(0)

и

23К

Рис.3 Схема узла конверсии водородного ожижителя.

В рассматриваемом случае !Цф отлично от молекулярного коэффициента теплопроводности и определяется гидродинамической обстановкой в канале.

Переходя к безразмерным переменным получим:

Тогда для случая без источников тепла:

N11 =

I 2 ехрс-д-рх, /Ре) п=1

(24)

ГШ™ ■> •>

1,4 схр(-ц*пх/Ре)/)1\ п=1

и для участка термостабилизированного течения:

Ми,

р о - О

д 1

2.88

(25)

Соответственно при наличии источников тепла число Нуссельта определится:

Ни-4. (26)

Учитывая зависимость Х-,л от гидродинамического режима, получим:

р о - С

30.24 с л „„ (3, —— + 0.23 -г1-Ре Я

42-с с1,

+ 0. 32 —2

(27)

Ре

Я

Таким образом наличие источников тепла увеличивает интенсивность теплоотдачи на величину порядка 39 %. Величина яе интенсивности источников тепла оказывает влияние лишь на участке термостабилизации.

Анализ зависимости температурного поля в цилиндрическом канале позволяет найти соотношение для определения максимального диаметра труб реактора, исходя из ограничения на разность температур между стенкой и осью канала: __

гг <

я»

(60)

В шестой главе приводятся методика и результаты экспериментального исследования. Для проверки адекватности разработанных моделей реальному процессу в составе опытно-промышленной установки ожижения водорода был оборудован экспериментальный участок, позволяющий реализовывать различные методы орто-парапревращения.

Как видно из полученного результата, процесс имеет достаточно сложный характер и условие постоянной разности между текущей и равновесной концентрациями не достигается. С точки зрения физики процесса понятно, что подачей в аппарат продукта, значительно отличающегося от равновесного состава, можно вызвать тепловыделение большее, чем позволяет отвести существующая разность температур. Отсюда возникает вопрос о начальных условиях, способных обеспечить равномерное протекание процесса.

Анализ константы интегрирования С1 приводит к выводу, что существует соотношение между начальными условиями и параметрами, обращающими ее в "0", а именно:

1°, - Т°,

(А-ВТо-0,)

Ь + ((В8+Ст) й^Хз )/4К ВС,

Тогда решение системы описывается линейными уравнениями: С - С0 ♦ (А-ВТ0-С0)-1

"" I/

Iй, -

(16)

Тт

в с.

Таким образом, поставленной задаче: щей вой.

(А-ВТ0-Со)-1

(17)

наиденное решение полностью удовлетворяет найдены условия, при которых изменение теку-концентрации параформы всюду эквидистантно равновесной кри-разность температур между потоками постоянна:

(Ве+С^РКр

(А-ВТо-Со)

(18)

т ж 4КВ

Ср - С - А- ВТ0- Со

Процесс реализуется наиболее близким к равновесному способом.

В пятой главе рассматривается поле температур в цилиндрическом канале с внутренними источниками тепла. Математические модели процессов, строились в предположении об отсутствии радиальных градиентов температуры. Такие допущения возможны в том случае, если мощность внутренних источников невелика. Очевидно, что при переходе к катализаторам высокой активности значительная удельная теплота орто-параперехода обусловит наличие радиальных градиентов, влияние которых может оказаться существенным. Оценка характера этого влияния проводилась на следующей модели: рассматривался цилиндрический канал, заполненный нерегулярной однородной насадкой с равномерно распределенными источниками тепла. Температура стенки канала фиксируется, то есть, заданы граничные условия первого рода. Газовый поток и насадка рассматриваются как квазигомогенная структура, характеризуемая величиной эффективной теплопроводности; профиль скорости в слое имеет равномерное распределение по сечению. С учетом общепринятых допущений:

а-" >у

1 so

ór, г, = о.

dr

- Pe

60

О;

М

Ж

Окончательное решение:

5х, г, - 1. О

+ Ро = О

(19)

О.

=0. 0=1;

Nr,;*) - ехр(У,,х,/Ре)^

П*» 2J0 (Мт,г,)_

(20)

+Ро

П=1 |1П Л! (Мл) П-1 М. п «М

представляет собой сумму бесконечного ряда по функциям Бесселя нулевого порядка действительного аргумента. Анализ сходимости позволил ограничиться первым членом разложения, на несколько порядков превосходящим последующие. Предел зависимости (20) при неограниченном возрастании продольной координаты:

рп

Ига|о(г1;х,)! - —р— (1-гь|) (21)

то есть, в достаточно удаленной от начала координат точке распределение температуры не зависит от продольной координаты и имеет параболический характер. Согласно граничным условиям экстремальная температура на оси симметрии:

0(0; X) = Т

п=1 -РоТ

П=1

2 ехр(-цгпХ1/Ре) Ро

щ, Ji

2 expt-n",^, /Ре) К :, J¡ <Д- )

(22)

(23)

Средне-радиальная температура:

4 ехр(-дГ1/Ре) Ро

- ¿1———+ Т-"

. 4 ехр(-ц?пх, /Ре)

п=1 д"г,

При неограниченном возрастании продольной координаты, а практически при XI/Ре > 1 максимальная и среднерадиальная температуры стремятся к постоянной величине, причем безразмерная температура на оси канала вдвое превышает среднерадиальную температуру.

Так как найдены распределения температур, представляется возможным выявить влияние внутренних источников тепла на интенсивность процесса теплообмена.

По определению коэффициент теплоотдачи:

й- - Шиог!),/ 0 14

Принципиальная схема узла ортопараконверсии представлена на рис.4

Водород с расходом 100. ..250 нмЗ/час, давлением 12,0 МПа. нормального ортопарасостава проходил аппараты конверсии в изотермических условиях, при температуре кипения жидкого азота соответственно 0,13. ..0,15 и 0,018... 0,02 МПа. затем поступал в теп-лообменный аппарат 3 после прохождения которого направлялся в опытный конвертор 4. Затем водород высокого давления дросселировался до избыточного давления 0.1... 0.3 МПа и поступал в аппарат 6 , где при температуре кипения жидкого водорода завершался процесс ортопарапревращения. Схема установки позволяла варьировать величину прямого и обратного потоков и их соотношения, температуру прямого потока на входе в аппарат.

Исследование процессов непрерывной и адиабатической конверсии проводилось на кожухотрубном аппарате. Количество труб в решетке 18, типоразмер 25 * 2. длина труб 2200 мм. Трубное пространство заполнялось катализатором ортопараконверсии, межтрубное пространство для интенсификации теплоотдачи заполнялось инертной алюминиевой насадкой.

В ходе экспериментов фиксировались значения расходов прямого и обратного потоков, а также температуры: в двух точках для аппаратов изотермической конверсии и в пяти точках для аппаратов непрерывной и адиабатической конверсии. Соответственно из двух и пяти точек производился анализ содержания ортопарасостава, фиксировались значения давления прямого и обратного потоков.

Проведенный теоретический анализ и опыт эксплуатации промышленного ожижителя позволили выявить ряд факторов, влияющих, решающим образом на работу аппарата непрерывной конверсии. К ним в первую очередь следует отнести соотношение расходов прямого и обратного потоков ввиду очевидного влияния этого фактора на тепловой баланс аппарата. Во многом определяет эффективность процесса начальная величина неравновесности ортопарасостава - движущая сила процесса.

Существенно влияние абсолютной нагрузки, так как очевидно,что избыточная поверхность теплообмена и объема катализатора способны оказывать нивелирующие влияние на отрицательные воздействия.

Полученные результаты можно обобщить следующими выводами:

- эффективность работы конвертора в значительной мере зависит от соотношения прямого и обратного потоков. Соблюдение двукратного соотношения обеспечивает равномерное протекание процесса по всей длине аппарата;

- уменьшение соотношения прямого и обратного потоков отрицательно сказывается на работе аппарата, приводя к увеличению недо-рекуперации и пониженным значениям концентрации пара-формы. Распределение температуры и концентрации имеет при этом весьма елож-

16

ный характер;

- в целом положительно влияет на ход процесса напи^ начальной неравновесности ортопарасостава. Влияние этогс особенно заметно при больших нагрузках. В сочетании с ) соотношением прямого и обратного потоков начальная нер ность обеспечивает равномерное протекание процесса по вс аппарата;

- процесс непрерывной конверсии в области номиналы мов чувствителен к изменению начальных параметров; работ ласти малых нагрузок обеспечивает большую устойчивость n¡

Полученный экспериментальный материал достаточно хо| ласуется как с качественными, так и с расчетными в^тод; 2-5. Теоретически установлено, что необходимым условием i ния процесса к равновесному является соблюдение соотнозе/ Подстановка параметров проведения эксперимента приводит i нию Gx/Gt - 2,2. Именно такое соотношение потоков, как 6i делено экспериментально, соответствует группе наиболее : ных режимов. Эмпирически выявленная величина начальной весности для исследуемого аппарата, благоприятно влияющ процесса, составляет 5...7 %. Расчет по зависимости (16) к величине оптимальной начальной неравновесности 5, 7 %.

Исследование адиабатического режима проводилось на аппарате. Адиабатический реиим организовывался подачей только прямого потока водорода, в то время как обрати полностью отключался. Процесс изменения концентрация па температуры реагирующего газа, как это и било показано чески, имеет асимптотический характер. Максимально дости рамстры находятся в прямой зависимости от начальной кон параформы и величина исходной неравновесности. Наиболее но процесс протекает во входной части аппарата.

Сравнение теоретических и экспериментальных даннь позволяет сделать вывод о достаточной адекватности моде; ному процессу.

Экспериментальное исследование процесса изотермичес версии проводилось на двух температурных уровнях - кидь и жидкого водорода. Изотермическая конверсия с азотным с ем проводилось в кожухотрубном аппарате, состоящем i внутренним диаметром 19 мм, длиной 2,5 м, заполненных kí ром. В межтрубное пространство подавался жидкий азот, ческий реактор на уровне температур 22 К представлял со( кально расположенную трубу 168 * 4, высотой 2340 мм, з; катализатором и помещенную в ванну жидкого водорода.

Установлено соответствие выходных значений темпера' центраций принятым моделям. Для изотермической конверси!