172379. lajstromszámú szabadalom • Eljárás erőművek hőhordozóinak előállítására
3 172379 4 adja meg, amelynek hatására a fémmassza a köráramban való bejutása jelentősen lecsökken. A felső határt a nitrogén-monoxid és nitrogén-tetroxid , gőzelegy elaszticitása és ezzel összefüggésben a hőerőműben a hőhordozó kondenzációjának sebessége szabja meg. A részleges terhelésnek kitett erőművekben célszerűen 0,5 — 1,5 súly% nitrogén-monoxidot tartalmazó hőhordozót alkalmazunk. Ugyanakkor a túlzott terhelésnek kitett hőerőművekben célszerűen 1,5 — 2,5 súly% nitrogén-monoxidot tartalmazó hőhordozó alkalmazását javasoljuk. Az 1,5 - 2,5 súly% nitrogénmonoxidot tartalmazó hőhordozók előállításához célszerűen 1—38 kg/1 kg redukáló szer mennyiségű nitrogén-tetroxidot használunk. Azokban az erőművekben, ahol a maximális nyomás a köráramban lOOata, célszerűen0,5 — 1,5 súly% nitrogén-monoxidot tartalmazó hőhordozót alkalmazunk. Ha az erőműben a maximális nyomás 150 — 200 ata között van, úgy célszerűen 1,5 - 2,5 súly% nitrogén-monoxid tartalmú hőhordozót cirkuláltatunk. A javasolt összetételű hőhordozók felhasználását a megadott nyomástartományok nem korlátozzák:ha a köráramban más paraméterek uralkodnak akkor is alkalmazhatók. A nitrogén -tetroxid redukciója után a redukálószerként alkalmazott alkálinitrit 550 —750 °C-ravaló felhevítéssel regenerálhatók. A hőhordozó hőfizikai jellemzőit a 0,5 — 3 súly% nitrogén-monoxid-tartalom gyakorlatilag nem befolyásolja, ugyanakkor 70 — 100 %-ban csökkenti a fémmassza bekerülését a köráramba. Ez különösen azoknál a köráramú berendezéseknél lényeges, amelyeknél a fémmassza vándorlása maximális sebességgel történik. Az energetikai ciklusok gyakorlati kivitelénél 20 —600 °C közötti hőmérsékleten és 20 °C-nál alacsonyabb hőmérsékleti tartományban a fémszerkezeti anyag különösképpen, a kondenzációs ciklusokban a fázisváltozási szakaszokban igen nagy mértékben kerül a köráramba. Azáltal, hogy a hőhordozóhoz nitrogén-monoxidot adunk, kiküszöböljük a köráramnak a köráramba jutó fémmassza által okozott túlzott aktivitás növekedését és ennél fogva a bonyolult szűrők és tisztítóberendezések alkalmazását. Az eljárást a találmány értelmében az alábbiak szerint végezzük. Folyékony nitrogén-tetroxidot fűtött elpárologtató készülékbe vezetjük. Ezután a nitrogén-tetroxid gőzöket redukáló szerrel töltött reaktoron vezetjük át a reaktor térfogatától és szerkezetétől függő sebességgel. Magaa hőhordozó előállítási folyamat nitrogénre troxid nitrogén-monoxiddá történő redukcióján alakul. A redukciót 270 — 550 °C-os alkálinitrit olvadékkal végezzük. Az alsó határérték az alkálinitritek olvadáspontja, a felső határérték pedig az a hőmérséklet, amelyen a nitritek intenzív hőbomlásnak indulnak. A reaktorból küépő gőzalakú nitrogén-tetroxid és nitrogén-monoxid tartalmú keveréket 5-(-10) “Cira vagy 20 - 40 °C-ra lehűtve kondenzáltatjuk és 5-(-10)°C-os hőmérsékletű folyékony nitrogén-tetroxiddal felvesszük. Mindkét esetben lehetőség van arra, hogy a hőhordozó összetételét folyékony nitrogén-tetroxid pótlólagos beadagolásával hígítsuk. A hőiuvdo/o 0.5 3 súly^-os nitrogén-monoxid u úg\ aíiitIük be, hogy 1 kg Tedukáló szerre számítva 1 — 115 kg nitrogén-tetroxidot használunk A választott redukálószertől (alkálinitrit), a kapott hőhordozó koncentrációjától és a redukálószer értékesítési fokától függően 1 kg kiindulási redukálószerre számítva 1 — 115 kg nitrogén-tetroxidot használunk. A nitrogén-tetroxid és az alkálinitrit olvadékreakciója során az alkálinitrit nitráttá alakul. A redukálószert úgy regeneráljuk, hogy a képződött alkálinitrátokat hőbomlás útján 550 - 750 °C közötti hőmérsékleten nitritekké alakítjuk. A regenerálást végezhetjük a hőhordozó előállítására használt reaktorban vagy bármely 550 - 750 °C-ra felfűthető berendezésben. A redukálószer a regenerálás után újra felhasználható hőhordozók előállítására. Amennyiben a regenerálást nefn lehet elvégezni, az elhasznált redukálószer teljes mennyiségét frissel pótoljuk. A redukálószer olvadék alakban való felhasználása azért célszerű, mivel szilárd halmazállapotú nitritekkel dolgozva a reakciósebesség háromnegyedére illetve felére csökken és a redukálószer a reakció végén már csak 60 %-ban aktív. Ennek az az oka, hogy a redukálószer szemcséket a képződő nitrátok szilárd réteggel vonják be. Az olvadékkal dolgozva a nitrátok teljesen feloldódnak a nitritolvadékban és nem akadályozzák a gőzök és a redukálószer között lejátszódó reakciót, így az teljes mértékben végbemehet. Az olvadék alakú redukálószer előnyös volta annak regenerálása során is megmutatkozik, ugyanis elmarad az alkálinitrát hőbomlása során képződő összeolvadt massza felaprózása. A találmány szerinti eljárással ily módon lehetővé válik, hogy olyan hőhordozót állítsunk elő, amely nitrogén-monoxid- tartalmánál fogva lehetővé teszi, hogy a köráramba jutó fémmassza-mennyiség 70 — 100 %-kal csökkenjen. A redukálószer olvadék alakban való felhasználásával pedig biztosítjuk annak 100 %-os értékesítését. A találmányt az alábbi példák kapcsán világítjuk meg. Az 1. példa a javasolt hőhordozóra, a többi példa pedig annak előállítására vonatkozik. 1. példa Nemrozsdásodó krőm-nikkel-acélból készített energetikai köráramban, amelyben nitrogén-tetroxidot üzemeltetünk a hőhordozó forrás- és kondenzációs tartományában a fémmasszának a köráramba jutásra" jellemző paraméterei a következők: tmax ~ 500 Cj tjjjj^ - 30 Cj p - 25 atj v = 25 m/sec., ahol t max = a köráram maximális hőmérsékletét ^min = a köráram minimális hőmérsékletét p = a köráramban uralkodó nyomást és v = a hővívőáram sebességét jelenti. Ez 100 kg fémmasszát jelent évenként 1 tonna hőhordozóra számítva. A nitrogén-tetroxidhoz 0,3 súly% nitrogén monoxidot adva a fémmasszaátvitel maximális sebessége 1 tonna hőhordozóra számítva 1 kg/év értékre csökken. 2. példa 2 súly% nitrogén- monoxid-tartalmú hőhordozó előállításacéljából 1 kg redukálószerre számává 10 kg folyékony nitrogén- tetroxidot vezetünk az elpárologtatóba, ahol elpárologtatjuk és ezután 5 kg/óra sebességgel 350 °C hőmérsékletű nátriumnitrit-olvadékkal töltött reaktorba vezetjük. A reaktorból küé-5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
