172776. lajstromszámú szabadalom • Eljárás CO2-bázisú földgázok átalakítására
3 172776 4 bízhatóan és gazdaságosan biztosítható. Ha ugyanis a hidrátvizétől egyébként is megszabadított földgáz egy hányadát munkagázként, másik hányadát pedig technológiai gázként alkalmazzuk és az utóbbit a munkagázból előállított plazmasugárral kezeljük, viszonylag kis energiaigény mellett folyamatosan biztosíthatjuk a gáz kezelését, akár trsztításról, akár termikus bontásról van szó. Ennek megfelelően a találmány szerinti eljárás abban van, hogy a C02-bázisú, vagyis 65—70 tf.%-nál nagyobb C02 -tartalmú földgázt hidrátvizétől elválasztjuk, kisebbik hányadát munkagázként villamosán plazmasugárrá, nagyobbik hányadát expandáltatva és oxigénnel elegyítve technológiai gázzá alakítjuk át, a munkagázt a plazmasugárrá történő átalakítás előtt expandáltatva rekuperatív előmelegítő rendszerben hűtőközegként is hasznosítjuk és fölmelegedésével a plazmasugár kialakulását elősegítjük, a technológiai gázt viszont rekupefatív előmelegítő rendszerben a plaznrasugár hőjével melegítjük elő, és végül az előmelegített technológiai gázt a plazmasugáron álfával] uk. Kísérleteink során kitűnt ugyanis, hogy a plazmasugár kialakításához szükséges villamos energiaigény meglepően kicsiny. Minthogy pedig a plazmasugár hőmérséklete több ezer kelvinfok, a plazmasugáron átfúvatott gázban az éghető alkotórészek és egyéb olajszennyeződések tökéletesen oxidálódnak. A rekuperatív előmelegítő rendszerek alkalmazása nemcsak az üzem gazdaságosságát fokozza, hanem megbízhatóságát is növeli. Egyrészt ugyanis a munkagáz a plazmasugarat előállító plazmatronba vezetve ennek elektródáit hűtheti, miután a földgázforrásból elvételezve expandált és ennek megfelelően lehűlt. Az elektródák hűtésekor fölmelegedve viszont fokozottan alkalmassá válik plazmasugárrá történő átalakításra. Ugyanis a technológiai gáz, amikor a plazmasugár sugárzó hőjét átvéve fölmelegszik és ezáltal a termikus kezelésre alkalmasabbá válik, fölmelegedés közben hűtőhatást fejt ki és így fölhasználható a plazmasugarat befogadó zárt reaktortér falainak hűtésére. Ha a találmány szerinti eljárást gáztisztításra alkalmazzuk, akkor úgy járunk el, hogy a földgáz nagyobbik hányadát a földgáz éghető alkotórészeinek tökéletes elégéséhez szükséges mennyiségű oxigénnel elegyítjük és az átfúvatáskor keletkezett gázelegyből a szennyeződéseket eltávolítjuk. Kísérleteink szerint a plazmasugáron való átfúvással az éghető komponensek és egyéb olaj szennyeződések oxidációját tökéletesen biztosítjuk. Ha viszont az eljárást termikus bontásra használjuk, a földgáz nagyobbik hányadát a földgáz éghető alkotórészeinek tökéletes elégéséhez szükségesnél kisebb mennyiségű oxigénnel elegyítjük. Kísérleti eredményeink szerint így a tüzeléstechnikában már csak nehezen alkalmazható földgázokból a szénhidrogének parciális oxidációja és a széndioxid szénmonoxiddá történő redukálása bonyolult szerkezetek és katalizátor anyagok alkalmazása nélkül is biztosítható. A találmány további részleteit a rajz alapján ismertetjük, amelyen a találmány szerinti eljárás foganatosításához való berendezés példakénti kiviteli alakjának függőleges metszetét tüntettük fitt. Amint a rajzon látható, a berendezésnek belső íves 4 plazmatronja van, amely gázhűtésű 16 rúdelektródával és gázhűtésű 17 gyűrűs elektródával van ellátva. Ezeket 6 hűtővezeték köti össze egymással. Feszültségüket 5 generátor biztosítja. A 4 plazmagenerátor 17 gyűrűs elektródájához 10 reaktor csatlakozik. A 10 reaktor a 4 plazmagenerátor 17 gyűrűs elektródáját övező gázelosztó 14 rózsával és 18 hűtőköpennyel van ellátva. A 17 gyűrűs elektródához továbbá 1 tolózárt, 2 gázelosztót és 3 szabályozó szelepet tartalmazó tápvezeték csatlakozik, amelyen munkagázt vezetünk a 4 plazmagenerátorba. Ezt a tápvezetéket a továbbiakban első tápvezetéknek nevezzük. A 10 reaktor 18 hűtőköpenyéhez 9 adagoló szelepet és 8 gázkeverőt tartalmazó, a továbbiakban „második”-nak nevezett 20 tápvezeték van csatlakoztatva, amelyen át a 10 reaktorba technológiai gáz jut. Az első 19 tápvezeték és a második 20 tápvezeték egymással is össze vannak kötve, nevezetesen a 2 gázelosztó 7 szabályozó szelepen át a 8 gázkeverő egyik csonkjával van összekötve. Végül a 18 hűtőköpeny a továbbiakban „harmadik”-nak nevezett 21 tápvezetéken át a 10 reaktor 14 rózsájával van összekötve. 12 illetőleg 13 hivatkozási számmal a 21 tápvezetéket a 10 reaktor 18 hűtőköpenyével illetőleg a 14 rózsával összekötő egy-egy csonkot jelöltünk. A 10 reaktor 15 kiömlőcsonkon át 22 szállító vezetékkel van összekötve. Az ábrázolt berendezés működésmódja a következő: Az első 19 tápvezetéket az 1 tolózár előtt a rajzon föl nem tüntetett földgázforráshoz csatlakoztatjuk, amely elvileg gázpalack is lehet. Ugyanekkor a második 20 tápvezetéket a 9 szabályozó szelep előtt oxigénforrással, például oxigénpalackkal kötjük össze. Az 5 generátorral az elektródákat feszültség alá helyezzük. Az 1 tolózár nyitásával földgáz áramlik a 2 elosztóba, amelyből egyrészt mint munkagáz az első 19 tápvezetéken és a 3 szabályozó szelepen át a 4 plazmagenerátorba, másrészt a 7 szabályozó szelepen át a 8 gázkeverőbe jut. A 4 plazmagenerátorba áramló földgáz mennyiségét a 3 szabályozó szeleppel úgy állítjuk be, hogy a beáramló teljes gázmennyiség kisebbik hányadát tegye ki. A fojtás következtében a földgáz expandál és így lehűlt állapotban jut a 17 gyűrűs elektródába, majd ebből a 6 hűtővezetéken át a 16 rúdelektródát övező hűtőkamrába. Innen a földgáz a 4 plazmagenerátor munkaterébe áramlik, ahol önmagában ismert módon plazmasugárrá alakítjuk. A beömlő földgáz nagyobbik hányadát a 7 szabályozó szelep nyitásával a 8 keverőbe áramoltatjuk, amelyben a 9 szabályozó szelepen át beáramló oxigénnel elegyedik. Az így keletkezett technológiai gáz viszonylag ugyancsak hideg, mert a földgáz a 7 szabályozó szelepen, az oxigén pedig a 9 szabályozó szelepen át expandál és így lehűl. A második 20 tápvezetéken át tehát viszonylag 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65
