Соколов К.Н. Оборудование термических цехов

Подождите немного. Документ загружается.

потоку. Использовать химические реа-

генты в установках производительно-

стью свыше 3 м

/ч не рекомендуется,

так как, пропустив

36—50

газа, их

необходимо полностью менять. Приме-

нение

серной кислоты не оправдано,

потому что условия хранения сложны

ее пары поступают в атмосферу

газа.

Окончательно влага из газа (до со-

держания десятых долей процента)

удаляется в

результате

его пропус-

кания

через адсорбенты. В ка-

честве последних применяются акти-

вированная окись алюминия и сили-

кагель, реже — химические реагенты

КОН

NaOH.

Принцип

действия ак-

тивированного глинозема и силика-

геля основан на их адсорбции поверх-

ностью водяных паров при понижении

температуры. Глинозем и силикагель

применяются в зернах диаметром 4—

6 мм. Для работы необходимы две ка-

меры, одна из которых омывается по-

током газа,

другая

находится на реге-

нерации.

Регенерация происходит в

результате

нагрева адсорбента горя-

чим

воздухом

(300—350

°С) или отхо-

дящими дымовыми газами. При повы-

шении

температуры пары воды удаля-

ются, а высушенный и продутый сили-

кагель или глинозем можно использо-

вать вновь. Для восстановления 1 кг

силикагеля или глинозема необходимо

пропустить 1 м

воздуха

в час. Период

восстановления примерно равен перио-

ду поглощения и составляет

2,5—3

ч.

Температура

воздуха

в конце периода

восстановления равна

70—90°С.

Количество силикагеля в адсорбе-

ПодВод Воды

ре должно составлять

,<4

10VAW,

где

— производительность установки,

/ч, a AW — количество осушаемой

влаги, г/м

газа. В период поглощения

влаги колонка с силикагелем охлаж-

дается водой до

15—30

°С. Поглоти-

тельная способность силикагеля тем

больше, чем ниже его температура.

Количество газа измеряется посредст-

вом калиброванных диафрагм и рас-

ходомеров.

На

рис. 8. 4 дана схема осушки га-

за до содержания влаги 0,02 % (точ-

ка

росы — 40 °С). Установка включа-

ет: водяную рубашку 2, трубчатый ох-

ладитель 1, холодильную машину 4 с

охлаждающей камерой 3, две колонки

адсорбера 5 с силикагелем,

воздухо-

нагреватель адсорбера 6.

Количество влаги в защитном газе

можно уменьшить, применяя литий.

Литий имеет температуру испарения

370 °С, обладает большим сродством

кислороду, разлагает пары воды и

очищает газ от влаги. Расход лития

при

этом около 1 г/м

защитного газа.

Двуокись

углерода

СО

может

быть удалена несколькими способами.

Промывка газа едкими

щелочами. Недостаток способа —

значительный

расход

щелочей и высо-

кая

стоимость процесса их регенера-

ции.

Промывка газа специ-

альными реактивами (этано-

ламинами).

При использовании этого

способа одновременно с углекислотой

поглощается и сероводород. Обычно

применяется 50 %-ный водный раст-

вор триэтаноламина (СН

•

СН

•

Подача

доздуха

Рис.

8.4. Схема осушки газа до точки росы (—30 °С) и ниже

241

' 9

Рис.

8.5. Схема установки для очистки газа от

углекислоты

растворами

этаноламинов

с ре-

генерацией

раствора

ОН)зЛГ,

инеющего-плотность 1,12 г/см

при

температуре 15 °С, или диэтанола-

мина

{СН

-СН

'ОН)

Н-М, плотность

которого при 15°С составляет

1,09 г/см

. Поглотительная способ-

ность 50 %-ного водного раствора три-

этаноламина

50, а диэтаноламина 70

объемов СО

на один объем раствора.

Этаноламины способны улавливать

СО

даже

при очень незначительном

ее содержании в газе. При повышении

температуры раствора до

100—110°С

СО

легко выделяется. Это обеспечи-

вает регенерацию рабочего раствора.

Триэтаноламин

позволяет довести со-

держание СО

в газе до 0,1 %. Схема

установки для очистки газа от СО

регенерации раствора этаноламинов

представлена на рис. 8. 5. Защитный

газ поступает в нижнюю часть погло-

тительной колонки 2, заполненную же-

лезными кольцами.

Сверху

навстречу

потоку газов через форсунку подается

раствор этаноламина, который, стекая

по

кольцам, абсорбирует СО

. Из рас-

твора этаноламина СО

удаляется в

другой

колонке 7, причем раствор

предварительно нагревается до 110 °С

специальном электронагревателе 4.

Затем раствор из нижней части погло-

тительной колонки 2 насосом 1 пода-

ется через подогреватель 4 и фильтр

5 к форсунке, расположенной в

верх-

ней

части восстановительной колонки

7. Стекая по кольцам, заполняющим

колонку, нагретый раствор этанолами-

<?на

восстанавливается —• происходит

десорбция СО

Для выравнивания температуры по

высоте скруббера в его нижней части

установлены дополнительные электро-

нагреватели 8. Из скруббера 7 нагре-

тый раствор насосом 9 подается через

охладительный змеевик 10 и фильтр 3

форсунку поглотительного скруббе-

ра. Выделяющаяся СО

выпускается

атмосферу через каплеуловитель 6>

снабженный

змеевиком, охлаждаемым

водой. В каплеуловителе капли раст-

вора, уносимые газом, улавливаются

возвращаются обратно в колонку.

Таким

образом, происходит замкну!ый

цикл

абсорбции и десорбции углекис-

лоты при непрерывной работе установ-

ки.

Срок

службы

раствора этанолами-

на

около

года.

Промывка

газа водой, ко-

торая под давлением

1,0—1,5

МПа

растворяет СО

и вновь выделяет ее

при

уменьшении давления. Применяе-

мая

аппаратура должна выдерживать

указанное давление.

Пропускание

газа через

нагретую реторту с

углем.

Для разложения СО

по реакции

-t-C=2CO

в реторте должна быть

обеспечена температура около

1000—

1100°С.

Одновременно с разложением

СО

удаляется и влага по реакции

О-т-С —

СО+Н

Этот способ очист-

ки

мало рентабелен и может быть при-

менен

лишь в небольших установках

производительностью

5—20

/ч при

нагреве высокоуглеродистой стали.

В установках с контролируемой ат-

мосферой чаще используется второй

способ промывки этаноламинами.

Сернистые

газы.

Количество серы,

переходящей в газ, составляет около

50—80%.

Сера в газе может находить-

ся

в виде элементарной серы, серово-

дорода, сероуглерода и сернистого ан-

гидрида. Защитный газ очищают от

сернистых соединений (главным обра-

зом от сернистых газов) путем проса-

сывания

через слой гидрата окиси же-

леза или активированного

угля

и про-

мывки

этаноламинами. При пропуска-

нии

через слой измельченного по-

рошка

руды

гидрата окиси

железа в смеси с древесными опил-

242

ками

и небольшим количеством извес-

ти сера поглощается рудой с образова-

нием

сернистого железа и влаги по

реакции

2Fe(OH)

-H3H

+ 6H

O -f 500 кДж. (8.8)

Древесные опилки в количестве 5—

10 % по массе прибавляются для при-

дания

руде

рыхлости и газопроницае-

мости, а 6,5 % извести — для лучшего

поглощения

серы из сероводорода. Об-

разовавшееся в очистной массе серное

железо

можно снова перевести в

активный

гидрат окиси железа при

воздействии влаги и кислорода

возду-

ха по реакции

+l,5O

+3H

2F(OH)

+2S.

Практически

массу используют до на-

копления

в ней

40—50

%серы, после

чего она уже плохо поглощает серово-

дород.

Поглощение

серы активиро-

ванным

углем

основано на его

адсорбционной

способности. Порошок

угля

для этого прокаливают при тем-

пературе

900—1000°С

и одновременно

обрабатывают паром (1 г активиро-

ванного

угля

имеет поверхность до

100 м

и обладает большой адсорбци-

онной

способностью и каталитическим

действием).

Метод очистки газа от H

S с по-

мощью гидрата окиси железа и акти-

вированного

угля

дает

хорошую сте-

пень

очистки (до 90 % общего содер-

жания

серы в газе), но он малопроиз-

водителен, трудоемок, используемое

при

этом оборудование имеет боль-

шие

габариты. Поэтому для очистки

от H

S чаще применяют способ про-

мывки

газа этаноламинами, аналогич-

ный

способу очистки от СО

. Исполь-

зование этаноламинов позволяет орга-

низовать непрерывный процесс с замк-

нутой системой циркуляции одного и

того же раствора этаноламина. Сте-

пень

очистки газа от H

S может дости-

гать

0,001—0,005

%. Растворимость

S в 15 %-ном растворе этаноламина

при

50 °С в зависимости от содержа-

ния

сероводорода составляет от. 5 до

10 объемов на объем этаноламина

(СН

-СН

-ОН)

Сернистые газы наиболее разруша-

юще

действуют

на никелевые и мед-

ные

сплавы. Поэтому защитный газ,

используемый при обработке этих

сплавов, требуется тщательно очищать

от сернистых газов. Если сера нахо-

дится в газе в виде сероуглерода и ор-

ганических соединений, его необходи-

мо предварительно пропускать через

нагретую керамическую насадку, по-

крытую никелем. При этом сероугле-

род и органические соединения пре-

вращаются в сероводород, который

удаляется указанными выше спосо-

бами.

В последнее время для очистки

контролируемых атмосфер от паров

воды, СО

, SO

, H

S и окислов азота

применяют молекулярные си-

та — цеолиты, представляющие

собой искусственный твердый мине-

рал — полигидрат алюмосиликатов

(Na

•

А1

• 2SiO

), получаемый при

нагревании соды и кальций-алюмини-

евых силикатов. В

структуре

такого

минерала образуются поры меньше,

чем молекулы агрессивных газов. По-

лучается своеобразный фильтр, кото-

рый

задерживает эти молекулы, про-

пуская молекулы азота, окиси углеро-

да и водорода. Молекулярные сита ха-

рактеризуются по размерам пор и

обозначаются 4А и 5А и т. д.,

имея

соответственно поры 4 и

5-10~

м, их удельная поверхность

около

800 м

/г. Молекулярные сита не

портятся и не изнашиваются и

могут

работать длительное время. Закупо-

ренные

молекулярные сита восстанав-

ливают, продувая нагретым до 315 °С

воздухом. Они широко применяются в

химической промышленности для рас-

сортировки молекул газов по разме-

рам.

Молекулярные сита значительно

упрощают очистку продуктов сгора-

ния

газов и позволяют достичь высо-

кой

степени очистки от влаги и окиси

углерода

(до

0,05—0,02

%). ...

8.1.3.

Типы контролируемых

атмосфер

установки

дпя их получения

По

составу выделяют такие про-

мышленные контролируемые атмосфе-

ры:

азота с водородом; азота с СО и

СО

;

азота, водорода, СО и СО

; на-

углероживающие; технического азота

инертных газов, очищенных от кис-

лорода.

Атмосферу

азота

водородом

H-H

получают в

результате

диссоциации

аммиака или диссоциа-

243—

ции

аммиака с последующим частич-

ным

сжиганием водорода

(коэффици-

ент расхода

воздуха

0,7—0,9)

и очист-

кой

от влаги. Первая атмосфера

условно обозначается ДА, вторая —

ДАС. Исходным материалом для по-

лучения этих атмосфер служит амми-

ак

в виде жидкости, доставляемой в

баллонах под давлением 1,01—

1,2 МПа. Из баллонов аммиак испа-

ряют и подвергают полной (100 %)

диссоциации при температурах

600—

700 °С по реакции

2NH

+3H

—

—92000

кПа/моль. По данной реакции

из

1 м

газообразного аммиака обра-

зуется 2 м

диссоциированного газа

(75 % Н

и 25 % N

по объему), что

соответствует получению из 1 кг амми-

ака 2,64 м

газа или из 1 л жидкого

аммиака около 1,8 м

газа.

Помимо

температуры на степень

диссоциации аммиака и скорость про-

текания

реакции влияют катализато-

ры — железная стружка, железные

кольца, магнитная окись железа. Дис-

социация происходит в заполненной

катализатором реторте с внешним га-

зовым или электрическим обогревом.

Перед диссоциацией жидкий аммиак

испаряют, а за счет тепла, поглощае-

мого при этом,

охлаждают

продукты

диссоциации,

пропуская их по змееви-

ку испарителя.

•

Производительность диссоциатора

зависит от теплопередачи через стенку

реторты и необходимого давления; са-

ма диссоциация аммиака при темпера-

турах

600—700

°С протекает очень бы-

стро. Теплоемкость газообразного ам-

миака

2,73 кДж/(кг-К), расход тепла

на

его диссоциацию

2730

кДж/кг.

Удельная производительность диссо-

циаторов

110—120

кг аммиака или

300—320

газа на 1 м

объема ретор-

ты. Удельный расход электроэнергии

на

обогрев реторты составляет 1,8—

2,0 кВт-ч на 1 кг аммиака или

0,7 кВт-ч на 1 м

защитного газа.

Контролируемая ^атмосфера из

диссоциированного аммиака использу-

ется в_том_случае, когда „требуется из-

бежать окисления, но допустимо, или

желательно обезуглероживание, на-

пример при отжиге трансформаторно-

го железа. Смесь взрывоопасна и мо

жет применяться лишь там, где_ печь в

течение всего цикла герметически за-

крыта.

При

большом расходе аммиака вне

цеха устраивают специальные аммиа-

кохранилища вместимостью до 20—•

30 м

. Жидкий аммиак доставляется а

железнодорожных цистернах и слива-

ется в аммиакохранилище, из которо-

го поступает в испарители, где нагре-

вается и переводится в газообразное

состояние,

осушивается от влаги и на-

правляется в кольцевой раздаточный

коллектор. Аммиак из хранилища вы-

дается под собственным давлением.

Уровень аммиака в хранилище контро-

лируется с помощью дистанционного

уровнемера.

При

диссоциации аммиака с после-

дующим частичным сжиганием (ат-

мосфера ДАС) объем газов, получае-

мых из 1 кг аммиака, увеличивается.

Образуемая в этом

случае

атмосфера

ДАС более дешева и взрывобезопасна

по

сравнению с ДА. Принимается та-

кой

состав атмосферы ДАС: 8—

15 %Н

92—85

Чтобы довести содержание водоро-

да в газе до 10 %, необходимо сжи-

гать водород с коэффициентом а = 0,78.

При

этом количество защитного газа

составит примерно 4,2 м

/кг аммиака.

Установка для получения

контролируемых атмосфер

путем диссоциации аммиа-

ка

с последующим частич-

ным

сжиганием водорода,

схема которой дана на рис. 8. 6, а, со-

стоит из диссоциатора аммиака, каме-

ры частичного сгорания и аппаратуры

для очистки газа. Жидкий аммиак из

баллона 1 поступает в испаритель 2,

образовавшиеся пары аммиака прохо-

дят редукционный вентиль 3, снижаю-

щий

давление до 0,01 МПа, и направ-

ляется в диссоциатор 4, заполненный

катализатором. После диссоциации газ

пропускается через змеевик испарите-

ля

2, где отдает свое тепло на испаре-

ние

жидкого аммиака. Далее он сме-

шивается в автоматическом регулято-

ре 5 с воздухом, газодувкой 6 подает-

ся

к горелке камеры сгорания 7, в

которой поддерживается температура

900 °С. Из камеры продукты частично-

го сгорания поступают через водяную

рубашку 8 в трубчатый, холодильник

9, а для более полного удаления влаги

проходят холодильную камеру 10 и

колонку // с адсорбером. В качестве

последнего применяется силикагель.

Установка для охлаждения газа была

описана

в подразд. 8. 1.2.

На

рис. 8. 6, б показана конструк-

ция

установки производительностью

244

•. _ •...,..,..,.,

Жидкий аммиак

Продукты

сгорания

Газообразный

диссоциированный

Атмосфера

- •

аммиак

РпЯп

. - .

Воздух

Soda

. .

Смесь Воздуха

диссоциированного аммиака

Рис.

8.6. Установка для получения контролируемых атмосфер путем

диссоциации

аммиака

с последующим частичным сжиганием водорода

(типа

ДАС)

60 м

газа в час. При отжиге малоуг-

леродистых сталей нет необходимости

глубокой очистке газа, влагу можно

удалить с помощью водяной рубашки

трубчатого холодильника.

Заводы ЭТО выпускают две

уста-

новки

ДА-ЗОС и ДА-60С. Их произво-

дительность 30 и 60 м

/ч, мощность

электрооборудования 25 и 48 кВт,

удельный расход энергии 1,5 кВт-ч/м

габариты равны

3,4X4X2,0

м и 4,2Х

ХЗ,8Х2,6

м, масса 4,7 и 7,6 т соответ-

ственно.

Блок охлаждения газа состо-

ит из водяной рубашки, трубчатого

холодильника с гидравлическим за-

твором, холодильной машины и адсор-

беров.

Атмосфера

азота

с СО и СО

-f-

со

———) представляет собой генера-

СОз

торный

газ, получаемый в древес-

ноугольных газогенераторах

различных конструкций (обозначает-

ся

ГГ). В малых установках для под-

держания устойчивого

хода

процесса

газификации

приходится прибегать к

дополнительному внешнему обогреву

реторты генератора (получаемая ат-

мосфера обозначается ГГ—ВО).

В случае равновесия состав газа при

температуре в генераторе

1000°С

дол-

жен быть таким: 33,5 % СО и 0,5 % СО

остальное азот. Практически древес-

ноугольный газ (атмосфера ГГ) содер-

жит:

28—30

% СО; 2—5 %СО

; 6—

°/

;

1—2 %СН

и остальное азот.

При

внешнем обогреве реторты до

температуры

1000°

(атмосфера (ГГ—

ВО) газ состоит из 33 % СО; 0,2—

0,7 % СО

; 6 % Н

; 1 % СН

, осталь-

ное

азот (точка росы —25 °С). Древес-

ноугольный газ не окисляет сталь,

медь и ее сплавы, но обезуглерожива-

ет средне- и высокоуглеродистые ста-

ли.

Для того чтобы генераторный газ

, . - • • 245

Рис.

8.7. Конструкции древесноугольных газогенераторов

25—30

% СО не обезуглероживал

высокоуглеродистую сталь (1 —

1,2 % С), концентрация СО

в нем не

должна превышать

0,5—0,8

%. Содер-

жание влаги в древесноугольном_ гене-

раторном газе, используемом при на-

греве низкоуглеродистых сталей, мо-

жет быть доведено до 2 %, а в газе,

применяемом

при нагреве высокоугле-

родистых сталей, до 0,05 %. Способ-

ность описываемой атмосферы к обе-

зуглероживанию уменьшится, если в

нее добавить углеводороды.

При

нагреве высокоуглеродистых

сталей" выгоднее применять древесно-

угрдьный генераторный газ, так как в

этом случае требуется меньшая сте-

пень

очистки от СО

, чем при сжига-

нии

газов. Для уменьшения влаги в

газе

следует

использовать прокален-

ный

березовый уголь.

Выход

генера-

торного газа

3,8—4,0

из 1 кг угля.

На

рис. 8.7 изображены два гене-

ратора с внешним обогревом. Первый

(рис.

8. 7, а) представляет собой вер-

тикальную электрическую печь 3 с

жаростойкой трубой 4, которая слу-

жит шахтой генератора. Уголь загру-

жается

сверху

через бункер 1 на ко-

лосниковую решетку 6. Газ отводится

по

трубопроводу 2, расположенному

ниже бункера.

Воздух

для горения

подается под колосниковую решетку.

Нижняя

часть зоны горения угля ох-

лаждается водяной рубашкой 5. Про-

изводительность генератора при диа-

метре трубы 0,4 м составляет 10 м

/ч,

мощность

электронагревателей 15 кВт.

Во втором генераторе (рис. 8.7, б)

поддерживается высокая температура

(1200 °С). Для этого по силитовым

стержням,

двум

верхним 3 и одному

нижнему 4 через

уголь

пропускается

электрический

ток. Так как слой угля

имеет высокую температуру, содержа-

ние

СО

в газе уменьшается до 0,2—

0,4 %, а СО увеличивается до 32,5—

33,5 %. Генератор снабжен бункером

с загрузочным устройством 2. Темпе-

ратура и уровень угля в генераторе

регулируются автоматически.

Произ-

водительность генератора при диамет-

ре шахты 0,5 м составляет 20 м

газа

час, давление подаваемого

воздуха

равно

5 кПа, потребная мощность

6 кВт.

Атмосфера

азота,

водорода,

СО и

/ , , СО , Н

СО

пп

'+ и» ' ) получается в

dJa

ri2U

результате неполного сжигания газов

(природного,

городского, сжиженных

пропан-бутановых смесей и др.) с по-

следующим удалением влаги и СО

Широко

используются два метода

сжигания:

с коэффициентом расхода

воздуха

—0,6—0,9

— получение

экзо-

газа (атмосфера ПС-0,6 и ПС-0,9

уста-

новки

ЭК) и с а

—0,25

— получение

эндогаза. Сжечь газ с а = 0,25 трудно,

так

как для поддержания горения его

необходимо подогревать с помощью

внешнего

источника тепла до 1000 °С

применять специальные катализато-

ры.

При этом происходит крекинг га-

за (атмосфера КГ-В, установки ЭН).

случае

глубокой очистки газа от

влаги и СО

к обозначению установки

добавляется буква О — очистка.

В результате сжигания углеводо-

родных газов получаются атмосферы

такого состава: ПС-06 — 10—

12 % СО, 4—6 % СО

;

15—20

% Н

0,5—1,0

% СН

, остальное азот;

ПС-0,9

— 2,0 % СО, 10-12 % СО

2,0 % Н

, остальное азот (точки росы

соответственно -|-25, +35 °С). Очи-

щенные

и осушенные экзотермические

контролируемые атмосферы имеют га-

кие

составы: ПСО-06 — 10 % СО,

16 % Н

, менее 0,05 % СО

, 1,5 % СН

остальное азот, ПСО-09 — 2,5 % СО,

2,5 % Н

, менее 0,05 СО

, остальное

азот (точка росы — 40 °С).

Установки для получе-

ния

контролируемых

экзо-

термических атмосфер ти-

а ПСО состоят из следующих основ-

ных узлов: системы смещения и про-

порционирования

газа с воздухом, по-

зволяющей поддерживать постоянным

их соотношение; камеры сгорания га-

за; системы очистки и осушки продук-

тов сгорания.

Технологическая схема получения

контролируемых атмосфер типа

ПСО-06 и ПСО-09 в результате сжига-

ния

промышленных газов с очисткой

от H

S, CO

и глубокой осушкой от

Ьащитнш

газ

печам

Газ

—

— Воздух

Смесо

газа и воздуха

—

о— Раст6ор,сво5одный am

Вода

Пар

-*-о--

Конденсат

иН

—»—

Раствор

насыщенный C0

Рис.

8.8. Схема получения контролируемой атмосферы с частичным сжиганием газов

с очисткой от НзО, СО

и H

S (экзогаза типа ПСО-09 и ПСО-06)

247

123458

Рис.

8.9. Установка конструкции заводов ЭТО для получения контролируемой

экзотермической атмосферы

влаги приведена на рис. 8. 8. Газ, со-

держащий H

S, поступает предвари-

тельно в колонку 10, где H

S и СО

поглощаются водным раствором моно-

этаноламина.

Очищенный газ подни-

мается вверх колонки и поступает че-

рез регулятор давления / в смеситель

3. В смесителе газ автоматически сме-

шивается в определенной пропорции с

воздухом, который подается через

фильтр воздуходувкой 2. Давление

воздуха

регулируется клапаном 4 на

обводной линии воздуходувки. Газо-

воздушная смесь сжигается с по-

мощью горелки 5 в камере 6. Продук-

ты неполного сгорания предваритель-

но

охлаждаются в рубашке 7 и в

труб-

чатом водяном охладителе 5 и посту-

пают для очистки от СО

в колонку

11.

После очистки от СО

продукты

сгорания

осушаются в колонке 13 с

силикагелем и через регулятор дав-

ления

12 направляются к печам. Сили-

кагель регенерируется воздухом, на-

гретым до 250 °С в электрическом воз-

духонагревателе

14. Насыщенный СО

раствор этаноламина восстанавливает-

ся

в колонке 9. При отсутствии в газе

S отпадает необходимость в его

предварительной очистке. Установка

может быть значительно упрощена,

если газ не нужно очищать от СО

Некоторые технические данные по

установкам заводов ЭТО для получе-

ния

контролируемых экзотермических

атмосфер из природного газа приведе-

ны

в табл. 8. 1. Указанные атмосферы

могут

быть получены из пропан-бута-

на.

При этом его расходуется в три

раза меньше, чем природного газа.

Упрощенная схема установки заво-

дов ЭТО для приготовления экзотер-

мической

атмосферы с применением

молекулярных сит (цеолитов) дана на

248

Таблица

8.1.

Технические данные

по

установкам

для

приготовления контролируемых атмосфер

Тип

установки

ЭК-9-ОМЗ

ЭК-60-ОИ2

ЭК-125-ОМЗ

ЭК-8

М2

ЭК-60

М2

ЭК-8

ЗК-60

ЭК-125

МЗ

ЭК-250

М2

ЗН-16

МО2

ЭН-30

М2

ЭН-60

М2

ЭН-125

М2

ЭН-16 ГМОЗ

ЭН-60

ЭН-250

ГМЗ

Производи-

тельность,

/ч

125

250

125

250

Мощность

электрообо-

р\дования,

кВт

36,0

25.0

70,0

9,7

18,0

0,6

3.0

3,0

5,5

12,0

29,0

37,0

5<\0

2,6

10,0

22,0

Расход

природного

газа,

м*/ч

1,1

8.6

13,5

0,9

7,0

0,9

7,0

14,7

29,4

3,3

6,2

12,4

25,8

3,3

12,4

51,6

Удельный

расход

энергии,

кВт

ч/м'

0,63

0,33

0о0

0.26

0,05

0,022

0,030

0.016

0,40

0.40

0,33

0,32

0,09

Габариты,

50X1.6X2,4

9,3X3,5X3,2

9,0X5,0X3,8

2,2X1,4X2,2

2,9X3,1X2,6

1,2X1.0X2,2

2,9X1,3X2,7

3,8X1.7X2,7

4,7X1,9X2,3

1,3X1,0X2,1

2,8X1,6X2,9

2,8X1,6X2.9

3,1X1,8X3.2

1,5X1,3X2,1

3,0X1,7X3,1

6,2X2,6X3,7

Масса,

3,7

17,0

26,0

1.4

3.9

0,5

1,4

3,2

5,4

1,2

3.2

3.6

1,3

3,6

И,7

Примечание.

установках

ЭН-16

ГМОЗ: ЭН-60

Г,

ЭН-250

ГМЗ

мощность горелок соответственно равна

15,3;

69,3; 250 м

/ч.

рис.

8. 9, а.

Исходный

газ

подается

установку через ротаметр

регуля-

тор давления

2 в

смеситель

3, где сме-

шивается

воздухом, поступающим

"через фильтр

ротаметр

Газовоз-

душная смесь подается газодувкой

через пламягаситель

12 в

горелку

ка-

меры сгорания

Продукты сгорания

охлаждаются водой

трубчатых

хо-

лодильниках

7 до

температуры

25—

°С и

поступают

для

удаления

вла-

ги,

СОг и

других

агрессивных газов

колонки

9 с

цеолитами. Цеолиты реге-

нерируют подаваемым

помощью

вен-

тилятора

воздухом, нагретым

до

300°

калорифере

11.

Установлено

три колонки

9, в

которых поочередно

осуществляются такие операции:

очи-

стка газа, продувка нагретым

возду-

хом, охлаждение цеолита частью

очи-

щенного

экзогаза. Колонки переклю-

чаются клапанами

На

рис. 8.9, б

изображена

уста-

новка

ЭК-125-ОМЗ

теми

же

обозна-

чениями,

что и на

схеме. Молекуляр-

ные

сита пропускают молекулы

СО и

поэтому если необходимо, чтобы

атмосфера состояла только

из

одного

азота,

то

продукты сгорания предвари-

тельно пропускают через систему

ка-

талитической очистки

от

газов

СО и Н

На

рис. 8.10

приведена схема

уста-

тановки

фирмы

«Линберг»

(США),

которая

включает обычную систему

приготовления газовоздушной смеси,

ее сжигания (коэффициент расхода

воздуха

а = 0,9) и

очистки

от

агрес-

сивных газов. Исходный

газ и воз-

дух

поступают

по

трубопроводам

и 7,

проходят через расходомеры

5, смешиваются

компрессоре

4, и

смесь подается

камеру сгорания

Продукты сгорания проходят через

теплообменник

отдавая тепло

на-

гнетаемому воздуходувкой

/ воздуху,

который

используется

колонках

8, 9

10 для

регенерации цеолитов. Затем

продукты сгорания охлаждаются

водяном холодильнике

19,

проходят

водоотделитель

18 и

поступают

на

очистку

от

агрессивных газов

одну

из

поглотительных колонок

<§, 9 и 10.

Атмосферу, состоящую только

из

одного азота, получают следующим

образом. Охлажденные продукты

сго-

рания,

подаваемые компрессором

через нагреватель

16 в

камеру

15 ка-

талитической очистки атмосферы

от

СО

и Н

проходят холодильник

13,

отделитель конденсата

14 и

поступа-

ют

колонки

мол'екулярными ситами

8, 9 и 10. В

положении, показанном

на

рис. 8.10, газ

очищается

колонке

9. В

колонке

происходит регенера-

ция

цеолитов нагретым воздухом,

колонке

8—их

охлаждение холод-

ным

очищенным газом, который пода-

ется рециркуляционным насосом

12 че-

рез конденсатор

11.

Молекулярные

си-

та перед очисткой газа должны быть

охлаждены. Колонки переключаются

автоматически,

при

помощи газо-

анализаторов

реле времени.

В ре-

зультате

очистки продуктов сгорания

249

'•-./".

продукты

сгора-

ни

я и

очищений

атмрссреры

Воздух

для

регенерации

абсорбента

ХО/юдныО.

очи-

щенный

газ

для

охлаждения

аб-

сорбента

Рис.

8.10. Схема

установки

для

получения

экзотермической

атмосферы

очисткой

от

агрессизних

газов

молекулярными

ситами

помощью молекулярных сит полу-

чают атмосферу почти чистого азота

(99,99

Установки для получения

эндотермических контроли-

руемых атмосфер типа КГО

(рис.

8.11) состоят из следующих ос-

новных узлов: блока сероочистки с

трубчастым холодильником; системы

пропорционирования

и смешения газа

воздуха

с целью поддержания по-

стоянства их сотношения; блока гене-

ратора с трубчатым холодильником.

Технологическая схема получения эн-

дотермической атмосферы приведена

на

рис. 8.11, ai Углеводородный газ

из

сети поступает в серопоглотитель-

ную камеру 1, в реторте которой он

очищается от серы серопоглотителем

ГИАП-10 при температуре 350 °С.

Далее газ охлаждается до 20 °С в хо-

лодильнике 2 и через расходомер 3,

регулятор давления 4 попадает в ус-

тройство 5, регулирующее соотноше-

250

. -

/''-,'•

ние

газа и

воздуха.

Воздух

в устрой-

ство 5 поступает через фильтр 11 и

расходомер 6. Газовоздушная смесь

перемешивается в газодувке 10 и на-

правляется через предохранительный

пламягасительный клапан 9 в реторту

генератора 7, заполненную катали-

затором ГИАП-3 и разогретую до

1050 °С. Полученная атмосфера охлаж-

дается до 20 °С в холодильнике

Готовая эндотермическая атмосфера

из

природного газа имеет такой со-

став:

18—20

% СО,

38—40

% Н

, ме-

нее 1 % СН

и СО, остальное азот

(точка росы —5, +11 °С). Атмосфера

нейтральна, не содержит газов-окисли-

телей и не нуждается в очистке, но

она

взрывоопасна и может применя-

ться только в герметично закрытых

печах. Эндотермическую атмосферу

нельзя

использовать при низких тем-

пературах (ниже 600 °С).

На

рис.

8.11,6

изображена

уста-

новка

ЭН-125М2. Некоторые техни-