Файл: Эстрин, Б. М. Производство и применение контролируемых атмосфер (при термической обработке стали).pdf

реактор, где в присутствии катализатора при средней температуре не ниже 950° С происходит конверсия мета­ на. Смесь горячих газов (20°/о СО, 40% Н2 > ост. N2 ) ох­ лаждается в холодильнике. Она не нуждается в даль­ нейшей осушке или очистке.

Содержание С 0 2 и СН 4 в смеси зависит от ее влаж­ ности, которая определяется соотношением, газ/ воздух, температурой конверсии, а также исходным сырьем. Со-

112

держание водяных паров в зависимости от коэффициен­ та избытка воздуха в исходной смеси показано в табл. 13.

Установки для приготовления эндогаза, работающие по описанной технологической схеме, выпускают многие

от друга отдельными конструктивными элементами.

(или несколько реакторов), выполненный из жароупор­ ной толстостенной трубы и заполненный катализатором.

В генераторе фирмы «Людвиг» начальный слой ка­ тализатора состоит из кубиков со стороной 10 мм, а верх­ ний слой— из корундовых шариков диаметром 5 мм. Чтобы избежать сажевыделения в результате «подсту-

реактора на один генератор) заполнены никелевым ка­ тализатором, приготовленным на носителе из высоко­

мов (с тем, чтобы предельная температура не превыша­ ла 1000° С) до тех пор, пока содержание двуокиси угле­ рода не станет меньше 0,5%.

Вописанных установках газ, покидающий реактор, содержит значительное количество сажи, частично улав­ ливаемой в фильтрах.

Вустановках эндогаза ВНИИЭТО используется ни­ келевый катализатор ГИАП-3 на носителе в виде кОлец.

Углекислота и влага в газе обусловливают его угле­ родный потенциал. Так, например, углеродный потенци­

леродный потенциал до 0,6% С, требуется снизить кон­ центрации углекислоты и водяных паров соответственно до 0,16 и 0,434% (т.т. р. — 4,4°С). Чем выше содержание воздуха в смеси, тем меньше опасность зауглероживания катализатора и тем стабильнее протекает процесс. При проектировании установок эндотермического газа необхо­ димо учитывать следующие обстоятельства:

1. Получение эндотермического газа связано с ис­ пользованием дисперсных никелевых катализаторов (см. гл. X), подверженных (особенно сильно при температу­ рах до 800° С) отравлению сернистыми соединениями. Поэтому суммарное содержание последних в газе не должно превышать 25 мг/м3 при нормальных условиях.

2. Получение эндотермического газа с определенным углеродным потенциалом требует высокого постоянства коэффициента расхода воздуха смеси, что может быть

этом погрешность определения значительно ниже, чем при контроле, осуществляемом по содержанию СОг в га­ зе. Так, например, при поддержании углеродного потен­ циала среды на уровне 0,6% С контроль по С 0 2 обеспе­ чивает точность в пределах ±0,135% С (исходя из точ­ ности определения СОг при помощи прибора ОРСА), а контроль по Н 2 0 — в пределах ±0,023% (см. рис. 35).

4. Конверсия природного газа с малым количеством воздуха сопряжена с опасностью выделения элементар­

достигается выбором сечения и длины подводящей сис­

карборундовые. Наружный обогрев металлических ре­ торт осуществляется электрическими нагревателями. Карборундовые реторты позволяют процесс конверсии вести при более высоких температурах (используя газо-

114

Природный газ сжигают в печи при коэффициенте расхо­ да воздуха, близком к 1,0. Продукты сгорания проходят через скруббер, орошаемый водой, где они охлаждаются. При этом часть водяных паров удаляется. Часть продук­ тов сгорания смешивается с природным газом в соотно­ шении 7,53 к 1. Смесь проходит через U-образный реак­

имеет форму кубиков со стороной 26 мм (состав катали­ затора приведен в гл. X).

Выжигание углерода, отложившегося в катализато­ ре, проводят один раз в неделю.

Наличие в эндогазе большого количества окиси угле­ рода вызывает внутреннее окисление содержащихся в стали Сг, Мп и Ti. Поэтому обедненный с поверхности твердый раствор не принимает закалку в масле. Появ­ ляющаяся трооститпая сетка заметно снижает прочност­ ные показатели стали после цементации.

Известно, что стали, содержащие Н2 в повышенном количестве (свыше 1—2 см3 иа 100 г), обладают пони­ женной пластичностью. Водородное охрупчивание про­

10'2 раз). Поэтому при термообработке в защитных га­ зовых средах, содержащих больше 10% Н 2 (в эндогазе концентрация Н 2 лг40%), таких сталей, как ШХ15, ЗОХГТ, 45Х и др., наблюдается существенное снижение механических свойств [35].

Кроме того, частое зауглерожнвание катализатора в

установках для приготовления эндогаза приводит к ко­ лебанию состава атмосферы и к необходимости перио­ дически выжигать углерод для востановления активно­ сти катализатора и получения заданного состава газа. Из-за этого для нормальной работы практически требу­ ется 100% холодный резерв газоприготовительного обо­ рудования.

В связи с изложенным возникает вопрос, чем можно объяснить широкое распространение эндогаза? Прежде всего относительной простотой его получения: газ после реакционного аппарата не нуждается в дополнительной очистке и осушке. Далее, возможностью (в пределах,

116