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

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 15.10.2024

Просмотров: 131

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

Зависимость удельного сопротивления от приведен­ ной скорости газа для сухих насадок в логарифмической системе выражается прямой линией. Сопротивление су­ хих насадок пропорционально скорости газа в степени, близкой к 2.

Для орошаемой насадки при достижении скорости подвисания сопротивление пропорционально скорости

|

0.3 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0 V

',? 1,3 (4 1,5 1,6 17 ij

 

$

 

 

Скорость газа, м/с

 

 

Рис.

40. Скорость

захлебывания для седел «Инталокс»

размером

 

25 мм (кривая 2) и колеи, Рашнга

размером 25X25X3

мм (кри­

 

вая /) при разных

плотностях орошения

 

 

 

газа в 4—5-й степени

(первый перелом на кривой сопро­

тивления— скорость). При дальнейшем повышении

ско­

рости наступает второй перелом, соответствующий

пре­

дельной скорости, т. е. началу

захлебывания.

 

 

Согласно работам Государственного института азот­

ной промышленности

(ГИАП)

[38], сопротивление колец

Рашига

размером

25X25X5

мм превышает

в 3,4—3,9

раза сопротивление

для седел

«Инталокс»

размером

25 мм.

 

 

 

 

 

 

 

При

одинаковых

размерах

насадочных

элементов

скорость

захлебывания для седел «Инталокс» размером

25 мм в 1,9—2,4 раза превышает при одинаковой плотно­ сти орошения соответствующие значения для колец Ра­ шига размером 25X25X5 мм, причем с повышением плотности орошения различие в пропускной способности насадочных элементов увеличивается (рис. 40). Объем­ ный коэффициент массопередачи &г.а. (абсорбции по от­ ношению к газу) наиболее полно характеризует эффек­ тивность насадки. Его определяют по среднелогарифмической движущей силе, относя к единице объема насад­ ки при нормальных условиях, и измеряют в м3 С 0 2 3 Х

128


Х а т - ч ) . Резкое повышение коэффициента k'v,a, наступает после достижения скорости подвисанпя. Поэтому при использовании седел «Ипталокс» размером 25 мм вместо колец Рашига 25X25 мм можно существенно увеличить производительность абсорберов, повысив нагрузки по газу до скорости, близкой к скорости подвисания.

- Как видно из технологической схемы Центроэиергочерметом, усовершенствована и упрощена технология и оборудование для очистки продуктов сгорания раство­ рами МЭА, а именно:

1)исключена отгонная колонна (десорбер), что поз­ волило снизить габариты и капитальные затраты. Реак­ ции (VI-8) и (VI-9), согласно новой технологии, осуще­ ствляются в направлении справа налево в одном лишь кипятильнике;

2)охлаждение смеси кислых газов, конденсация во­ дяных паров, а также паров МЭА в конденсаторе прово­

дят не водой (как это обычно принято), а

поступающим

на регенерацию раствором, что позволяет

полнее утили­

зировать тепло продуктов сгорания;

 

3) в абсорбере пользуются седловинной

насадкой ти­

па «Инталокс» вместо обычно применяемой иасадки в виде колец Рашига. Это позволило в 1,5 раза снизить вы­

соту абсорбера и существенно уменьшить

количество

циркулирующего раствора.

 

 

 

 

Последнее обстоятельство в 'совокупности с другими

расширили

диапазон

значений коэффициента

расхода

воздуха

а,

при которых сохраняется автотермичность

процесса

регенерации

раствора МЭА, что в свою очередь

расширяет

область

применения

установки

КСПО-

Ц200.

 

 

 

 

 

 

 

В установках N2-150 раствор МЭА также

регенериру­

ется за

счет использования

тепла

продуктов

сгорания,

но лишь

при коэффициенте

расхода воздуха

 

равном не

меньше 0,9. Газ, соответствующий

такому коэффициенту

расхода воздуха, как это было показано выше, обезугле­ роживает сталь практически до нуля. Из-за наличия в нем свободного кислорода он также не обеспечивает светлой поверхности при отжиге жести или автолиста. В этой связи газ можно рассматривать лишь как проду­ вочный. Но и в этом случае рентабельность использова­ ния столь сложных технологий и оборудования для полу­ чения продувочного газа сомнительна.

Отсутствие в продуктах сгорания агрессивных приме-

9—391

129


сей (О2, NO и ОН), совершенная система циркуляции и храпения раствора, исключающая подсос воздуха, устра­ нили в установке КСПО-Ц200 причины коррозии и эро­ зии элементов оборудования, соприкасающихся с горя­ чим раствором МЭЛ, что сделало принципиально воз­ можным применение в кипятильнике-малоуглеродистых сталей взамен нержавеющих.

Конечное содержание

углекислоты в

газе <С0,05%

(не улавливается на газоанализаторе ВТИ).

 

Использование

цеолитов в

производстве

моногаза.

В последние

годы

при получении моиогаза

применяют

молекулярные

сита

(цеолиты),

которые

поглощают из

продуктов сгорания

С 0 2

и Н 2 0 . По сравнению с установ­

ками, использующими растворы МЭА, применение цео­ литов позволяет упростить конструктивно оборудование, снизить капитальные и эксплуатационные затраты, уменьшить строительные расходы за счет снижения вы­ соты и площадей, повысить степень очистки от С 0 2 и ис­ ключить проблему коррозии.

Свойства

цеолитов рассмотрены

отдельно в гл. X I .

Здесь же

рассматриваются

особенности

производст­

ва моногаза

с применением

цеолитов.

Наилучшие

ре­

зультаты в производстве моногаза получены

при псполь-

 

 

 

о

 

 

 

 

зовании цеолита с диаметром пор 5А.

 

 

 

 

При совместном улавливании С 0 2

и Н 2 0

надо преж­

де всего учитывать нагрузку

по С 0 2 , так как в поступаю­

щих на очистку продуктах сгорания

количество С 0 2

со­

ставляет 100—280 г/м3 в то время,

как

максимальное

количество Н 2 0 не превышает

25 г/м3 . Поскольку очист­

ку ведут чаще всего при повышенном

давлении, разница

внагрузках еще более возрастает. Отношение нагрузки

Н2 0 : С 0 2 (г/м3 ) достигает в этих случаях 1 : 100.

Динамика процесса поглощения Н 2 0 и С 0 2 цеолитом в адсорбере при совместном их улавливании иллюстри­ руется схемой, изображенной иа рис. 41, где стрелками

указано направление газового потока при адсорбции (А)

и десорбции

(Д). На шкале ординат указана

равновес­

ная емкость цеолита.

 

 

 

Поскольку

вначале

адсорбируется

Н 2 0 ,

лобовая

часть слоя насыщается

Н 2 0 . Адсорбция

С 0 2 начинается

лишь в той части слоя, где поглощение Н 2 0 падает. Зона

поглощения

С 0 2 растет по времени. К

концу процесса

адсорбции

хвостовая часть слоя должна

оставаться не-

130


насыщенной во избежание

проскока. При

регенерации

 

вначале удаляется СОг, затем Н 2 0 .

 

нагрева

его

 

.Регенерацию

цеолита

 

проводят путем

и продувки сухим газом (Thermal Swing-method).

 

 

 

Другой

способ

регенерации — создание

вакуума

или

снижение

давления (Heatless-method)—применяют

в

тех случаях, когда

адсорбция

велась

под

давлением

 

20 с

 

 

 

 

 

 

 

20

 

 

 

 

 

 

 

 

10

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

О

 

 

 

 

 

 

I

О

 

 

 

 

 

 

 

I20

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

«

10

 

 

 

 

 

 

 

t

 

 

 

 

 

 

^

о

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Активная длина адсорбера

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

д

 

 

 

 

 

20

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

10

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=7=

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

АктиВнал длина адсорбера

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 41.

Механизм

процессов

адсорбции

(кривые а—в) и десорбции (кривые

 

г и д) СОз н Н 2 0 на цеолите

при получении

моногаза:

 

 

 

 

 

 

а — начало

адсорбции;

б — по

истечении

50%

времени

процесса;

в — по

 

окончании

процесса адсорбции;

г — начало

десорбции;

д — при

окончании

 

десорбции;

сплошные

линии — с о д е р ж а н и е

Н 2 0 ,

% (по

массе);

пунктир­

 

н ы е — с о д е р ж а н и е

СОг , % (по массе) . Стрелками

указано

направление

га­

 

зового

потока при

адсорбции

(А)

и десорбции

( Д ) .

На

шкале

ордннат

 

указана

равновесная емкость

цеолита

 

 

 

 

 

 

 

 

Степень регенерации цеолита зависит от разности давлений и температур в режимах адсорбции и десорб­ ции, от состава и количества газа, используемого для' продувки.

Установки моногаза этого типа отличаются главным образом способом регенерации цеолитов.

При применении первого способа нагрев цеолита до температур 250—320° С ведут, прибегая к непосредст­ венному контакту его с горячим газом или к косвенному способу (горячий газ пропускают через трубки, разме-

9*

131