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

емкость aw и влияние на нее, оказываемое продолжи­ тельностью регенерации т р и количеством продувочного газа qv. Кроме того, установлено, что по условиям ус­ тойчивости процесса (стабильность аш) при указанном

о

способе регенерации (для цеолитов СаА, 5 А) приводи­ мые ниже параметры отвечают следующим значениям

роэиергочерметом разработана установка для приготов­ ления моногаза СПКМ-Ц-450 производительностью 450 м3 /ч. Принципиальная технологическая схема уста­ новки показана на рис. 47, б.

Газо-воздушиая смесь по строго заданным соотноше­ ниям подается в камеру каталитического сгорания. Го­ рячие продукты сгорания на выходе из камеры смеши-

отношеннга к С 0 2 в функции от влажности газа [(Ф), остаточного давления

п Р°ДУвочного газа при регенерации к расходу очищаемого газа при адсорбции

139

ваются с паром и направляются в двухступенчатый реактор конверсии окиси углерода. Здесь окись углеро­ да превращается в двуокись. Избыток водяных паров конденсируется в трубчатом теплообменнике, охлаждае­ мом проточной водой. Пройдя каплеотделитель, газ, на­ сыщенный парами воды до т. т. р., на 5 град превышаю­ щей температуру охлаждающей воды, поступает в блок адсорбции, состоящий из двух колонок, заполненных цеолитом и снабженных системой автоматического пере­ ключения, собранной по схеме с логическими элемен­ тами.

Когда на одной из колонок происходит адсорбция углекислоты и водяных паров, другая в это время под­ ключена к форвакуумному насосу, поддерживающему остаточное давление 20—40 мм рт. ст.

В направлении, обратном основному потоку газа, в колонку, соединенную с вакуум-насосом, подается 10% готового моногаза.

Благодаря компактности и простоте установка най­ дет широкое использование на заводах черной метал­ лургии.

Т а б л и ц а 16

Показатели работы установок моногаза, в которых используются цеолиты [391

140

Для ориентации в табл. 16 приведены некоторые эксплуатационные показатели для зарубежных устано­ вок моногаза, использующих цеолиты.

Использование технического азота в производстве моногаза. Для металлургических заводов, выпускающих сортовой прокат, представляет особый интерес произ­ водство моногаза на базе технического азота — побоч­ ного продукта кислородных установок.

Как известно, содержание кислорода в техническом азоте подвержено колебаниям в зависимости от типа кислородной установки, условий эксплуатации и других

вах автоматического регулирования не препятствуют

способа получения моногаза из технического азота за­ ключается в следующем. В техническом азоте, поступаю­ щем из кислородной станции, автоматически поддержи­ вается заданное содержание кислорода в результате

установок небольшой производительности (до 50 м3 /ч). Для крупных установок моногаз получают каталити­ ческой конверсией смеси, состоящей из природного газа (или бутана, пропана) и технического азота при темпе­ ратуре 1000° С. Как и в первом случае, содержание кис­ лорода в техническом азоте предварительно (до смеше­ ния) стабилизируется путем дозируемой добавки воздуха Зависимость состава моногаза от содержания 0 2 в тех­

141

Состав моногаза при одном и том же содержании кислорода в техническом азоте можно регулировать из­ менением соотношения составляющих смеси углеводо­ родного газа с техническим азотом. Минимальное соотно­ шение при этом соответствует указанному выше условию (один атом углерода на атом кислорода), а макси­

азот и природный газ, проходя регуляторы давления и ротаметры, смешиваются вне реактора, которй состоит из нескольких труб, заполненных катализатором. Трубы обогреваются снаружи в электропечи. К каждой трубе предусмотрены автономные подвод смеси и отвод гото­ вого газа.

142

143

приборе газоанализатора па кислород, сигнал разбалан­ са поступает в измерительную схему регулятора и вы­ зывает срабатывание исполнительного механизма и из­ менение подачи воздуха.

Равномерное распределение потоков по отдельным трубам устанавливается по показаниям ротаметров.

Учитывая небольшой (по сравнению с диссоциацией аммиака) удельный расход тепла, в реакторах монога­ за допускается использование труб большего диаметра (180—200 мм) с внутренним вкладышем (труба в тру­ бе), в которых катализатор размещается в кольцевом зазоре между внутренним вкладышем и трубой, а также внутри трубы. Для обеспечения быстрого нагрева смеси до температуры 1000° С необходимо, чтобы кольцевой зазор не превышал 20—40 мм.. По этим же соображе­ ниям для уменьшения внутреннего экранирования раз­ мер гранул катализатора должен быть близким к раз­ меру зазора.

В качестве катализатора в реакторе можно пользо­ ваться ЦЭЧМ-IV, приготовленным на корундовом но­ сителе (шарики диаметром 15 мм).

В лобовой части катализатора происходит горение метана, соединяющегося с содержащимся в смеси кис­ лородом. В остальной части катализатора образовав­ шиеся Н 2 0 и С 0 2 реагируют с оставшимся после горе­ ния метаном. Первый этап протекает с выделением теп­ ла, второй — с поглощением.

Производительность катализатора (объемная ско­ рость), отнесенная к готовому моногазу, не должна пре­ вышать 1500 ч - 1 , так как при больших значениях этого показателя наступает проскок метана.

Горячий газ после реактора попадает в теплообмен­ ник, где он отдает свое тепло газовой смеси, поступаю­ щей в реактор. Далее газ охлаждается.

Получаемый моногаз может быть успешно использо­ ван при светлом нагреве без обезуглероживания сталей

144