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

с различным содержанием углерода, кроме светлого нагрева трансформаторной полосы, динамной стали, нержавеющих сталей, высоколегированных низкоуглеро­ дистых сталей, жести, применительно к которым наугле­ роживание недопустимо. В этих случаях следует приме­

мом катализаторе желательно, чтобы заданное соотно­

(первая стадия процесса) метана не начиналось до ка­ тализатора. При высоких концентрациях СО в монога­ зе надо охлаждение с температуры 600° С вести с до­ статочной скоростью, что позволит избежать выпадения сажи после реактора.

По данным Кольмейера [40], моногаз, полученный из технического азота, почти в два раза дешевле моно­ газа такого же состава, приготовленного обычным спо­ собом частичным сжиганием углеводородного газа с последующей очисткой продуктов сгорания от С 0 2 и их осушкой твердым адсорбентом.

Г л а в а VII

ПРОИЗВОДСТВО. ВОДОРОДА

Водород получают электролизом воды, переработкой природного газа или диссоциированного аммиака.

ПОЛУЧЕНИЕ ВОДОРОДА ЭЛЕКТРОЛИЗОМ ВОДЫ

Этот способ требует больших капитальных затрат, связан с высоким расходом электроэнергии, что обуслов­ ливает значительную его стоимость.

Электролизный водород содержит кислород, пары воды, загрязнен парами масла и щелочей. Его очища­ ют различными путями в зависимости от допускаемого уровня загрязнения примесями. Простейшая схема очистки предусматривает каталитическую гидрогениза-

цию кислорода с последующей адсорбцией влаги. Более

от того, насколько полно реализуется побочный продукт электролиза — кислород.

Для черной металлургии актуален поиск других спо­ собов получения чистого и сверхчистого водорода, эко­

схема такого процесса показана на рис. 51.

Природный газ, прошедший тонкую очистку от сер­ нистых соединений, направляется в смеси с паром через

осушки. После нее газ охлаждается хладагентом в те­

ка», содержание окиси углерода и углекислоты в полу­

146

т

Рис. 51. Технологическая схема получения чистого водорода из природного га­ за, предусматривающая адсорбцию примесей цеолитами при низких темпера­ турах:

/ — установка очистки природного газа от серы; 2 — печь конверсии природного газа с паром; 3—реакционны]') аппарат конверсии окиси углерода; 4— холо­

и температуры. Эти кривые показывают, что при темпе­ ратуре —79,4° С (температура сублимации сухого льда) адсорбционная емкость стремительно растет с повыше­ нием парциального давления до 10 см рт. ст. Это гаран­ тирует низкую остаточную концентрацию СН.| в динами­ ческих условиях. Остаточное минимальное содержание метана после конверсии при температуре 1000°С со-

р, от

адсорбционные емкости цеолита. В установке, разрабо­ танной Центроэнергочерметом, принято давление 300 ат. При таком давлении представляется возможным частич­ но освободиться от С 0 2 и разгрузить работу цеолита в колонках / и 2 (см. рис. 51).

Чтобы оценить количество удаляемой конденсацией углекислоты, надо располагать данными о фазовом рав­ новесии в системе Н 2 — С 0 2 при низких температурах и высоких давлениях. Первые сведения о фазовом рав­ новесии системы Н 2 — С 0 2 приводятся в трудах Акаде­ мии естественных наук в Амстердаме и датируются 1899—1900 гг. Каммерлиг изучал фазовое равновесие в

148

интервале температур 15—27,5° С и давлений 57—110 ат, т. е. в области температур и давлений, близких к кри­ тическим.

Нами проведены исследования системы Н 2 — С 0 2 при низких температурах (до —50° С) и давлениях до 300 ат [42]. Исследование проводилось на установке, схема которой представлена на рис. 53. Помещенную в тер­ мостат (раствор СаС12 и сухой лед) рабочую бомбу, многократно продутую двуокисью углерода, заполняли при данной температуре двуокисью углерода до выпа­ дения жидкой фазы, после чего в бомбу подавали во­ дород и давление доводили до 300—350 ат. Для полу­ чения необходимых давлений водорода применяли про­ межуточную бомбу, в которой водород сжимали до 400— 450 ат водой, подаваемой жидкостным насосом высо­ кого давления.

В рабочую бомбу был помещен шарик, обеспечивав­ ший при качании хорошее перемешивание. После 25—

си углерода, которое связано с общим давлением Р за­ висимостью

149