Файл: Варанкин, Ю. В. Газовое хозяйство заводов учеб. пособие.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 20.10.2024

Просмотров: 114

Скачиваний: 0

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

зуется такая вязкая жидкость, как, например, масло. Конструкция одного из масляных фильтров (пыле­ уловителей) представлена на рис. 7.5. Таким фильтры получили широкое распространение на газораспредели­ тельных городских станциях и при добыче природного газа. Нижняя часть фильтра называется промывочной

секцией. Она заполнена соляровым маслом. Сама очист­ ка газа от пыли и влаги в основном осуществляется пропуском входящего в штуцер 8 газа через насадку из пучка контактных труб 3, в которые газ поступает через продольные прорези вместе с масляными брызгами, об­ разующимися на поверхности масла. Отвод очищенного газа осуществляется через патрубок 4.

В средней — осадительной — секции фильтра наибо­ лее крупные капли захваченного загрязненного масла сепарируются и возвращаются в нижнюю секцию.

Для окончательного отделения от газа уносимых им капель масла в верхней—отбойной—секции устроена на­ садка 6. Здесь газ многократно меняет свое направление.

Уловленное масло стекает вниз в промывочную сек­ цию по дренажным трубам 7. Труба 1 служит для перио­ дического удаления загрязненного масла, а труба 2' — для подачи чистого; 5 и. 9 — смотровые люки.

Пропускная способность фильтров такого типа зави-

127

сит от диаметра корпуса, давления газа на входе и на­ ходится в пределах от 3Ö00 до 130 000 м3/ч.

Замена масла в фильтрах газораспределительных станции тре­ буется 2—3 раза в год. Для его отстоя, осуществления частичной добавки нового масла пли полной его замены на ГРС обычно име­ ется специальное масляное хозяйство, схема которого изображена на рис. 7.6.

Масло хранится в подземных резервуарах 1 и 2. Отсюда оно насосом 6 перекачивается в аккумуляторный бак 3. При замене мас­ ла в фильтрах 4 его выдавливают газом в отстойники 5, где оно

128

отстаивается от влаги и сливается потом в резервуар. 2 или в слу­ чае сильного загрязнения спускается и вывозится. Заполнение мас­ лом фильтров (иля частичная его добавка) происходит из аккуму­ ляторного бака 3, находящегося выше фильтров. Для выравнивания давления к нему также подведен газ.

Другая конструкция масляного фильтра представлена па рис. 7.7. Здесь фильтрующие насадки заполнены так называемыми кольцами Рашнга, т. е. обрезками металлических пли керамических трубок, наружный диаметр которых равен их высоте, а толщина — 1/10 диаметра. Такие соотношения размеров обеспечивают максимальную поверхность при заполнении ими насадок. Увеличение фильтрующей способности такого рода фильтров обеспечивается смачиванием ко­ лец маслом. Пропускная способность — до 50 000 м3/ч.

Тонкую очистку запыленного газа на газовых и ме­ таллургических заводах осуществляют в электрофильт­ рах и в трубах-распылителях типа сопла Лаваля или трубы Вентури. Во входную широкую часть такой трубы

форсунками

распыливается вода

(до туаданообразного

состояния)

и

подается

запы­

 

ленный поток

газа.

 

В

узкой

 

горловине

сопла

создается

 

скорость 100—150 м/с, что обе­

 

спечивает

разрушение

абсорб­

 

ционных газовых оболочек, ок­

 

ружающих каждую пылинку, и

 

способствует коагуляции

мель­

 

чайших частиц.

За

трубами-

 

распылителями

устанавлива­

 

ются осадители

коагулирован­

 

ной

пыли

(циклонные

отдели­

 

тели пли скрубберы).

 

Таким

 

методом можно достичь очист­

 

ки газа

от

частиц

размером

 

более 5 мк.

эффекта

тонкой

 

Высокого

 

очистки от ныли (а

также от

 

частиц смолы или масла) до­

 

биваются

при помощи

полу­

 

чающих

все

более

 

широкое

 

распространение

 

электро­

 

фильтров, принципиальная схе­

 

ма которых

показана

на рис.

Спуск смолы или пыли

7.8.

 

 

 

 

 

 

 

В

основу

электростатиче­

Рис. 7.8. Схема электро­

ской

очистки

газов в электро­

фильтра.

5 . З а к . 1713

1 3 9



фильтрах от взвешенных мельчайших частиц пыли или смолы положен принцип ионизации газового потока, про­ ходящего в пространстве между электродами. В качестве осадительных электродов служат трубы 1, внутри кото­ рых натянуты тонкие проволоки 2, создающие неодно­ родное электрическое поле. К ним подводится постоян­ ный ток высокого напряжения (60—100 тыс. В) отрица­ тельного знака.

Отрицательно заряженные при ионизации газового потока частицы (пыли или смолы) устремляются к поло­ жительному полюсу, т. е. к осадительным электродам (трубы 1 заземлены), отдают нм свой заряд, оседают на них, а затем спадают вниз. В случаях пылеулавливания частицы пыли в трубах могут смываться водой, а в слу­

чаях улавливания смолы

трубы обогреваются

снаружи

паром, как это показано на рис. 7.8.

 

§ 7.4. Очистка горючих газов от сероводорода

Сероводород

крайне

токсичен, в присутствии влаги

он корродирует

железо,

а его присутствие в

газе ис­

ключает применение последнего в мартеновских печах и использование химиками для синтеза аммиака.

Газ для промышленного и бытового газоснабжения не должен содержать сероводорода более 10 мг/м3 [20]. Поэтому многие природные газы и почти все виды искус­ ственных газов подвергаются очистке от сероводорода.

В основе наиболее распространенных на отечествен­ ных заводах методов очистки газов от H2S лежит его поглощение соответствующими растворами-поглотителя­ ми с последующей их регенерацией нагреванием. Выде­ ляющийся из насыщенного поглотителя сероводород идет на производство серной кислоты или элементарной серы.

Существуют также способы сухой очистки газов от H2S, основанные на поглощении сероводорода гидро­ окисью железа или активированным углем, но они рас­ пространены в промышленности меньше, чем абсорбци­ онные.

В качестве жидких поглотителей (абсорбентов) серо­ водорода на заводах получили распространение раство­ ры карбоната натрия, мышьяково-содовые и этаноламины.

На нефтеперерабатывающих 'заводах, например, пре­ имущественное распространение получило использова­

130


ние в качестве абсорбента этаноламина. Принципиаль­ ная схема такой очистки аналогична той, которая при­ меняется для осушки (см. рис. 7.1).

Газ, подлежащий очистке, подается в абсорбер под давлением около 500 кПа при температуре 20—40°С и очищается от H2S и С02 поглощением их раствором этаноламина, орошающим газ сверху. Регенерация насы­ щенного раствора поглотителя производится в регенера- торе-десорбере. Для этого его требуется лишь подогреть до температуры выше 100—120°С. Осуществляется это так же, как в схеме, показанной на рис. 7.1.

При очистке горючих газов от сернистых соединений следует помнить, что, помимо H2S, в них часто имеется некоторое количество и сероорганических соединений COS, CS2, RSH. Очистка углеводородных газов от мер­ каптанов и других сероорганических соединений произ­ водится только в случаях использования газа для целей синтеза.

Поскольку схема очистки горючих газов от сероводо­ рода методом абсорбции аналогична схеме осушки газов жидкими поглотителями, нередко оба процесса — очист­ ка горючего газа от H2S и осушка — совмещаются в одной схеме. Универсальным поглотителем в таком слу­ чае является абсорбент, состоящий из 60% диэтилен­ гликоля, 20% моноэтаноламина и 20% воды.

На коксохимических заводах в качестве абсорбента

H2S

часто используется

водный

раствор соды

Na2C 03.

Этот

поглотитель одновременно

улавливает и

находя­

щиеся здесь в некотором

количестве цианистый водород

и углекислоту. Кипячение насыщенного раствора соды с целью его регенерации осуществляется в регенераторе под вакуумом при температуре 65—70°С.

На коксохимических заводах получаемый горючий газ требует еще очистки и от аммиака. Содержание его в прямом коксовом газе доходит до 14 г/м3. Значитель­ ная часть его (до 30%) переходит в воду при охлажде­ нии газа перед газосборниками одновременно с некото­ рыми другими примесями, с которыми аммиак образует соответствующие соединения (соли). Из этих солей он впоследствии может быть извлечен простым нагреванием и поэтому называется летучим.

Однако значительное количество аммиака остается в коксовом газе, и при необходимости он извлекается по­


глощением в специальных абсорберах серной кислотой. Реакция поглощения описывается уравнением

2NH3+ H 2S 04= (NH4)2S 04.

Получающийся кристаллический сульфат аммония явля­ ется широко распространенным азотным удобрением. Таким же абсорбционным методом может осуществлять­ ся и извлечение из искусственных горючих газов газового бензина для организации на его основе производства ароматических углеводородов (бензола, толуола и т. п.).

Принципиальная схема такой абсорбционной уста­ новки аналогична показанной на рис. 7.1. В качестве поглотителя служат каменноугольное или нефтяное со­ ляровые масла. Отогнанные из газа (отпаренные в десорбере) компоненты отделяются от паров поглотителя обычным способом в холодильнике-конденсаторе.

Помимо абсорбционного метода извлечения бензино­ вых фракций из газа, применяются также и методы ад­ сорбции. когда поглощение отбираемой фракции осуще­ ствляется твердыми мелкопористыми материалами, на­ пример активированным углем или силикагелем в непод­ вижном или в движущемся слое.

Существуют и двухступенчатые схемы извлечения фракций из углеводородных газов, когда газ сначала подвергается орошению жидким поглотителем, а затем проходит через твердый адсорбент.

Выбор того или иного метода извлечения легких бен­ зиновых фракций из газа термического разложения, так же как и схем его очистки от смолы, пыли и, наконец, осушения, производится проектирующими организациями в 'каждом конкретном случае в зависимости от вида топ­ лива, способа его переработки, состава и направления использования получающихся газов и извлекаемых из них продуктов.

Ч а с т ь в т о р а я

ТРАНСПОРТ И РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ГОРЮЧИХ ГАЗОВ НА ПРОМЫШЛЕННЫХ ПРЕДПРИЯТИЯХ

Г л а в а 8. СИСТЕМЫ ЗАВОДСКИХ ГАЗОВЫХ СЕТЕЙ

§ 8.1. Схемы приема и распределения газа на заводах

Промышленные предприятия могут централизованно получать горючие газы из различных источников. Искус­ ственные газы поступают после соответствующей их очи­ стки непосредственно от заводских установок переработ­ ки твердого или жидкого топлива или от регазификационных установок сжиженного газа. Естественные газы подаются либо ответвлением от магистрали дальнего га­ зоснабжения, либо от городских газораспределительных станций. Часто промышленные предприятия подключа­ ются непосредственно к городской газовой сети природ­ ного газа.

Все газовые сети делятся по давлению на три груп­ пы: низкого давления — до 5 кПа (500 мм вод. ст.), среднего — от 5 до 300 кПа и высокого — более 300 кПа (3 кгс/см2). Высокое давление имеет в свою очередь две ступени — 600 и 1200 кПа (6 и 12 кгс/см2). Здесь и да­ лее давление в газовых сетях указывается избыточное. В тех случаях, когда приводятся значения абсолютного давления, об этом делается специальная оговорка.

Предприятия с большим расходом природного газа, исчисляемым десятками и сотнями тысяч кубометров в час, присоединяются' непосредственно к магистральным газопроводам и получают его оттуда под высоким давле­ нием, так как это обеспечивает значительное сокращение капиталовложений при сооружении подводящего газо­ провода. Большинство промышленных предприятий, пи­ тающихся газом от городской сети, получает его под средним давлением часто прямо от городских газорас­ пределительных станций.

Ш