книги из ГПНТБ / Эстрин, Б. М. Производство и применение контролируемых атмосфер (при термической обработке стали)

щепные в слое адсорбента). После достижения указан­ ной выше температуры адсорбент продувают сухим га­ зом, а затем охлаждают.

Во втором случае нагрев адсорбента не осуществля­

на происходить при 6—21 ат. Можно исключить про­ дувку, используя при регенерации вакуум (от 5 до 50 мм рт. ст.). Адсорбцию тогда целесообразно прово­ дить при 1—8 ат.

Влажность моногаза, полученного рассматриваемым способом, зависит от температуры цеолита при адсорб­ ции и от остаточного содержания влаги в нем после ре* генерации. Первая из указанных зависимостей отраже­ на на рис. 42. Взаимосвязь остаточной влаги и т. т. р, газа, используемого при продувке, показана на рис. 43. Если, например, требуется получить моногаз с т. т. р. —60° С, а температура цеолита при адсорбции состав-

132

10—20% от производительности установки.

Такой расход моногаза при условии регенерации с предварительным нагревом цеолита обеспечивает по­

133

При использовании 20% готового моногаза остаточное содержание С 0 2 составляет около 2%.

На рис. 45 представлена в схематическом виде уста­ новка для получения моногаза рассматриваемым спо­ собом.

Она состоит из камеры сгорания, куда подается при­

щее количество цеолита в установке (интервал между переключениями в этом случае составляет 1,5—1 ч).

лит нагревается или охлаждается. Переключение адсор-

134

Рис. 45. Технологическая схема получения моногаза с регенерацией цеолитов горячим воздухом:

в которой имеется трубчатый холодильник. Одновремен­ но с началом охлаждения в замкнутую систему нена­ долго (1—2 мин) подается небольшое количество моно­ газа (примерно 10% от производительности установки) для вытеснения из системы кислорода, оставшегося пос­ ле нагрева. В этот период из системы газ выпускается в отводную свечу.

135

В установках моногаза с косвенным Нагревом цеоли­ та в агрегатах, служащих для получения экзогаза, поль­

газом (20% от производительности установки), предва­ рительно подогретым до температуры, принятой для ре­ генерации.

Охлаждение цеолита в третьем адсорбере осуще­ ствляется моногазом, циркулирующим в замкнутой сис­

и переключение адсорберов осуществляется с частотой, равной нескольким минутам. Этим и обусловлена отно­ сительно малая емкость адсорберов, требуемая при та­ ком методе регенерации. Чем ниже давление при ад­ сорбции, тем меньше может быть расход моногаза.

Установка моногаза, в которой регенерация проводит­ ся при атмосферном давлении, состоит из трех основных элементов: агрегата для получения экзогаза, компрес­ сора и спаренных адсорберов (рис. 46).

После поглощения С 0 2 и Н 2 0 моногаз, пройдя дрос- • селирующий орган, поддерживающий заданное давле­ ние в системе, направляется в ресивер, где сглажива­ ются колебания расхода газа при переключении адсор­ беров. Объем ресивера и давление в нем зависят от потребителя газа. Если, например, газ используется для продувки шлюзовых камер проходных печей, то реси­ вер превращается в емкость, где хранятся значительные количества газа под давлением более 6 ат. В этих уста­ новках поток чистого моногаза делится на две части: одна часть поступает в ресивер и оттуда к потребителю, другая через дросселирующую диафрагму — в регенери­ руемый адсорбер. Направление потока газа при регене­ рации, обратное потоку при адсорбции, устанавливается

136

самопроизвольно, как только адсорбер оказывается под атмосферным давлением.

Для компремирования газа желательно применять сухие компрессоры. Если такой возможности нет, то во избежание порчи цеолита необходимо предусмотреть надежные маслоочистители.

Важно также, чтобы переключение не сопровожда­ лось обратными ударами, так как это может вызвать

Рис. 46. Принципиальная схема получения моногаза с регенерацией цеолита методом сброса давления:

клапан

образование пыли из-за эрозии цеолита, что затрудняет эксплуатацию арматуры.

Установки, в которых используется вакуум при ре­ генерации, по существу отличаются лишь дополнитель­ ным вакуум-насосом на линии продувочного газа, соот­ ветствующей арматурой и уплотнением.

Выбор того или иного способа регенерации цеолита зависит от многих предпосылок. Главным, однако, усло­ вием следует считать эксплуатационную надежность, которая обусловлена не столько принятым методом ре­ генерации, сколько совершенством оборудования. Поэ­ тому один и тот же метод при разном аппаратурном оформлении обеспечивает разную степень надежности.

137

Каждый из перечисленных методов (или их комби­ нация) непрерывно совершенствуется. Опыт последних лет показывает, что, по-видимому, наиболее перспек­ тивным для больших установок окажется регенерация, происходящая без нагрева с использованием вакуума.

Цеитроэнергочермет изучал процесс совместного удаления СОг и Н 2 0 из продуктов неполного сгорания на цеолитах, регенерация которых проводилась при ос­ таточном давлении 20—40 мм рт. ст. и при комнатной температуре. Исследованием определены динамическая

т/

4 *^~^Г£~

1 ж г

>/-ffrp) "

а

,sp,MMpm.cm.

138

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