Componentele principale ale gazului endotermic, cu excepția azotului, sunt monoxidul de carbon și hidrogenul. CO2 și H2O sunt conținute în endogaz în cantități mici. Așa cum am menționat deja, atmosfera endogazului este utilizată pentru carburizare și nitrocarburizare, alte procese HTO.
Endogas se obține ca urmare a reacției
S-a stabilit experimental că reacția de obținere a endogazului are loc în două etape. La început, reacția cea mai probabilă a arderii totale a unei părți din metan (CH4) apare datorită conținutului de O2 prezent în amestec.
Apoi se efectuează procesele de convecție a metanului prin abur și CO2:
Pentru a efectua reacții endotermice, temperatura în sistem este menținută prin furnizarea de căldură din exterior. Reacția reacției CH4 cu CO2 și H2O la temperatura <1000 o С протекает с незначительной скоростью. Эти реакции заканчиваются достаточно быстро лишь при температурах порядка 1300 o C. Осуществление реакций при более низких температурах возможно при присутствии катализатора. Конвенция при 1300 o C требует применения остродефицитных жаростойких материалов, усложняет течение процесса и конструкцию реактора. Поэтому в настоящее время эндогаз получается на слое катализатора, что позволяет поддерживать рабочую температуру в реакторе на уровне 850-950 o C. Дальнейшее снижение температуры в реакторе приводит к науглероживанию катализатора и его разрушению.
Convecția de CH4 cu un consum redus de oxidant pune cerințe serioase asupra catalizatorului. Catalizatorul cel mai potrivit în aceste condiții este GIAP-3 (și modificările sale), care este o peletă
O diagramă schematică a endogeneratorului este prezentată în Fig.
Atmosfera dezvoltată într-un astfel de generator are compoziția: CO-18-20%; H2 -36-40%; N2 este restul. În plus față de aceste gaze, gazul final conține cantități mici de CO2 și H2O, determinate de valoare
Compoziția gazului final este reglată printr-o schimbare automată a raportului gazului (metanului) în aer. Impulsul este preluat de la un analizor de gaz măsurând conținutul de CO2 sau H2O în endogaz. În prezent, au fost dezvoltate modele tipice de endogeni, disponibili comercial în gri.
Calculul generatorului endotermic constă în realizarea unui bilanț material în conformitate cu reacțiile de mai sus preparatul endogas la o temperatură predeterminată, determinarea cantității de căldură necesară calcularea transferului de căldură în retorta, conducte hidraulice frigidere pe bază pe bază. Există calcule de proiectare și verificare.
Volumul de catalizator încărcat în retort este determinat din viteza de reacție volumetrică admisibilă și capacitatea generatorului dat:
Unde Vkat este volumul catalizatorului din retort, m 3. Bob este capacitatea maximă totală a retortului pentru endogas, m 3 / h.
Viteza maximă a spațiului pentru catalizatorul GIAP-3 nu depășește 2290 h -1. iar la calcularea retortului se presupune că este de 1050-1100 h -1. Creșterea productivității retortului este posibilă cu o creștere corespunzătoare a înălțimii stratului. În acest caz, rezistențele hidrodinamice ale patului catalitic fix sunt determinate de expresia:
unde
O creștere a înălțimii retortului> 1-1,5 m este inadecvată; aceasta conduce nu numai la o rezistență hidraulică mai mare, ci, de asemenea, complică în mod semnificativ proiectarea generatorului.
O creștere a productivității retortului este posibilă dacă reacția nu se efectuează într-un pat catalitic fix, ci într-o zonă pseudo-mobilă. Experimentele au arătat că reacția a fost completă, la un strat de înălțime 200mm, o viteză spațială de 17.000 h-1 și o temperatură de 1000 ° C. Pentru Reakom utilizat alyumonikelevy catalizator sferic. Cu o dimensiune a particulei de 0,4-0,6 mm.
Dacă particulele de pe o sarcină de catalizator principal este staționar la straturile inferioare, prin care aceștia își pierd treptat activitatea, carburare și distruse, apoi amestecarea într-un pat fluidizat de particule tinde să egalizeze activitatea în volum. În plus, utilizarea de particule fine mărește suprafața suprafeței active. De aceea, într-o înălțime pat fluidizat a patului de catalizator nu este determinată de activitatea ca condiții oferă o suprafață suficientă, prin care căldura este aplicată stratului. Ca urmare a conductivitatea termică ridicată a reactoarelor cu pat fluidizat poate produce practic orice dimensiune, fără fluctuații de temperatură vizibile în pat. Rezistența hidraulică a patului fluidizat rămâne constantă când se modifică consumul de gaz final.
Producția de exogas se bazează pe arderea combustibilului de hidrocarburi cu
Prelucrarea produselor de ardere constă în răcirea și purificarea lor din CO2 și H2O. Atmosfera constând în produse de combustie răcite și parțial uscate la
În funcție de gradul de curățenie și de
Procesele de adsorbție sunt reversibile și selective. Capacitatea de absorbție la limita adsorbantului gazos se datorează forțelor de atracție moleculare dezechilibrate. Suprafața adsorbantului - materialul poros - este foarte mare, de exemplu, suprafața particulelor de silice totală 1d masă ajunge la 500m 2. Adsorbtia - proces exoterm. La un anumit moment de contact între adsorbant și gaz, echilibrul de adsorbție se află în. Raportul dintre concentrația de umiditate în gaz și adsorbant depinde de p și t. Adsorpția se accelerează odată cu scăderea temperaturii și creșterea presiunii. Aceiași factori influențează procesul de desorbție în direcția opusă. Desorbția este folosită pentru a restabili capacitatea absorbantă a adsorbantului.
Silicagelul sau oxidul de aluminiu activ sunt utilizate ca adsorbanți în exogenizatori. Adsorbantul sub formă de particule este plasat în adsorbantele - coloana izolate vertical echipat cu bare pentru stilizarea granule și tuburi răcite cu aer pentru îndepărtarea căldurii după regenerare încălzită la temperatura aerului de desorbție sau preparat gaz (drenată). Gazul umed pentru adsorbție este alimentat de sus în jos și încălzit (regenerat) - în direcția opusă. În funcționarea continuă a generatorului se utilizează 2 adsorbere: unul este în modul de funcționare, celălalt este în regenerare.
Purificarea gazelor din CO2 în exogenator este deseori efectuată cu sorbenți lichizi. O soluție apoasă de monoetanolamină (MEA), care formează compuși instabili cu CO2, poate fi utilizată ca absorbant:
Când soluția se fierbe (t = 105-140 ° C), reacția pornește de la dreapta la stânga, CO2 este eliberat și îndepărtat. Soluția de regenerare după răcire poate fi din nou utilizată pentru adsorbția dioxidului de carbon. IEA este folosit pentru a purifica gazul din hidrogen sulfurat. Purificarea MEA se efectuează în coloane de adsorbție umplute cu un ambalaj (inele Raschig). Gazul se deplasează de jos, în timp ce soluția apoasă de MEA curge prin duza.
Forța medie de adsorbție:
unde
valorile
Recent, s-au distribuit exogenizatori, în care purificarea din CO2 și deshidratarea simultană profundă este efectuată de zeoliți sau, așa cum sunt uneori numiți site moleculare. Această metodă de curățare este mai ușoară decât curățarea cu un sorbent lichid, iar generatoarele bazate pe această metodă sunt caracterizate prin compactitate și dimensiuni relativ mici.
Zeoliții sunt hemihidrați de aluminosilicați. Datorită structurii microporoase, zeolitele absorb numai acele elemente ale amestecului ale căror molecule au o anumită dimensiune și pot pătrunde în pori. Zeoliții nu adsorb moleculele N2 diatomice. CO, H2, etc. dar absorb H2O, CO2 triatomic etc.
Zeoliții naturali - shabazit, fayazit, gmelinită - sunt rare. Industria produce zeoliți sintetici - NaA, CaA, MgA, NaX etc. Proprietățile de adsorbție ale zeolitilor asigură un grad ridicat de purificare a gazelor.
Pentru regenerare, zeolitul este încălzit sub vid și aerul trece prin el la o temperatură de 350-400 ° C, după care este răcit cu un gaz purificat uscat.
Schemele unor generatoare exotermice.
Generatorul pentru prepararea unei ectogaze brute este prezentat în Fig. 1.
Construcția sa este simplă. Gazele de fum emise de cuptor sunt răcite și direcționate spre consumator. La arderea combustibilului (a = 0,6-0,7), uneori în cuptor se introduce o anumită cantitate de catalizator de combustie.
În Fig. 2 prezintă schema exogenatorului cu purificarea și deshidratarea gazului cu zeoliți. Înainte de fiecare dintre coloanele cu zeoliți se găsesc mici adsorbere cu silicagel, care îmbunătățesc proprietățile zeoliților. Pentru funcționarea continuă, generatorul este echipat cu 3 perechi de coloane. In timp ce o pereche de coloane (cu silicagel și zeolit) este în operația de curățare a gazului de lucru, este produs într-o altă regenerare, iar în a 3 - răcire după regenerare. Coloanele sunt comutate cu supape automate.
Gazul din regulatorul de presiune prin regulatorul de presiune de rețea 8, 7 și rotametru zero, 6 este alimentat în amestecător 5 unde este amestecat cu aer într-un raport care corespunde unui factor de aer în exces a = 0,95-0,98. Aerul din mixer
Ea vine sub influența vidului creat de compresor 4 prin filtru 1 și rotametru 2. Amestecul de aer-gaz, printr-o flacără amortizor 3 este alimentat în camera de ardere 23, echipat cu un schimbător de căldură.
Produsele de ardere din camera de ardere trec prin schimbătorul de căldură (aerul este încălzit la 400 ° C) și trimis la un condensator de apă tubular 17. Condensatul format în răcitor evacuate în canalizare. Răcit la 30 ° C Produsele de combustie sunt introduse una dintre coloanele 11 umplute cu zeolit. Coloanele sunt eliberate din produsele de ardere H2O și CO2. Gazul purificat este furnizat grupa superioară a valvelor controlerului 9, și apoi printr-un rotametru 10 atmosferă finită potrebitelyu.Chast este aspirat de compresor 15 și este dirijat prin valvele controlerului într-una dintre coloane, care este în răcire ciclu (vohduhom la cald după regenerare) și apoi se răcește în tubular frigider 13. Această parte a gazului finit tot timpul circulat prin închis coloană sistem frigider compresor coloană. Pentru a actualiza atmosfera care circulă în sistem. O mică parte din acesta este descărcat prin (debitul controlat de rotametru) scânteie și, respectiv, în aceeași parte a gazului aspirat de compresor final.
Regenerarea coloanelor (recuperare absoptivitate zeolit) se face cu aer dezumidificat în coloana auxiliară de silicagel 18 și se încălzește în recuperatorul la 400 o C. prozodit aerului prin coloana de sus în jos și este descărcată în lumânare. Încălzite moleculele zeoliți și silice desorbită CO2 și H2O, care sunt transportate în atmosferu.Vozduh pentru regenerare este alimentat în schimbătorul de căldură preîncălzitor 19 prin filtrul 20 și debitmetrul 21. Pentru a controla reset rotametru atmosfera este folosit 14.
Articole similare
-
Noul troian este deghizat ca un generator cheie pentru produse - Kaspersky Laboratory
-
Cum să luați un generator pentru un tigru de cireșe, o alocație pentru autovehicule
Trimiteți-le prietenilor: