CS258843B1

CS258843B1 - Způsob desaktivace pyroforických látek v zařízeních pro čištění koksárenskáho plynu

Info

Publication number: CS258843B1
Application number: CS867864A
Authority: CS
Inventors: Otakar Helis; Arnold Hollein; Zdenek Jach; Bretislav Javorsky; Petr Zerava; Emil Zyla
Original assignee: Otakar Helis; Arnold Hollein; Zdenek Jach; Bretislav Javorsky; Petr Zerava; Emil Zyla
Priority date: 1987-02-10
Filing date: 1987-02-10
Publication date: 1988-09-16
Also published as: CS786486A1

Abstract

Vynález řeší způsob účinné desaktivace pyroforických sirníků přítomných v zařízeních pro zpracování a čištění průmyslových plynů, zejména benzolových praček v hutních i důlních koksovnách v nichš se z koksárenského plynu vypírá bentol pracím olejem. Pračka se propařuje vodní parou o teplotě min. 200 °C a tlaku 0,2 až 2,0 MPa do té doby, až analýza par odcházejících z pračky a ochlazených na teplotu 25 až 35 °C vykáže složeni: kyslík ... min. 18 % obj. vodík ... máx. 0,1 % obj. metan ... max · 0,1% obj. vyšší homology benzenu ... max. 20 mg.m-2 oxid uhelnatý ... max. 0,1 % obj. oxid uhličitý ... max. 0,1 % obj. oxid siřičitý ..· méně než 5 ppm a teplota kteréhokoliv místa pračky 24 hodiny po skončeném propařování je menší než 29 °C. Popis vynálezu je doplněn jedním příkladem praktického provedení.

Description

Vynález řeší způsob účinné desaktivace pyroforických sirníků přítomných v zařízeních pro zpracování a čištění průmyslových plynů, zejména benzolových praček v hutních i důlních koksovnách, v nichž se z koksárenského plynu vypírá benzol pracím olejem.

Koksárenský plyn zbavený dehtu a čpavku a ochlazený v koncových chladičích se přivádí do pracích věží, kde se z něj pracím olejem vypírají benzenové uhlovodíky. Tyto benzolové pračky jsou válcové nádoby o průměru okolo 5 a výšce asi 24 metry, které jsou rozděleny po výšce na několik, pater, sekcí na nichž je uložena výplň, dříve lísková, pouzdějl Raschigovy, Bialeckého nebo Pall-kroužky nebo kovové spirály. Výplň má velký povrch na objemovou jednotku a zajištuje dokonalý styk plynu s kapalinou a tím absorpci benzolu pracím olejem. Benzolové pračky jsou shora zkrápěny pracím olejem, plyn se přivádí do spodní části praček. Některé benzolové pračky mají navíc vnitřní recirkulaci pracího oleje a bývají obvykle propojeny v sérii za sebou v počtu dvou .nebo tří praček. Očelem cele operace je v první fázi absorpce benzolu přítomného v plynu do pracího oleje a poté následná absorpce benzolu z nasyceného pracího oleje teplem a vodní parou. Při dlouhodobém provozování benzolových praček vzniká v důsledku koroze, polymerace a polykondenzace přítomných látek ke vzniku pevných či polotuhých úsad, které kladou zvýšený hydrodynamický odpor průchodu plynu. Vzroste-li tento odpor nad technologicky únosnou mez, je nutno přistoupit k odstranění a výměně náplně praček, protože propařování parou ani proplaoh horkým pracím olejem či čpavkovou vodou již není účinný. V provozní praxi to znamená, že pračka se musí zaslepit a propařuje se parou o tlaku 0,45 MPa a teplotě okolo 130 °C tak dlouho, až se odpaří veškeré těkavé podíly přítomné na výplni a stěnách pračky. Avšak i po více než šestiměsíčním propařování a následném otevření průlezu a vniknutí atmosférického kyslíku do vnitřního prostoru pračky dochází ke vzniku silně exotermické reakce v různých místech pračky a'k tak silnému zahřátí, že se eeškvařuje vnější nátěr pláště pračky. Proto se vzniklý otvor musí okamžitě uzavřít a znovu započít s propařováním, které trvá dalších několik měsíců. Výrobní ztráty rostou a náhradní provoz není možný, protože podle zkušeností vydrží pračky mnoho let a proto se nestavějí pro ně žádná rezervní zařízení.

Bezprostřední příčinou vzniku těchto exotermických reakcí je přítomnosti sirovodíku, vodní páry a kyslíku, které spolu s vyššími teplotami mají za následek koroze, namnoze i interkrystalické a to i u velmi ušlechtilých ocelí a ke vzniku pyroforických sirníků. Tyto sirníky mají submikroskopický rozměr obvykle v rozmezí 1 až 100 nm a jsou katalyticky aktivní vznikají většinou reakcí kysličníků kovů se sirovodíkem nebo sirnými sloučeninami za přítomnosti vodní páry a kyslíku. Stoupne-li obsah kyslíku, například při otevření pračky, nad určitou mez, probíhá oxidace sirníků'spontánně, je provázena velkým vývinem tepla a lokálními teplotami obvykle převyšujícími teploty vznícení přítomných hořlavých složek plynu nebo par. Nachází-li se výbušná směs plynu s kyslíkem v prostoru, kde jsou přítomny aktivní kovové sirníky, je velmi pravděpodobné, že během krátké doby nastane vzníceni směsi a exploze. Vzhle· dem k tomu, že ani dlouhodobé propařování praček parou 0,45 MPa nezajišťuje desaktivaci pyroforických sirníků a je tedy neúčinné, byly vypracovány jiné návrhy postupů výměny náplně zatopením pračky vodou a postupného snižování její hladiny v nádobě pračky za současného vyjímání náplně po vrstvách za stálého kropení. Tato metoda je však spekulativní, protože tlak vodní náplně na dno a stěny korozí oslabené pračky by mohl vést k její destrukci. Alternativou je dosud nezkoušené metoda inertizací prostoru pračky plynným dusíkem, oxidem uhličitým nebo spalinami.

Uvedené problémy a nedostatky řeší způsob desaktivace pyroforických látek v zařízeních pro čištění koksárenského plynu, například v benzolových pračkách v nichž se provádí absorpce benzolu pracím olejem, propařováním vodní parou podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že pračka se propařuje vodní parou o teplotě min. 200 °C a tlaku 0,2 až 2,8 MPa do té doby, až analýza par odcházejících z pračky a ochlazených na teplotu 25 až 35 °C vykáže složení:

kyslík vodík metan vyšší homology benzenu

min.	18	* obj.
max.	0,1	% obj.
max.	0,1	% obj.
max.	20 mg.m”3

oxid uhelnatý ... max. 0,1 % obj: oxid uhličitý ... max. 0,1 % obj. oxid siřičitý ... méně rtež 5 ppm a teplota kteréhokoliv místa pračky 24 hodiny po skončeném propařování je nižší než 28 °C.

Výhoda popsaného způsobu desaktivace pyroforických látek v benzolových pračkách ve srovnání se známými způsoby spočívá především ve velmi výrazném Zkráceni intervalu této operace z více než sedmi mésíců na dobu sedmi týdnů. Kromě nejistých a riskantních výsledků dřívějších propařovacích metod splňuje tento způsob s absolutní zárukou bezpečnosti rychlý a dokonalý průběh desaktivace pyroforů, jakož i polymerizačního a polykondenzačního procesu, po němž lze bez dalšího rizika přistoupit k postupnému odstraňování staré výplně pračky.

Podstata způsobu podle vynálezu a sled jednotlivých operací při tomto způsobu prováděných dokumentuje následující praktický přiklad.

Benzolová pračka se po 21 roku provozu odstavila vypuštěním pracího oleje a všechny přívody plynu a oleje se uzavřely a vnitřní prostor pračky se tak odpojil od vnějšího prostředí. Otevřel se odtok kondenzátu a do pračky se vpustila pod tlakem 0,45 MPa pára o teplo tě 130 °C a otevřel se vzdušník. Tato nízkotlaká pára uvolnila zbytky pracího oleje, který je zpočátku ve velkém množství unášen s parním kondenzátem. Tato fáze propařování trvala 7 dnů a postačila k vyprázdnění pračky od pracího oleje a poté se do paty benzolové pračky zavedla pára o teplotě 200 °C a tlaku 1,8 MPa. Výpary z benzolové pračky se vedly přes konco vý chladič a po čtyřech týdnech propařování vysokotlakou parou měly následující složeni:

kyslík: · vodík:

metan:

benzen:

naftalen:

vyšší homology benzenu:

oxid uhelnatý:

oxid uhličitý:

oxid siřičitý:

nejvyšší teplota v prac. prostoru benz. pračky:

% obj.

» obj.

méně než 0,5 % obj. -3 mg:m _3 mg.m

420 mg.m méně než 0,1 % obj. méně než 0,1 % obj.

ppm °C

Po dalším týdnu propařování vysokotlakou parou vykazovaly výpary z pračky toto složení:

kyslík:	20,8 » obj.
vodík:	méně než 0,2 % obj.
metan:	méně než 0,2 % obj.
oxid uhelnatý:	méně než 0,1 % obj.
oxid uhličitý:	méně než 0,1 % obj.
oxid siřičitý:	0
benzen:	méně než 10 mg.m ³
naftalen:	24 mg.m ³

vyšší homology benzenu: 310 mg.m nejvyšší teplota v prac. prostoru benz. pračky: 26 °C

Za další týden, tedy šest týdnů po zavedeni páry do benzolové pračky mělo její ovzduší toto složení:

kyslík:

vodík:

20,0 » obj.

méně než 0,2 % obj.

metan:	méně než 0,2 % obj.
oxid uhelnatý:	méně než 0,1 % obj.
oxid uhličitý:	méně než 0,1 % obj.
oxid siřičitý:	0
benzen:	méně než 10 mg.m^-3
naftalen:	9,5 mg.m

vyšší homology benzenu: 85 mg.m^-J nejvyšší teplota v prac. prostoru benz. pračky: 27 °C

Za sedm týdnů po zavedení páry do benzolové pračky klesla koncentrace vyšších homologů pod 20 mg.m^-3, ostatní složky ovzduší pračky zůstaly nezměněny. Za tohoto stavu a složení atmosféry v pračce se přívod páry zastavil a přikročilo se k vychlazování pračky otevřením vzdušníku a horního průlezu ve víku pračky. Protože obsah oxidu siřičitého byl stále pod 5 ppm a teplota uvnitř pračky nebyla vyšší než 28 °C, přistoupilo se k odvíkování bočních průlezů nejvyššího patra a k vyhrabávání náplně pračky přičemž se průběžné kontrolovala teplota uvnitř pračky a obsah výše uvedených složek.

Claims

PŘEDMĚT VYNÁLEZU

Způsob desaktivace pyroforických látek v zařízeních pro čištění koksárenského plynu, například v benzolových pračkách v nichž se provádí absorpce benzolu pracím olejem, propařo váním vodní parou, vyznačený tím, že pračka se propařuje vodní parou o teplotě min. 200 °C a tlaku 0,2 až 2,0 MPa do té doby, až analýza par odcházejících z pračky a ochlazených na teplotu 25 až 35 °C vykáže složení:

kyslík ... min. 18 » obj. vodík •.. max. 0,1 % obj. metan •.. max. 0,1 % obj. vyšší homology benzenu ... max. 20 mg.m^-3 oxid uhelnatý •·. max. 0,1 » obj. oxid uhličitý ... max. 6,1 t obj. oxid siřičitý ..· méně než 5 ppm

a teplota kteréhokoliv místa pračky 24 hodiny po skončeném propařování je menší než 28 °C.