Przedmiotem wynalazku jest urzadzenie bezgene¬ ratorowe do wytwarzania atmosfer regulowanych jedno-, dwu- lub kilkuskladnikowych, zwlaszcza za¬ wierajacych N2, H2, CO, C02, NH8, CH4. Do wytwa¬ rzania atmosfer stosuje sie miedzy innymi azot, zwlaszcza odpadowy z kriogenicznej przeróbki gazu ziemnego.Znane sa bezgeneratorowe urzadzenia odparo¬ wujaco-dozujace. Znane urzadzenia skladaja sie z mieszalników, odparowalników, urzadzen do spre¬ zania i urzadzen do kontroli przeplywu. Jako su¬ rowiec stosuje sie ciekle zwiazki organiczne, takie jak benzol, nafta, alkohol metylowy, alkohol mety¬ lowy z woda, alkohol metylowy z toluenem, alko¬ hol izopropylowy i inne.Znane z opisu patentowego PRL nr 85905 urza¬ dzenie do naweglania w atmosferze cieklych zwia¬ zków organicznych, zawiera dwa zbiorniki zwia¬ zków organicznych, z których zwiazki organiczne podawane sa do pieca do naweglania poprzez fil¬ try, zawory i pompy dozujace.Znane jest z opisu patentowego PRL nr 82774 u- rzadzenie do obróbki cieplnej w atmosferze gazu ochronnego N2+C02+CO zawierajace generator wytwarzania gazu, z którego gaz ochronny prowa¬ dzony jest do roboczej komory pieca poprzez chlod¬ nice, suszarke oraz suszarke nagrzewnice i dmu¬ chawe.Znane jest z opisu patentowego PRL nr 62626 u- 10 15 30 rzadzenie do azotonaweglania gazowego skladajace sie ze zbiornika amoniaku, z którego NH2 przez mi- kroporowaty rozdzielacz wprowadza sie do weglo¬ wodoru zawartego w pojemniku, z którego miesza¬ nina weglowodoru i amoniaku jest wprowadzana do komory grzejnej, w której prowadzi sie azoto- naweglanie.Znane z opisu patentowego PRL nr 96206 urza¬ dzenie do azotonasiarczania gazowego zawiera zbior¬ nik amoniaku z którego NH, doprowadzany jest do komory grzejnej pieca do azotonasiarczania poprzez urzadzenie .pomiaru przeplywu i retorte bedaca wytwornica par siarki. Urzadzenie to zawiera rów¬ niez zbiornik azotu z którego N2 jest prowadzony do komory grzejnej pieca poprzez urzadzenie po¬ miarowe i retorte lub z pominieciem retorty wy¬ twornicy par siarki* Znane jest z opisu patentowego PRL nr 69680 u- rzadzenie do azotowania i/lub pasywowania wyro¬ bów metalowych zawierajace zbiornik amoniaku z którego poprzez reduktor, przeplywomierz oraz mieszalnik, do którego mozna doprowadzic wode jesli zachodzi potrzeba nawilgacania, amoniak jest wprowadzany do pieca, w którym przebiega pro¬ ces obróbki powierzchniowej.Znane jest z opisu patentowego PRL nr 88978 urzadzenie do dozowania mieszaniny dwóch gazów.Urzadzenie sklada sie z zespolu strumienie, wiec nie zapewnia stalosci skladu przy róznych wydat¬ kach. 110 6283 Znane jest z opisu patentowego PRL nr 70445 u- rzadzenie do automatycznego wytwarzania mie¬ szanki gazowo-powietrznej. Urzadzenie stanowi ro¬ dzaj strumiennicy wiec nie zapewnia powtarzalno¬ sci skladu przy zmianie wydajnosci.Znane urzadzenia przeznaczone sa do stosowania w bardzo ograniczonym wybranym zakresie tech¬ nologicznym. Wada zasadnicza jest przypadkowosc skladu atmosfer regulowanych oraz brak mozliwo¬ sci uzyskania atmosfer wieloskladnikowych o okre¬ slonej zawartosci poszczególnych skladników. Tak¬ ze wada jest nieskuteczny prymitywny sposób re¬ gulacji skladników wprowadzanych do atmosfery i z atmosfera do pieca i zwiazany z tym brak moz¬ liwosci uzyskania atmosfer o okreslonych i powta¬ rzalnych zawartosciach poszczególnych skladników.Znane urzadzenia poza takimi niedogodnosciami jak mala stabilnosc skladu atmosfery wykazuja du¬ ze trudnosci przy prowadzeniu i obsludze genera¬ torów lub dozatorów. Takze wada jest mozliwosc wybuchowosci wytwarzanej atmosfery.Celem rozwiazania wedlug wynalazku jest usu¬ niecie wymienionych niedogodnosci. Istotna jest tak¬ ze mozliwosc wykorzystania azotu odpadowego z kriogenicznej przeróbki gazu ziemnego.Postawione zadanie rozwiazano przez opracowa¬ nie urzadzenia wedlug wynalazku, zawierajacego obwód do wytwarzania zwykle bezweglowodorowej atmosfery jednoskladnikowej, zawierajacy blok sprezania wstepnego 1, urzadzenie 2 do oczyszcza¬ nia atmosfery z CH4, blok sprezania wtórnego 3, urzadzenie skraplajace 4 i zbiornik izotermiczny 5 oraz zawiera obwód do wytwarzania atmosfer dwu- lub kilkuskladmikowych zawierajacy zasilany z przewodu glównego stabilizator cisnienia 7 poprze¬ dzajacy zespól mieszalników niskocisnieniowych 8 skladajacy sie z dwóch mieszalników 16, 17 pola¬ czonych kaskadowo i zasilanych poprzez rotametry 18, 19, które sa zasilane przez dwa przewody z za¬ worami z bloku wzbogacania 6 polaczonego cztere¬ ma przewodami zawierajacymi zawory z zespolem 10 czterech rotametrów 20, 21, 22, 23, z których kazdy jeSt polaczony z jednym z czterech mieszal¬ ników 24, 25, 26, 27 wysokocisnieniowych o kolej¬ no wzrastajacej wielkosci, przy czym wlot do kaz¬ dego z mieszalników jest ponadto polaczony po¬ przez blok sprezania wstepnego Iz przewodem glównym azotu, zwlaszcza odpadowego, cztery mie¬ szalniki wysokocisnieniowe 24, 25, 20, 27 pomiedzy soba sa polaczone wyposazonymi w zawory prze¬ wodami w ilosci, liczac od mieszalnika najmniej¬ szego 24, jednym, dwoma I trzema, a wylot z mie¬ szalników prowadzi do nawilzaczy 12 lute do prze¬ wodu obiegowego nawilzaczy, po czym do urzadzen odbiorczych.Urzadzenie wedlug wynalazku zwieksza stabil¬ nosc atmosfery i eliminuje w procesach obróbki cieplnej w atmosferach regulowanych, nieekono¬ miczne i trudne w obsludze dozatory, eliminuje po¬ trzebe stosowania lub powoduje zmniejszenie zu¬ zycia gazu ziemnego stosowanego do wytwarzania atmosfery nocnej, zwieksza tiezpieczenstwo pracy, gdyz nie ma mozliwosci wytwarzania w ukladzie wedlug wynalazku atmosfery wybuchowej. 628 4 Ponadto pozwala na zagospodarowanie gazów od¬ padowych, pochodzacych z kriogenicznej przeróbki gazu ziemnego.Urzadzenie wedlug wynalazku pozwala na uzy- 5 skanie z pieciu gazów na przyklad Nf, C02, NH3, H2 i CH4 lub ,N2, CO, CO2, NH8 i CH4 lub z innych kombinacji pieciu tych czy innych skladni¬ ków, pietnascie róznych atmosfer regulowanych o skladzie dowolnie wyregulowanym i dowolnym cis- 10 nieniu. Dzieki opracowaniu urzadzenia wedlug wy¬ nalazku jest mozliwe uzyskanie atmosfer o skla¬ dach dokladnie powtarzalnych.Urzadzenie wedlug wynalazku jest przedstawio¬ ne w przykladzie wykonania na rysunku, na któ- 15 rym fig. 1 pokazuje schematycznie polaczenie po¬ szczególnych zespolów funkcyjnych, fig. 2 — po¬ laczenie zespolu mieszalników niskocisnieniowych do wytwarzania atoosfery dwuskladnikowej prze¬ znaczonej do transportowania przewodowego z dwó¬ jo ma rotametrami i blokiem wzbogacania, a fig. 3 — polaczenie zespolu czterech rotametrów z zespolem czterech mieszalników wysokocisnieniowych i trzech nawilzaczy.Urzadzenie sklada sie z dwóch obwodów, z któ- 23 rych pierwszy przeznaczony jest do wytwarzania atmosfery jednoskladnikowej i sklada sie z bloku sprezania wstepnego 1, zespolu 2 oczyszczania gazu odpadowego z CH4, bloku sprezenia wtórnego 3, urzadzenia skraplajacego 4 i pojemnika izotermicz- 3P nego 5. Drugi obwód przeznaczony da wytwarza¬ nia atmosfery dwu- lub kilkuskladnikDwych jest rozdzielony na dwie czesci, polaczone z soba przez blok wzbogacenia 6, przy czym czesc pierwsza przeznaczona do wytwarzania atmosfery dwusklad- 35 nikowej o niskim cisnieniu sklada sie z stabiliza¬ tora cisnienia 7, zespolu mieszalników niskocisnie¬ niowych 8 i zespolu dwóch rotametrów 9 polaczo¬ nych poprzez zawory z blokiem wzbogacenia 6.Czesc druga przeznaczona do wytwarzania atmo- 4e sfer wysokocisnieniowych sklada sie z zespolu ro¬ tametrów 10, zespolu mieszalników 11 oraz nawil¬ zaczy 12. W .przypadku nadmiaru gazu wyjsciowego 0 cisnieniu niskim, którego nie mozna zuzytkowac w czesci wysokocisnieniowej przewidziano jego od- 45 prowadzenie przez zawór 13 do atmosfery. Nato¬ miast w przypadku nadmiaru gazu po pierwszym stopniu sprezania za blokiem sprezania wstepnego 1 przewidziano odprowadzenie poprzez zawór 14 do zbiornika zapasowego 15. 50 Blok mieszalników 8 sklada sie z mieszalników 16 i 17 polaczonych z kaskade, przy czym mieszal¬ nik 16 jest polaczony z ratametrem 18, a mieszal¬ nik 17 z rotametrem 19. Wejscia rotametrów 18 i 19 sa polaczone z blokiem wzbogacania 6. Blok 55 wzbogacania 6 ma na wejsciu cztery doprowadze¬ nia dla gazów H2, CH4, NH, i CO, a poza wska¬ zanymi wyzej dwoma wyjsciami dla Hf i CH4 do bloku rotametrów 3, jeszcze cztery wyjscia na ga¬ zy H2, CH4 NH» i COjtoóre sa polaczone odoo- M wiednk) 2 rotametrami 2fr, 21, 22, 28. 60 Zespól mieszalników 11 sklada sie z czterech mieszalników 24, 25, 26 i 27 polaczonych z soba kaskadowo, przy czym mieszalniki sa tak skon¬ struowane, ze mieszalnik 24 jest przewidziany wy- n lacznie do wytwarzania atmosfery dwuskladnifeo-110 628 5 6 wej typu (N2+H2), mieszalnik 25 do wytwarzania atmosfery dwuskladnikowej typu (Ni+CHJ i trój¬ skladnikowej typu (NS+H2+CH4) i przy wytwa¬ rzaniu atmosfery dwuskladnikowej typu (Nf+CH4) jest tylko przekaznikiem atmosfery dwuskladniko¬ wej typu (Ns+Ht) do mieszalnika 26, Mieszalnik 26 jest przewidziany do przygotowania atmosfery dwu¬ skladnikowej typu (Nt+NHj), trójskladnikowej ty¬ pu (Ne+Hj-l-NHi) i czteroskladnikowej typu (N2+ +HtH-CH4+NHt), przy czym w przypadku dostar¬ czania atmosfery dwuskladnikowej typu (Nt+NHS) jest tylko przekaznikiem dla atmosfery typu +H,) i typu (N2+Ht+CH4). W przypadku wytwa¬ rzania atmosfery trójskladnikowej jest przekazni¬ kiem dla atmosfery typu (Nf+H2-l-CH4). Mieszalnik 27 jest przewidziany do wytwarzania atmosfery dwuskladnikowej typu (N2+CO), trójskladnikowej typu (Ni+Ht+CO), czteroskladnikowej typu (Nf+ +Hf+NH,+CO) i piecioskladnikowej typu (Nt+ H-Hg+NI^+CO+CHl). Mieszalnik 24 ma pierwsze wejscie polaczone z przewodem dostarczajacym Nj, korzystnie gaz odpadowy (AO), a drugie z wyjsciem z rotametru 26 oraz dwa wyjscia, z których pierw¬ sze jest polaczone z mieszalnikiem 2$, a drugie je3t polaczone z nawilzaczem 28. Mieszalnik 25 pola¬ czony w kaskade z mieszalnikiem 24 ma trzy wej¬ scia: pierwsze polaczone z przewodem dostarczaja¬ cym N, korzystnie gaz odpadowy (AO), drugie ma polaczenie z rotametrem 21 oraz trzecie ma pola¬ czenie z mieszalnikiem 24, oraz cztery wyjscia: pierwsze do polaczenia przelotowego mieszalnika 24 poprzez mieszalnik 25 dla przeprowadzenia at¬ mosfery dwuskladnikowej z mieszalnika 24 do mie¬ szalnika 26, drugie dla przeprowadzenia atmosfery trójskladnikowej do mieszalnika 26, trzecie do do¬ prowadzenia atmosfery dwuskladnikowej (bez H2) do nawilzacza 29 i czwarte do doprowadzania at¬ mosfery trójskladnikowej typu (N2+H2+CH4) do nawilzacza 29, przy czym obydwa wyjscia moga byc polaczone bezposrednio z odbiornikami z omi¬ nieciem nawilzacza 29. Mieszalnik 26\ polaczony w kaskade z mieszalnikiem 27 ma cztery wejscia, z których pierwsze jest polaczone z przewodem do¬ starczajacym azot lub gaz odpadowy, drugie z ro¬ tametrem 22, trzecie na doprowadzenie atmosfery dwuskladnikowej typu (N2+H2) i czwarte dla do¬ prowadzenia atmosfery trójskladnikowej typu (N2+ +H*+CH4) oraz szesc wejsc, z których trzy sa po¬ laczone z mieszalnikiem 27, przy czym pierwsza dla przeprowadzania atmosfery typu (N2+H2+NH3), drugie dla przeprowadzania atmosfery typu (N2+ +H2), trzecie dla przeprowadzania atmosfery typu (N2+H2+CH4+NH8). Pozostale wyjscia czwarte, piate i szóste sa polaczone z nawilzaczem 12 wzglednie bezposrednio z odbiornikami, przy czym wyjscie czwarte jest przeznaczone do przeprowa¬ dzania atmosfery dwuskladnikowej typu (Nf+NHj), piate do przeprowadzania atmosfery trójskladniko¬ wej typu (N2+H2+NH2), szóste do przeprowadzania atmosfery czteroskladnikowej typu (N2+H2+CH4+ +NH|). Mieszalnik 27 stanowiacy ostatni czlon blo¬ ku mieszalników 11 ma piec wejsc, z których pier¬ wsze jest polaczone z przewodem dostarczajacym gaz odpadowy, drugie z rotametrem 23, trzecie, czwarte i piate sa polaczone z mieszalnikiem 26, przy czym czwarte sluzy do doprowadzenia atmo¬ sfery trójskladnikowej typu (Nf+Ht+NHt), piate do doprowadzenia atmosfery czteroskladnikowej ty¬ pu (N8+H2+NH8+CO) i szóste dla doprowadzenia atmosfery piecioskladnikowej typu (Nt+H2+NH2+ +CO+CH4). W kazdym przypadku korzystnie jest uzywac gaz odpadowy zamiast N2.Uklad wedlug wynalazku dziala w nastepujacy sposób. W przypadku wytwarzania atmosfery jed¬ noskladnikowej azot lub gaz odpadowy (AO) do¬ prowadzany jest do bloku sprezania wstepnego 1, skad po sprezeniu wstepnym rzedu od 2 do 100 atmosfer jest wprowadzany do bloku oczyszczania 2, skad po doprowadzeniu zawartosci CH4 do 0,00l°/t wagowych jest doprowadzany do bloku sprezania wtórnego 3, akad imoze byc pobierany do butli albo jest przeprowadzany dalej do urzadzenia skraplajacego 4 skad po skraplaniu jest przekazy¬ wany do zbiorników izotermicznych, W przypadku wytwarzania niskocisnieniowej at¬ mosfery trójskladnikowej przeprowadza sie gaz typu. AO do stabilizatora cisnienia 7, skad wpro¬ wadza sie go do bloku mieszalników 8, skladaja- cgeo sie z mieszalnika 16, do którego wprpwadza sie równoczesnie wodór z rotametru 1S, a atmo¬ sfere wytworzona w mieszalniku 16 (typu Nj^lub AO+Hg) wprowadza sie do polaczonego z nim w kaskade, mieszalnika 17, do którego doprowadza sie równoczesnie CH* z rotametru 19, a otrzymana at¬ mosfere wyprowadza sie do rurociagu.W przypadku wytwarzania wysokocisnieniowych atmosfer regulowanych uklad pozwala na wytwa¬ rzanie atmosfer dwuskladnikowych .typów (Nt+Ht), (N2+CH4), N24-NHt) i (Nj+CO), atmosfer trójsklad¬ nikowych typów (N2+S2+CH4), (Nt+HrfNttj) i (N2+H2+CO), atmosfer czteroskladnikowych typów (N2+H2+CH4+NH|) i (N2+H2+NHs+CO) oraz at¬ mosfery piecioskladnikowej typu (Nt+Ht+NHf+ +CH4+CO). W kazdym przypadku korzystnie jeft N2 zastapic przez AO (gaz odpadowy), który zawie^ ra glównie azot.Atmosfery dwuskladnikowe wytwarza sie w na¬ stepujacy sposób: — atmosfere typu (N2+H2) w mieszalniku 24 przez doprowadzenie do niego N2 lub gazu AO po pierwszym sprezeniu w foloku sprezania wstep¬ nego 1 oraz wodoru z rotametru 20. — atmosfere typu (Nt+CH4) w mieszalniku 25 przez doprowadzenie do niego N2 lub gazu AO po pierwszym sprezaniu w bloku sprezania 1 i metanu z rotametru 21, — atmosfere typu (N2+NHs) w mieszalniku 26 przez zmieszanie N2 lufo gazu AO po wstepnym sprezaniu w bloku 1 i amoniaku z rotametru 22, — atmosfere tyipu (N2+CO) w mieszalniku 27 przez zmieszanie N2 lub gazu AO po wstepnym spre¬ zeniu w bloku 1 i tlenku wegla z rotametru 29.Atmosfery trójskladnikowe wytwarza sie w na¬ stepujacy sposób: — atmosfere typu (Nf+H2+CH4) w mieszalniku 25 przez zmieszanie atmosfery dwuskladnikowej ty¬ pu (N2+H2) wytworzonej w mieszalniku 24 z metanem dostarczanym z (rotametru 21, — atmosfere typu (N2+Ht+NHt) w mieszalniku 26 przez zmieszanie atmosfery dwuskladnikowej ty- lt 15 20 15 SO 35 40 45 50 55 60110 628 pu (N2+H2) wytworzonej w mieszalniku 24, do¬ prowadzanej przez mieszalnik 25 z amoniakiem dostarczanym z rotametru 22, — atmosfere typu (N2+H2+CO) w mieszalniku 27 przez zmieszanie atmosfery typu (N2+H2) wy- 5 tworzonej w mieszalniku 24, doprowadzonej bez dalszej obróbki poprzez mieszalniki 25 i 26 z tlenkiem wegla dostarczanym z rotametru 23.Atmosfery czteroskladnikowe wytwarza sie w nastepujacysposób: 10 — atmosfere typu (N2+H2+CH4+NH8) w mieszal¬ niku 26 przez zmieszanie atmosfery typu (N2+ +H2+CH4) wytworzonej w mieszalniku 25 z a- moniakiem dostarczonym z rotametru 22, — atmosfere typu (N*+H2+NH8+CO) w mieszal- 15 niku 27 przez zmieszanie atmosfery typu (N2+ +H2+NH8) wytworzonej w mieszalniku 26 z tlenkiem wegla dostarczanym z rotametru 23.Atmosfere piecioskladnikowa typu (N2+H2+NHt+ +CO+CH4) wytwarza sie w mieszalniku 27 przez 20 zmieszanie atmosfery typu (N2+H2+CH4+NH,) z tlenkiem wegla dostarczanym z rotametru 23.Atmosfery dwu- trzy- i czteroskladnikowe wytwa¬ rzane w mieszalnikach 24, 25 i 26, a wiec nie za¬ wierajace tlenku wegla moga byc przed wejsciem 25 do pieca zwilzane w nawilzaczach 12, natomiast przeznaczone do ladowania w butle nie sa nawilzane.Atmosfery wytworzone w mieszalniku 27, jako zawierajace CO nie wymagaja nawilzania przed wejsciem dopieca. 30 Zastrzezenie patentowe Urzadzenie bezgeneratorowe do wytwarzania at¬ mosfer regulowanych jedno-, dwu- lub kilkusklad- nikowych, zwlaszcza zawierajacych N2, H2, CO, C02, NH3, CH4, wyposazone w urzadzenia sprezajace, mieszalniki i urzadzenia kontroli przeplywu, zasi¬ lane przez przewód glówny jako jednym ze sklad¬ ników azotem, zwlaszcza odpadowym z kriogenicz¬ nej przeróbki gazu zmiennego, znamienne tym, ze zawiera obwód do wytwarzania zwykle bezweglo- wodorowej atmosfery jednoskladnikowej, zawiera¬ jacy blok sprezania wstepnego (1), urzadzenie (2) do oczyszczania atmosfery z CH4, blok sprezania wtórnego (3), urzadzenie skraplajace (4) i zbiornik izotermiczny (5) oraz zawiera obwód do wytwarza¬ nia atmosfer dwu, lub kilkuskladnikowych zawiera¬ jacy zasilany z przewodu glównego stabilizator cis¬ nienia (7) poprzedzajacy zespól mieszalników nisko- cisnieniowych (8) skladajacy sie z dwóch mieszal¬ ników (16, 17) polaczonych kaskadowo i zasilanych poprzez rotametry (18, 19), które sa zasilane przez dwa przewody z zaworami z bloku wzbogacania (6) polaczonego czterema przewodami zawierajacy¬ mi zawory z zespolem (10) czterech rotametrów (20, 21, 22, 23), z których kazdy jest polaczony z jednym z czterech mieszalników (24, 25, 26, 27) wy¬ sokocisnieniowych o kolejno wzrastajacej wielkosci, przy czym wlot do kazdego z mieszalników jest ponadto polaczony poprzez blok sprezania wstepne¬ go (1) przewodem glównym azotu, zwlaszcza odpa¬ dowego, cztery mieszalniki wysokocisnieniowe (24, 25, 26, .27) pomiedzy soba sa polaczone wyposazony¬ mi w zawory przewodami w ilosci, liczac od mie¬ szalnika najmniejszego (24), jednym, dwoma i trze¬ ma, a wylot z mieszkalników prowadzi do nawilza¬ czy (12) lub do przewodu obiegowego nawilzaczy, ipo czym do urzadzen odbiorczych.Fig-1110 628 rrn \x p rc q Fig. 2 1C t l^ 21 CH„ J*H, CO ^ •t n T 26 12 Fig. 3 PL