RU2181102C2

RU2181102C2 - Installation for production of hydronitric controlled atmosphere

Info

Publication number: RU2181102C2
Application number: RU2000106803/12A
Authority: RU
Inventors: В.И. Кондрашов; Л.Н. Бондарева; Е.Ю. Сербинова; Г.В. Кондрашова
Original assignee: Открытое акционерное общество "Саратовский институт стекла"
Priority date: 2000-03-20
Filing date: 2000-03-20
Publication date: 2002-04-10

Abstract

FIELD: production of hydronitric controlled atmosphere. SUBSTANCE: the installation has a chamber for combustion of hydrocarbons, evaporator with a condensate system, hydrogen oxide conversion apparatus, cooling system and a system for cleaning from carbon dioxide and water vapors. The cover lining in the combustion chamber is positioned on the refractory upper layer - extension piece, water is fed onto the cover at least through two branch pipes. EFFECT: enhanced service life of the installation and enhanced volume of water-cooled jackets. 2 dwg

Description

Изобретение относится к химической и стекольной промышленности и может быть использовано в производстве газозащитной контролируемой атмосферы при производстве стекла на расплаве металла, а также для получения восстановительных и защитных сред в металлургии и других отраслях. The invention relates to the chemical and glass industries and can be used in the production of a gas-protective controlled atmosphere in the production of glass on molten metal, as well as for reducing and protective environments in metallurgy and other industries.

Известны установки для приготовления азотоводородной контролируемой атмосферы по патенту РФ 1353725, кл. С 01 В 3/24, 23.11.1987, в соответствии с которым для увеличения срока эксплуатации камеры сжигания и интенсификации процесса горения идут по пути усовершенствования в камере сжигания схемы засыпки наполнителя - зернистого огнеупорного материала и его гранулометрического состава. Основным недостатком таких установок является то, что они не решают вопросы модернизации самой конструкции камеры сжигания, улучшения ее режимов водоохлаждения, и малый ресурс службы оборудования. Known installations for the preparation of a nitrogen-hydrogen controlled atmosphere according to the patent of the Russian Federation 1353725, class. From 01 B 3/24, 11/23/1987, in accordance with which, in order to increase the life of the combustion chamber and to intensify the combustion process, they are moving along the path of improving the scheme of filling the filler, granular refractory material and its particle size distribution, in the combustion chamber. The main disadvantage of such plants is that they do not solve the issues of modernization of the design of the combustion chamber itself, improvement of its water cooling modes, and a short service life of the equipment.

Наиболее близким аналогом изобретения по его сущности и достигаемому результату является установка для приготовления азотоводородных защитных атмосфер по авт. свидетельству 1604457, кл. В 01 J 7/00, 07.11.1990, в соответствии с которым установка содержит камеру сжигания углеводородов, испаритель с конденсатной системой, аппарат конверсии оксида углерода, систему охлаждения и систему очистки от диоксида углерода и паров воды. Камера сжигания с испарителем и конденсатной системой позволяет автоматически поддерживать температуру продуктов сгорания на входе в аппарат конверсии оксида углерода. Недостатком устройства является малый ресурс службы камеры сжигания из-за несовершенного устройства в части охлаждения. Другим недостатком является сложная, трудоемкая и дорогостоящая футеровка крышки. The closest analogue of the invention in its essence and the achieved result is the installation for the preparation of nitrogen-hydrogen protective atmospheres according to ed. certificate 1604457, cl. 01 J 7/00, 11/07/1990, according to which the installation comprises a hydrocarbon combustion chamber, an evaporator with a condensate system, a carbon monoxide conversion apparatus, a cooling system and a carbon dioxide and water vapor purification system. The combustion chamber with an evaporator and condensate system allows you to automatically maintain the temperature of the combustion products at the entrance to the carbon monoxide conversion apparatus. The disadvantage of this device is the small service life of the combustion chamber due to an imperfect device in terms of cooling. Another disadvantage is the complex, laborious and expensive lining of the lid.

Задачей изобретения является увеличение срока эксплуатации установки за счет отсутствия разрушения футеровки и необходимости замены крышки, увеличения объема водоохлаждаемых рубашек. The objective of the invention is to increase the life of the installation due to the absence of destruction of the lining and the need to replace the lid, increase the volume of water-cooled shirts.

Указанный технический результат достигается за счет того, что в установке для производства азотоводородной контролируемой атмосферы, содержащей камеру сжигания углеводородов, испаритель с конденсатной системой, аппарат конверсии оксида углерода, систему охлаждения и систему очистки от диоксида углерода и паров воды, в камере сжигания, выполненной в виде водоохлаждаемого футерованного корпуса с огнеупорным зернистым наполнителем, снабженного крышкой, футеровка верхней части камеры сжигания под крышкой выполнена на верхнем слое зернистого огнеупора, для увеличения объема водоохлаждаемых рубашек ввод воды на крышку осуществлен не менее чем через два патрубка. The specified technical result is achieved due to the fact that in the installation for the production of a nitrogen-hydrogen controlled atmosphere containing a hydrocarbon combustion chamber, an evaporator with a condensate system, a carbon monoxide conversion apparatus, a cooling system and a carbon dioxide and water vapor purification system, in a combustion chamber made in in the form of a water-cooled lined body with refractory granular filler, equipped with a lid, the lining of the upper part of the combustion chamber under the lid is made on the upper layer of grain grained refractory material to increase water cooled jackets water inlet on the lid carried by at least two pipe.

На фиг. 1 представлена схема установки для производства азотоводородной контролируемой атмосферы, на фиг.2 - камера сжигания в продольном разрезе. In FIG. 1 is a diagram of a plant for the production of a nitrogen-hydrogen controlled atmosphere, and FIG. 2 is a longitudinal section through a combustion chamber.

Установка для производства азотоводородной контролируемой атмосферы (фиг. 1) содержит камеру сжигания 1, испаритель 2 с конденсатной системой 3, аппарат 4 конверсии оксида углерода, систему охлаждения 5, систему очистки 6 от диоксида углерода и паров воды. Installation for the production of nitrogen-hydrogen controlled atmosphere (Fig. 1) contains a combustion chamber 1, an evaporator 2 with a condensate system 3, an apparatus 4 for converting carbon monoxide, a cooling system 5, a cleaning system 6 for removing carbon dioxide and water vapor.

Установка работает следующим образом. Природный газ и сжатый воздух в соотношении, соответствующем коэффициенту расхода воздуха, равному 0,6÷0,98, подаются в камеру сжигания 1, где на огнеупорной насадке происходит сгорание смеси при температуре 1400÷1800^oС /в зависимости от коэффициента расхода воздуха/. Далее продукты сгорания, содержащие Н₂, N₂, CO, CO₂, H₂O, O₂, Ar, с температурой 600÷800^oС поступают в испаритель 2 с конденсатной системой 3, где происходит охлаждение продуктов горения до температуры 200÷240^oС и насыщение их парами воды. Из испарителя газообразная смесь поступает в аппарат конверсии оксида углерода 4, где осуществляется очистка от оксида углерода и обогащение газовой смеси водородом, после чего продукты сгорания поступают в систему охлаждения 5, где охлаждаются до температуры 25÷30^oС. В системе очистки 6 происходит удаление диоксида углерода и паров воды из газовой смеси, после чего азотоводородная контролируемая атмосфера поступает к потребителю.Installation works as follows. Natural gas and compressed air in a ratio corresponding to a coefficient of air flow equal to 0.6 ÷ 0.98, are fed into the combustion chamber 1, where the mixture is burned on the refractory nozzle at a temperature of 1400 ÷ 1800 ^o C / depending on the coefficient of air flow / . Further, the combustion products containing H ₂ , N ₂ , CO, CO ₂ , H ₂ O, O ₂ , Ar, with a temperature of 600 ÷ 800 ^o C enter the evaporator 2 with a condensate system 3, where the combustion products are cooled to a temperature of 200 ÷ 240 ^o C and saturation with water vapor. From the evaporator, the gaseous mixture enters the carbon monoxide conversion apparatus 4, where carbon monoxide is purified and the gas mixture is enriched with hydrogen, after which the combustion products enter the cooling system 5, where they are cooled to a temperature of 25 ÷ 30 ^o C. In the cleaning system 6, removal carbon dioxide and water vapor from the gas mixture, after which the nitrogen-hydrogen controlled atmosphere enters the consumer.

Камера сжигания установки для производства азотоводородной контролируемой атмосферы (фиг.2) содержит корпус 7, горелку 8, водоохлаждаемые рубашки корпуса 9 и крышку 10, футеровку внутренней поверхности 11, огнеупорный зернистый наполнитель различных фракций 12, футеровку верхней части камеры сжигания под крышкой 13, лючки 14, патрубки 15 подвода охлаждающей воды в камеру сжигания 1, внутренняя поверхность 16 которой футерована высокоглиноземистым корундовым кирпичом, засыпают в определенном соотношении зернистый огнеупорный наполнитель 17 различного фракционного состава, поверхность которого футеруется до фланцев корпуса 7 огнеупорным клиновым /ребровым/ кирпичом с высоким содержанием глинозема. В футеровке имеются отверстия под горелку 8 и лючки 14 определенной конфигурации и размеров. Высота верхней части футерованного слоя равна высоте кирпича. При таком способе футеровки верхней части камеры сжигания отпадает необходимость футеровки самой крышки, при этом данная операция намного упрощается при одновременном увеличении срока службы крышки, так как даже при резких аварийных колебаниях температурного режима не происходит разрушения футеровки и прогорания крышки. The combustion chamber of the installation for the production of nitrogen-hydrogen controlled atmosphere (Fig. 2) contains a housing 7, a burner 8, water-cooled shirts of the housing 9 and a cover 10, a lining of the inner surface 11, a refractory granular filler of various fractions 12, a lining of the upper part of the combustion chamber under the cover 13, hatches 14, nozzles 15 for supplying cooling water to the combustion chamber 1, the inner surface 16 of which is lined with high-alumina corundum bricks, a granular refractory filler 17 is filled in a certain ratio LfTetanus fractional composition, the surface of which is lined to the housing flange 7 refractory wedge / Rebrov / bricks with high alumina content. In the lining there are openings for the burner 8 and hatches 14 of a certain configuration and size. The height of the top of the lined layer is equal to the height of the brick. With this method of lining the upper part of the combustion chamber, the lining of the lid itself is no longer necessary, while this operation is much simpler while increasing the lid's service life, since even with sharp emergency temperature fluctuations, the lining does not break and the lid burns out.

Кроме того, увеличивается сама высота крышки, а также днища, корпуса и выходного колена камеры сжигания. In addition, the height of the lid is increased, as well as the bottom, body and output bend of the combustion chamber.

Такая конструкция камеры сжигания и всей установки в целом позволяет увеличить срок эксплуатации оборудования почти в 10 раз. Это обусловлено тем, что при вскрытии камеры сжигания во время ремонтных работ не происходит разрушения футеровки крышки и отпадает необходимость в частых ее заменах. Кроме того, изменение системы подвода воды на крышку камеры сжигания и увеличения объема водоохлаждаемых рубашек не менее чем в 1,5 раза позволяет увеличить срок межремонтного периода внутренней поверхности крышки и отпадает необходимость ее футеровки. This design of the combustion chamber and the entire installation as a whole allows to increase the life of the equipment by almost 10 times. This is due to the fact that when the combustion chamber is opened during repair work, the lining of the lid is not destroyed and there is no need for frequent replacement of it. In addition, changing the water supply system to the lid of the combustion chamber and increasing the volume of water-cooled jackets by at least 1.5 times allows increasing the period of the overhaul period of the inner surface of the lid and eliminates the need for its lining.

Claims

Installation for the production of a nitrogen-hydrogen controlled atmosphere, comprising a hydrocarbon combustion chamber, an evaporator with a condensate system, a carbon monoxide conversion apparatus, a cooling system and a carbon dioxide and water vapor purification system, characterized in that in the combustion chamber made in the form of a water-cooled lined body with a refractory granular nozzle equipped with a lid, the lining of the upper part of the combustion chamber under the lid is made on the upper layer of the refractory granular nozzle, to increase the volume and not less than two pipe input to cover water water-cooled jackets carried.