SU15629A1 - Способ получени водорода - Google Patents

Description

Предпахаемое изобретение касаетс  способа получени  водорода и.азотоводородной смеси, основанного на общеизвестном методе попеременного пропускани  пара и восстановительного газа через контактную печь, наполненную кусками железа или другой контактной массой , и имеет целью возможно полное использование всех тепловых рессурсов отход щих .газов, а также рациональное использование отработанного в контактной печи восстановительного газа. Часть долучаемого по предлагаемому способу отработанного восстановительного газа, в количестве, приблизительно, 30-Зб /о, т.-е. около в пересчете на свежий газ, известным способом сжигаетс  в регенераторе , служащем перегревателем дл  вход щего в контактную печь пара, главна  же масса газалв количестве, приблизительно , 60-65% непосредственно из печи направл етс  в газогенератор, где окисленна  часть его восстанавливаетс  обратно ( ЩО- Щ)Регенерированный таким образом газ снова поступает в работу, дри чем дл  покрыти  убыли газа в рабо посто нно вводитс  небольшое количество свежего газа в количестве, приблизительно, 17-200/0. Обычно, дл  возможно полного использовани  теплоты в регенераторах.

 вл етс  необходимость в увеличении их; размеров. Чтобы избежать в этом случае увеличени  потери газов и загр знени  водорода при смене периодов работы установки, регенераторы устанавливаютс  таким образом, что исключаетс  зависимость продолжительности периодов работы в них (нагревани  и отдачи тепла) от продолжительности периодов работы самой печи (рабочего и восстановительного ). Благодар  этому число переключений регенератора может быть значительно уменьшено; например, при удлинении продолжительности периодов работы их до одного часа-число переключений уменьшаетс  в 6-12 раз по сравнению с числом переключений самой печи.

Весь процесс в целом изображен на прилагаемой схеме, представл ющей вертикальный разрез всей установки.

Через контактную печь Ж, наполненную . кусками восстановленных окислов железа, пропускают перегретый в пароперегревателе L вод ной , который в печл восстанавливаетс  до водорода раскаленным железом, окисл ющимс , в свою очередь, в окислы железа. Полученный Таким образом водород поступает через нагреваемый его теплом газоподогреватель N и очистительные устрой тва (скруббер О и поглотительный  гйснк JP) в газгольдер jR. Предварительное охлаждение водорода (в газоподогревателе ) благопри тствует полноте удалени  из него вод ных даров и иных примесей. Получаемый в начале периода и богатый примес ми водород может €ыть использован в качестве горючего. Когд - больша  часть поверхности контактной массы окислилась, прекращают ток пара и через печь в обратном на-ч правлении пропускают нагретый в газоподогревателе N вод ной газ, нагнетаемый из газгольдера G насосом Н и предварительно очищенный в поглотительном  щике Е. Вод ной газ восстанавливает окислы железа до металлического железа и, в свою очередь, частично окисл етс  в СОг и . 11редварительный подогрев поступающего в печь газа (в газоподогревателе) благопри тствует этой эндотермической реакции и предотвращает местное остывание контактной массы. После восстановлени  поверхности железа, ток газа прекращают и возобно18л ют пропускание вод ного пара. Часть отработанного в печи газа поступает в пароперегреватель Z/, где сжигаетс  в смеси с воздухом, подаваемым  асосом F, Рлавна  же масса газа направл етс  в газогенератор В, где С02 ж ЩО (образовавшиес  в контактной печи) восстанавливаютс  раскаленным обратно в и Н2. Дл  попопнеаи  убыли газа к нему при входе в газогенерач бр присоедин етс  вод ной пар. По выходе из газогенератора вод ной пар направл етс  через нагреваемый его теплом экономайзер С riapOBoro котла А ,и скруббер Д в газгольдер бг; Предварительное охлаждение газа в экономайзере благопри тствует лучпгей его очистке. Получающийс  в начале периодов холодного дуть  газ, разбавленный инертными иржмес ми ()) как и газы, образующиес  в период гор чего дуть , отвод тс  ий генератора по трубам Ь и с и могут быть использованы в качестве горючегб (напр., в паровом котле А).

В период, когда в газогенераторе производитс  гор чее дутье, отработанный в печи газ не может быть направлен в газогенератор и, мину  последний, поступает в газгЬльдер G по схеме

М-С:-D-G, т.-е. не подверга сь предварительно регенерации, При малой продол:жительности периода гор чего дуть  по сравнении с периодом холодного дуть  (напр., 1: 4) это возможно, так как дает лишь незнач а;тельнов разбавление свейсего газа углекислотой.

Вели пЬдобное разбавление нежелательно , cxejEtca процесса должна быть не сколько усложнена. В этом случае отработанный в печи газ полностью, т.-е. без сжигани  части его в пароперегревателе , поступает дл  восстановлени  в газогенератор Ж-В в периоды же гор чего дуть в последнем, газ, после соответствующей очистки, поступает в особый газгольдер (не указанный в схеме), из которого подаетс  дл  сжигани  в пароперегреватель . В этот же газгрльдер могут отводитьс  газы, получаемые в генераторе в начале периодов холодного дуть , а также водород, получаемый в печи в ищ&лв рабочих периодов. Представл етс  также возможным р,твод отработанного в печи газа, во врем  гор чего дутьй в газогенераторе, в другой газогенератор, в котором в это врем  происходит холодное дутье. Наконец, можно весь процесс срегулировать таким образом, чтобы период гор чего дуть  газогенератора совпадал с рабочим периодом печи.

Использование отработанного в контактной печи восстановительного газа может быть произведено и другим способом . Весь отработанный газ полностью поступает дл  восстановлени  в газогенератор; Ж-J5-В этом случае дл  перегрева пара в пароперегревателе L примен етс  свежий иди какое-либо другое горючее, при чем в последнем случае получаетс  избыток газа, требующий использовани  его на стороне. Подогрев вход щего в контактную печь вод ного газа может производитьс  не только вышеуказанным путем, т.-е. теплом отход щего из печи водорода, но такжб теплом отход щего из контактной печи отработанного газа (по пути в газогенератор ), или же теплом выход щего из газогенератода свежего вод ного газа- вместо пропускани  его через экономайзер .

Дл  получени  смеси водорода с .азотОм все вышеизложенное видоизмен етс 

.лишь в том отношении, что в контактную печь Ж пропускаетс  не вод ной пар, а смесь его с воздухом, или с азото-кислородной смесью, подаваемыми насосом Iff по трубе S. Кислород воздуха при этом св зываетс  железом, а лзот в смеси с подученным водородом обычным образом очищаетс  и поступает в газгольдер П.

Другим вариантом получени  смеси водорода с азотом  вл етс  следующий чзпособ. Полученный обычным путем в контактной печи водород направл етс  в пароперегреватель (не указанный в схеме ), в котором частично сжигаетс  в смеси с воздухом или азото-кислородной смесью, подаваемыми насосом с тем расчетом , чтобы получепна  смесь азота и водорода соответствовала требуемому составу. Теплота сгорани  водорода используетс  в пароперегревателе дл  перегрева пара, дела  взлипхним сжигаааие в нем газа; подогрев вход щего в печь М свежего газа производитс  а газоподогревателе Т одним из вышеупом нутых способов.

Вышеописанный способ, согласно указанию авторов, имеет сдедуюпще преимущества по сравнению с существующими: а) расход восстановительного газа и, следовательно, расход угл  в генераторе сокращаетс  приблизительно на 40-45 i, так как больша  часть неокислившегос  в печи газа возвращаетс  снова в работу в виде свежего газа; окисливша с  же часть газа восстанавливаетс  в газогенераторе (чем, между прочим, устран етс  разбавленность отработанного газа углекислотой и вод ными парами)-и тоже возвращаетс  в работу; б) расход свежего вод ного дара в газогенераторе сводитс  к небольшой прибавке его ко вход щему в газогенератор отработанному газу; в) наквиец , в виду того, что при данном способе расход газа почти не зависит от количества его, прошедшего через печь, так как весь избыток из печи возвращаетс  в газогенератор,  вл етс  возможным неограниченно форсировать ток восстановительного газа. Этим достигаетс  сокращение восстановительного периода печи, что при прочих равных

А. Ж.

услови х повышает производительность установки.

Предмет патента.

Claims (6)

1.Способ получени  водорода попеременным действием вод ного пара ж восстановительного газа на железо, отличающийс  тем, что отработанный, после восстановлени  железа, газ регенерируют пропусканием его через газогенератор типа вод ного газа, с целью его повторного применени  в качестве вост становител  дл  окислов железа.

2.Видоизменение способа по п. 1, отличающеес  тем, что регенерации подвергают лишь часть отработанного восстановительного газа, а другую часть в невосстановленном виде присоедин ют к восстановительному газу, направл емому в контактную печь.

3.Прием выполнени  способа по П.П. 1-2, отличающийс  тем, что выход щую из контактной печи в начале рабочих периодов пароводородную смесь собирают отдельно, с целью применени  ее в качестве горючего дл  перегрева вод ного пара, направл емого в контактную печь.

4.Прием выполнени  способа по п.п. 1-3, отличающийс  тем, что вод ной газ подогревают либо теплом выход щего из контактной печи отработанного восстановительного газа, либо теплом выход щей из контактной печи парбводородной смеси, либо теплом выход щего из газогенератора свежего восстановительного газа.

5.Видоизменение способа по п.п. 1-4, отличающеес  тем, что к вод ному пару, поступающему в контактную печь, добавл ют воздух или азото-кислородную смесь, с целью получени  водорода и азота.

6.Видоизменение способа по п.п. 1-4, отличающеес  тем, что к пароводородной смеси, посл ее выхода из контактной печи, добавл ют воздух или азотокислородную смесь, с целью получени  путем частичного сгорани  водорода смеси азота и водорода, а выдел емым при этом теплом подогревают вод ной пар, направл емый в контактную печь.

ЛУО