SU640523A1

SU640523A1 - Способ получени экзотермической защитной атмосферы

Info

Publication number: SU640523A1
Application number: SU731911971A
Authority: SU
Inventors: Б.М. Эстрин; Б.М. Волынский; В.Н. Брызгалин; М.Л. Гликман; Ю.М. Копылов
Original assignee: Всесоюзный научно-исследовательский институт технического и специального строительного стекла
Priority date: 1973-04-18
Filing date: 1973-04-18
Publication date: 1982-09-07

Description

Изобретение относится к производству экзотермических защитных атмосфер и может быть использовано в стекольной и металлургической отраслях промышленности.

Известен способ получения защитной атмосферы путем сжигания углеводородных газов с коэффициентом расхода воздуха 0,5—0,95, которые предварительно конвертируют в присутствии катализатора с коэффициентом расхода 0,25—0,3 с последующим дожиганием при коэффициенте расхода, обеспечивающем получение защитной атмосферы заданного состава, причем предварительно.конвертированный газ перед дожиганием охлаждают до температуры 20- -95° С {1].

Однако такой способ не предусматривает очистки продуктов сгорания топлива от содержащихся в них окислительных компонентов.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ получения экзотермических контролируемых атмосфер, включающий высокотемпературное сжигание углеводородных газов, быстрое промежуточное охлаждение (закалку) продуктов сгорания топлива с последующей низкотемпературной обработкой этих продуктов в присутствии катализатора и их очистку от двуокиси углерода и паров воды [2].

Недостаток данного способа заключается в наличии в продуктах сгорания топли5 ва относительно больших количеств вредных примесей: О₂, ОН, NO, СН₄ и др. Это вызвано тем, что процесс получения атмосферы происходит с высокой объемной напряженностью при малой длине зоны го10 рения.

Цель изобретения — получение экзотермической защитной атмосферы с минимальным содержанием вредных примесей в целевом продукте.

¹⁵ Достигается это тем, что при реализации известного способа получения экзотермической защитной атмосферы каталитическую обработку продуктов сжигания ведут с одновременным охлаждением со ско20 ростью 50—1500° С до 900—1000° С. Высокотемпературное сжигание углеводородных газов осуществляют при 1200—1600° С. Очистку газов от двуокиси углерода и паров воды ведут путем адсорбции с исполь25 зованием адсорбционной емкости 25—50%, а десорбцию газов проводят при 20—150° С и давлении, составляющем 10—20% от давления процесса адсорбции.

Предлагаемый способ дает возможность 30 получать защитную атмосферу с содержа640523 нием вредных примесей не более, %: СО 0,005; Н₂О 0,002; О₂ 0,0005; NO 0,0005.

При м е р. Предварительно очищенный от сернистых соединений углеводородный газ со строго контролируемым расходом и давлением подают .вместе с воздухом в печь каталитического сжигания. Коэффициент избытка воздуха должен быть в пределах 0,6—0,95. Сжигают газовоздушную смесь .при 1300° С.

Слой катализатора, находящийся в нижней части .печи, поддерживает стабильность горения путем теплового излучения и плавное понижение температуры со скоростью 50—1500° С/с до 900—1000° С. Применение катализатора позволяет поддерживать температуру горения в пределах 1200—1600° С с достижением высокой тепл'онапряженности, а значительная поверхность контакта продуктов горения с катализатором обеспечивает плавное снижение температуры до 900—1000° С на выходе из печи. Наличие высокотемпературного процесса горения и плавного понижения температуры способствует снижению юстаточных концентраций углеводородных .газов, полной рекомбинации продуктов сжигания газов. В качестве катализатора может быть использован огнеупорный материал в виде гранул, колец и т. д. типа корунда, бакора, муллита и т. д.

После печи газ проходит через трубчатый водяной холодильник, где осуществляется процесс охлаждения и выделения ’конденсата. Из холодильника газ с температурой не выше 30° С подают в один из двух адсорберов, заполненных цеолитом. Адсорберы работают попеременно в режиме адсорбции и низкотемпературной неполной регенерации. Режим неполной низкотемпературной регенерации включает в себя продувку газа, не содержащего двуокиси углерода и паров воды, при температуре 20—150° С в калорифере, в количестве 10—50% от .производительности установки и при давлении 10—20% от давления адсорбции с последующим вакуумированием адсорбера с помощью вакуумнасоса.

благодаря низким температурам регенерации повышается срок службы адсорбента, глубина очистки газа от двуокиси углерода и паров воды, существенно снижаются энергозатраты.

Защитная атмосфера, полученная предлагаемым способом, может иметь следующий химический состав, %:

Водород

Углекислый газ

Окись углерода Водяной пар

0,5—15 не более 0,01 не более 0,005 не более 0,002 (температура регенерации менее 60° С). 15

Claims

нием вредных примесей не более, %: СО 0,005; НгО 0,002; Ог 0,0005; NO 0,0005. При м е р. Предварительно очищенный от сернистых соединений зглеводородный газ со строго контролируемым расходом и давлением нодают .вместе с воздухом в печь каталитического сжигани . Коэффициент избытка воздуха должен быть в пределах 0,6-0,95. Сжигают газовоэдз шную смесь .при 1300° С. Слой -катализатора, наход щийс в нижней части лечи, (поддерживает стабильность горени путем теплового излучени и плавное понижение температуры со скоростью 50-1500° С/с до 900-1000° С. Применение катализатора позвол ет поддерживать температуру горени в пределах 1200-1600° С с достижением высокой теплонапр л енности, а значительна поверхность контакта продуктов горени с катализатором обеспечивает плавное снижение темлературы до 900-1000° С на выхоле из печи. Наличие высокотемпературного процесса горени и плавного нонижеБи температуры способствз ет снижению Остаточных концентраций углеводородных .газов, полной рекомбинации продуктов сжигани газов. В качестве катализатора может быть использован огнеупорный материал :В виде гранул, колец и т. д. типа (КОрунда, бакора, муллита и т. д. После печи газ проходит через трубчатый вод ной холодильник, где осуществл етс процесс охлаждени и выделени конденсата. Из холодильника газ с температу .рой не выще 30° С подают в один из двух адсорберов, заполненных цеолитом. Адсорберы работают лопеременно в режиме адсорбции и низкотемпературной неполной регенерации. Режим неполной низкотемпературной регенерации включает в себ продуВКу газа, «е содержащего двуокиси углерода и паров воды, при температуре 20-150° С в калорифере, в количестве 10-50% от производительности устанавк И и при давлении 10-20% от давлени адсорбции с последующим вакуумированием адсорбера с помощью вакуумнасоса. благодар низким температурам регенерации повышаетс срок службы адсорбента , глубина очистки газа от двуокиси углерода и паров воды, существенно снижаютс энергозатраты. Защитна атмосфера, полученна предлагаемым способом, может иметь следующий химический состав, %: Водород 0,5-15 Углекислый газ не более 0,01 Окись углерода не более 0,005 Вод ной пар не более 0,002 (температура регенерацни менее 60° С). Формула изобретени 1.Способ получени экзотермической защитной атмосферы, включающий высокотемпературное сжигание углеводородных газов, охлаждение продуктов сжигани , каталитическую обработку их, очистку от двуокиси углерода и паров воды, отличающийс тем, что, с целью снижени -содер;кани вредных прнмесей в целевом продукте, каталитическую обработку продуктов сжигани ведут с одновременным охлаждением со скоростью 50-1500° С/с до 900-1000° С. 2.Способно п. 1, отличающийс тем, что высокотемпературное сжигание углеводородных газов осуществл ют при 1200-1600° С. 3.Способ по п. 1, от л-и ч а ю щ и и с тем, что очистку газов от двуокиси углерода и паров воды ведзт путем адсорбции с использованием адсорбционной емкости, 25-50%, а десорбцию газов осуществл ют при 20-150° С и давлении, составл ющем 10-20% от давлени процесса адсорбции. Р1сточники информации, прин тые во внимание при экспертизе: 1.Авторское свидетельство СССР № 461594, кл. С 01 В 2/16, 1972.
2.Авторское свидетельство СССР № 307657, кл. С 21 D 1/74, 1969.