Н.С. Зефиров - Химическая энциклопедия, том 1 (1110090), страница 280
Текст из файла (страница 280)
м'), недостаток — сравнительно малая надежность уплотнит. элемента. В СССР гл. обр. примеишот шаровые Г. объемом 600 мз для хранения воздуха н благородных газов под давл. 0,8 МПа. Достоинства: простота конструкции и обслуживания; недостаток: ограниченность объема хранимого газа из-за повыш. давления.
Шаровые Г. используют в целях создания аварийных запасов газов: воздуха для систем КИП и автоматики, азота для систем пожаротушения, воздуха и азота для продувки технол. аппаратов н др. Лила: Веревкин Ц И„Кор агин В.л„гезговалереа М., 8966; Веров. кнн С И Рлавскнв Е. Л, Повмнмннс налснностн гемрвуврол газголало р„н * оьоруломмнл М„этна А. К.
Улсднмса ГАЗИФИКАЦИЯ НЕФТЯНЫХ ОСТАТКОВ, превраш. мазута, гудрона или тяжелых остатков от вторичных процессов нефтепереработки (крекинг, риформннг и др.) в горючий газ, оси. компоиеитамн к-рого являются СО и Н,. Процесс осуществляется при 1230-!480'С под давлением подаваемого окислителя-воздуха, паровоздушной (обогащенной Оз) или парокислородной смеси. Горючий газ образуется при недостатке кислорода в автотермич. условиях. При этом необходимое тепло подводится за счет экзотермич. Р.ций газификации с образованием оксидов углерода. Состав и выход газа, напр. при парокислородной Г.
н. о., определяются из условий равновесия конверсии СН4 и СО: СН4 + 0,5Оз СО + 2Нз + 34 МДж СН4 + НзО = СО + ЗН, — 210 МДж СО + Н О = СО 9 Н + 44МДж Сера, содержащаяся в сырье, превращается в Нзб (903г), СОВ (7;4), Сбз (23г); ок. 1% Б остается в саже. Азот нефтяных остатков переходит в Хз, ХН,, ХО и циан, кислорол превращается в Н,О, СО, и СО. Целевые продукты Г.н.о. могут быть самыми разными, но во всех случаях технол. схема включает след, процессы: нагрев сырья и смешение его с окислителем; собственно газификацию (сгорание нефтяных остатков) в реакторе-цилиидрич.
аппарате, футерованном высокоглиноземистым огнеупорным материалом; охлаждение газа в котле-утили- заторе (газоохладителе); очистку от сажи и др. прнмесея. Наиб. распространена в иром-сти Г,и.о. парокислородной смесью под давл. 6-10 МПа с целью получения сингиеэгаза. Мощность газификациониых установок-до 800 т перерабатываемых нефтяных остатков в год.
Образовавшийся синтез-газ очищают от мех. примесей (сажа м. б. ВозВращена в реактор) и сернистых соединений. Состав синтез- газа (/ по объему): 43-47 СО, 42-45 Н„4-6 СОз, 2 — 5 Х,. Расход (на 1 кг сыгэья): Оз 0,75-0,85 мз, адара 0,4-0,5 кг. Выход газа 2,8-3,0 м на 1 кг нефтяных остатков. Для получения техн.
Н, синтез-газ подвергают каталитич. конверсии с водяным йаром. Образовавшийся газ тщательно очищают от оксидов углерода. Состав газа (;г по 877 Ю' ГАЗИФИКАЦИЯ 451 объему): 97,0 — 97,5 Нз, 1,8-2,0 СН4, 0,7 — 0,8 Х, до 0,02 СО, до 0,005 СОз. Расход сырья 4,2 — 4,5 т на 1 т Н,. При произве газа для синтеза ХН, необходимое соотношение Хз: Н, достигается промывкой газа:кидким Х, с одновревгейной очисткой от сернистых саед. СО и СО, или добавлением Х к техн. Н.
При Г.н.о. воздухом или обогащенной О, паровоздушной смесью, расход к-рых соотв. составляет 4,8-5,0 и 2,0 — 2,2 м' на ! кг сырья, образуется газ, используемый в металлургии (т. наз. восстановительный газ), а после очистки от сажи, сернистых саед, и частично от СОз — как топливо (отопительный, или онер гетн ческйй, газ) с теплотой сгорания ок.
8000 кДж/м'. Примерный состав газа (% по объему): воздушной газификации — 21-22 СО, !5-18 Й„2,5-4,0 СО„56 — 59 Х; паровоздушиой газификации — 33 — 36 СО, 29 — 31 Н, 3,0-4,5 СО„ 30-3! Х,. Л мг Рванее И. И, Волков А. А., Пронзаолство гам нз мнлкнк тослнв ллк сннтеза аммиака н снирто, М., 1968, Пронзволство волорола снн сз-газа н знергетнееского газа, М„!88! НЛ Крист ГАЗИФИКАЦИЯ ТВЕРДЫХ ТОПЛИВ, превращ. твердых топлив (углей, торфа, сланцев) в горючий газ, состоящий гл. обр. из СО и Н, при высокой т-ре в присут. окислителя (газифицируюшего агента).
Проводится в газогенераторах (поэтому получаемые газы наз. геперагорными). Газификацию твердых топлив (Г.) можно рассматривать как неполное окисление углерода. Наиб. часто окислителями служат О, (р-ция !), СОз (2) и валяной пар (3): С + 0,5Оз -с СО С+ СО 2СО АН вЂ” 109,4 кДж/моль (1) АН Р 172,5 кДж/моль (2) С + Н О вЂ” СО + Н АН4 131,4 кДж/моль (3) Наряду с основными р-циями осуществляются следующие: С+О, СО, АН вЂ” 284,3 кДж/моль (4) АН вЂ” 4'1,1 кДж/моль (5) АН + 74,8 кДж/моль (6) АН вЂ” 206,2 кДж/моль (7) СО + НзО -г СОз + Нз С ! 2Нз -г СН4 СО + 3НЗ -с СН4 + Н,О СО + На 05СН4 + !/2СОз АН вЂ” 123,8 ВДж/моль (8) 878 Т.
обре прямой продукт Г. (». наз. сырой газ) всегда содержит нек-рые кол-ва СОз, Н,О, СН, н, кроме того, иногда и высших углеводородов, а при йспользованни воздуха-еше и Х,. Из-за наличия в угле гетероатомов, прежде всего Б и Х, образуются Н В н ХО,. Скорость р-ций неполного окисления твердых топлив существенно зависит от т-ры, к-рая при отсутствии катализатора должна быть выше 800-900'С При окислении твердого топлива чистым О, в адиабатном режиме т-ра была бы слишком высокой, поэтому в кач-ве газнфицируюшего агента (дутья) обычно используют воздух, парокисэоролиую илн паровоздушную смесь, Изменяя состав дутья (в частности, соотношение водяного пара н О,) и его начальную т-ру с учетом потерь тепла в самом газогенераторе, можно обеспечить желаемую т-ру, к-рую, как и лавзение, устанавливают обычно исходя нз технол.
соображений (в зависимости от способа удадения шлаков и т.л.). С ростом давления в продуктах Г. увеличивается концентрация СН4. В сдучае парокислородной Г. при низких давлениях после конденсации водяных паров получают сухой газ (его часто иаз. синтез-газом), к-рый состоит. в осн,из смеси СО и Н, и имеет теплоту сгорания 11-12 МДж/м'. При воздушйой нли паровоздушной Г. образовавшийся газ содержит много Х, и имеет теплоту сгорания ок. 4 МДВ/агэ. Он служит топливом в котлах злекгростанпий, технол. топках, 452 ГАЗИФИКАЦИЯ отопит. котельных установках; транспортировка его на большие расстояния нерентабельна. Термодинамика процессов Г. хорошо изучена, что позволяет рассчитывать состав продуктов исходя из состава угля и условий процесса.
Кинетич, параметры Г. можно вычисдить только приблихгенно с использованием эмпирич. характеристик и коэффициентов. Такие расчеты показали, что состав получаемого газа зависит от геометрии газогенератора и режима процесса В иром-сти используются газогенераторы трех осн, типов, различающиеся характером взаимод. твердого топлива с лутьем. Интенсивность процессов в газогенераторе оценивается уд. расходом газифицируемого топлива, или его расходом на единицу площади аппарата в единицу времени. В газогенераторе типа Дурги медленно опускающийся слой кусков твердого топлива размером 5-30 мм продувают снизу парокислородной смесью под давл. ок. 3 МПа. По высоте слоя образуется песк. зон с разл.
т-рами: наиб. т-ра в ни!к. части слоя (однако она не должна превышать т-ру плавления золы); далее т-ра уменьшается вследствие эндотермич. Р.ций (2) и (3). При т-ре ниуке 800-900'С Г. прекращается, и в верх. части слоя преобладает лолукоксоваине, поэтому продукты Г. содерзкат смолы, фенолы и др !Рва, к-рые удаляются при очистке. Уд. расход газифицируемого топлива достигает 24 т/(мз ч). Макс.
днам, большинства существующих аппаратов 4 м. При увеличении днам. до 5 м расход угля составляет 40 тДмл ч), производительность газогенератора 1О' м'/ч. Сухой газ, получаемый из бурого угля в этом газогенераторе, обычно содерукит (;г; по объему): Н,— 39, СО-20, СН„и др. углеводородов-11, СО,-30. Недостатки газогенератора-вероятность спекания угля в слое, загрязнение газа продуктами полукоксования и, кроме того, невозможность использования мелких кусков топлива. В газогенераторе типа Кон перс-Тотцек Г.
подвергают угольную пыль с размером частиц <!00 мкм, к-рая перемешается в одном направлении с парокислородной смесью (соотношение Оз: пар от 50: 1 до 20: 1) Угольную пыль смешивают с паром и О, в устройстве типа горелки и при атм, давлении подают в реакц. объем, На один газогенератор устанавливают 2 или 4 горелки. Большое содержание О в дутье обеспечивает высокую т-ру пропесса (1400-1800'С) и жидкое шлакоулаление. Стенки аппарата внутри футерованы огнеупорными материалами, На выходе шлак гранулируется водой. Сухой гаэ, получаемый из бурого угля в этом газогенераторе, содержит [;,' по объему); Н -29, СО-56, СН вЂ” <О,1, СΠ— 12.
Теплота сгорания газа 11,0 — 11,7 МДж/м'. Макс. производительность газогенератора (25 — 50). 1О' м'/ч. Достоинства: возможность Г. любых топлив, включая шламы и отходы обогащения угля, отсутствие в газе продуктов полукоксования; недостатки: затраты энергии на тонкий помол и сушку топлива, большой расход О,. В газогенераторе типа Винклера кипящий слой мелкозернистого топлива с частицами размером 2 — 1О мм продувают парокислоролной смесью при атм, давлении. Т-ру в кипящем слое (900 — 950'С) выбирают так, чтобы зола удалялась в твердом виде.
При этом крупные частицы золы выводятся через ииж, часть аппарата, а мелкие-с газом. Уд, расход газифицируемого топлива благодаря интенсивному тепло- и массообмену достигает 2,5-3,0 т/(мт.ч). Сухой газ, получаемый из бурого угля в этом газогенераторе, содерзкит (огг по объему): Н,— 39, СО-35, СН4-1,8, СО -22. Недостатки газогенератора: необходимость сортировки топлива и использования циклонов и систем рециркуляции, т. к, большое кол-во непрореагировавшего топлива уносится с газом. Наряду с усовершенствованием описанных типов газогенераторов, заключающемся, в частности, в применении повыш.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
