ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Водяной газ, смешанный газ, синтез-газ из "Основы технологии органических веществ" Водяной газ является основным сырьем для многих крупно-тоннажных синтезов. В качестве обычного средства отопления он слишком дорог, но широко применяется в специальных устройствах, например при сварке, в стекловарении и т. д. [c.86] Для синтезов обычно требуется газ иного состава например, в газе для синтезов по Фишеру—Тропшу и для синтеза метанола соотношение СО должно быть 2 1. Для синтеза МНд и гидрогенизации под высоким давлением требуется чистый водород, не содержащий примесей СО, СО2 и НдЗ. Водяной газ может получаться при воздушном дутье только в циклическом процессе, разделенном на периоды дутья и образования газа (газование). Непрерывный процесс может быть осуществлен при кислородном дутье (чистый О2) и подводом тепла за счет наружного обогрева или ввода предварительно нагретых газов (процесс с рециркуляцией газов). На рис. 25 показана схема установки для получения водяного газа по циклическому процессу. [c.86] Для устранения периодичности производства водяного газа были разработаны процессы с подводом требуемого тепла в зону газификации за счет наружного обогрева ее генераторным газом. Однако для такого косвенного обогрева требуются большие греющие поверхности, вследствие чего газификацию приходится проводить в камерах, соединенных в крупные батареи. [c.87] требуемое для получения водяного газа, можно подводить непосредственно в зону газификации с предварительно нагретым газом, который непрерывно циркулирует и периодически подогревается до температуры около 1300 . [c.87] Особенно экономично также превращение в водяной газ коксового или природного нефтяного газов. Для этого можно конвертировать их водяным паром в системе труб с наружным обогревом или проводить неполное сжигание газов с ограниченным количеством кислорода в присутствии водяного пара. При 1000— 1100° удается осуществить почти полную конверсию метана и других углеводородов в окись углерода и водород одновременно образуется и двуокись углерода. В коксовом газе, подвергнутом такой конверсии путем частичного сжигания с кислородом и водяным паром, содержится около 55% И,,, 16% СО и 23% N3. Процесс проводят в присутствии никелевого катализатора, поэтому исходный газ должен быть тщательно очищен от серы. [c.88] При газификации на парокислородном дутье решающее влияние на стоимость газа оказывают затраты на разделение воздуха. В последнее время достигнуто резкое удешевление процесса Линде, вследствие чего газификация на парокислородном дутье становится более экономичным процессом. О большом значении газификации на парокислородном дутье свидетельствуют многие достижения в промышленных процессах, которые не могут быть рассмотрены в рамках настоящей книги. Ограничимся лишь кратким описанием важнейшего метода газификации измельченного бурого угля в генераторе Винклера. В таком генераторе, например установленном на заводе в Лейна (генератор производительностью 75 ОООл1 /часгаза), газификацию проводят в кипящем слое топлива. В качестве топлива можно применять тонко измельченный бурый уголь, содержащий 6—8% влаги, или мелкий буроугольный кокс (размеры зерен до 6 мм, из них около 50% размером менее 1мм). На рис. 26 показана схема газогенераторной установки Винклера. [c.88] Топливо (сухой кокс или угольная мелочь) загружают в генератор на колосниковую решетку. Через колосниковую решетку поступает газифицирую-щий агент (Оа-гНаО) при 450° со скоростью, достаточной для поддержания топлива во взвешенном состоянии и непрерывном движении. При создании между газифицирующим агентом и топливом высокой относительной скорости реакция протекает быстро, в чем и заключается сущность процесса в кипящем слое. Газ увлекает с собой большое количество пыли (золы), значительная часть которой оседает в котле-утилизаторе, служащем для использования тепла газов (получения пара). Большая часть пыли осаждается в мультициклонах, из которых газ поступает в водяной промыватель Очистка в нескольких небольших последовательно соединенных циклонах более эффективна, чем в одном большом циклоне. Тонкая очистка газа 01 пыли производится в специальном промывателе. Очень тонкая зола удаляется из генератора по охлаждаемому водой рукаву со шнеком, куда она поступает через горизонтальную колосниковую решетку. [c.88] Метод газификации в кипящем слое позволяет применять различные виды топлива и газифицирующие агенты и изменять режим процесса в требуемом направлении. По этому методу можно получать водяной газ для синтеза горючих веществ и метанола. [c.89] Разработан также ряд методов газификации пыли. По одному из них газификацию проводят в нисходящем потоке, по другому, особенно экономичному в теплотехническом отношении, но очень сложному в эксплуатации, применяется рециркуляция газа, периодически поступающего в регенератор для подогрева. [c.89] Особенно перспективным процессом является, по-видимому, газификация пылевидного топлива по методу Копперса—Тотцека, осуществляемая в двух камерах (башнях). [c.89] В первой башне находится несколько реакционных камер, расположенных одна над другой. В наклонных перегородках камер имеются проходы для газа, смещенные друг относительно друга. Проходящий через них газифицирующий агент непрерывно поднимает и поддерживает в движении спускающиеся вниз частицы угля до полной их газификации. Для завершения реакции газы пропускают сверху вниз через вторую башню, в которой не имеется никаких специальных устройств. Газифицирующий агент (смесь кислорсда и пара), подогретый в регенераторе, поступает вместе с буроугольной пылью в башню, где происходит газификация. Ко второй башне присоединены коксовый фильтр для улавливания взвешенных частиц, регенератор, котел-утилизатор и обычные промывные и очистные устройства. [c.89] Следует упомянуть еще генераторы с выпуском жидкого шлака, в которых отсутствуют колосниковые решетки, а газифицирующий агент поступает в слой топлива над шлаком и золой зола при этом не охлаждается и выводится из генератора при высокой температуре (1700°) в виде жидкого шлака (как в доменной печи). [c.90] Газификация под давлением при помощи кислорода и водяного пара (по Лурги) была с успехом осуществлена и внедрена в промышленность более 15 лет тому назад. Как известно, протекание реакции С+2Н2 СН +21,75 ккал зависит от давления повышение давления способствует образованию метана и многоатомных газов (СОа и НаО). Кроме того, повышение давления, т. е. уменьшение объема, позволяет уменьшить размеры реакционного пространства и одновременно увеличить продолжительность реакции, что, в свою очередь, дает возможность увеличить нагрузку газогенератора (количество топлива, сжигаемого на 1 решетки.— Прим. ред.). Расход кислорода составляет лишь 50—60 от количества, потребляемого при газификации под атмосферным давлением. Поскольку получается уже сжатый газ, газогенератор можно непосредственно присоединять к аппарату для промывки газа под давлением (для удаления Oj и HjS). Получаемый газ без предварительного сжатия можно подавать в сеть дальнего газоснабжения. На рис. 27 приведена схема установки для получения газа под давлением. [c.90] Газогенератор (для газификации под давлением на парокислородном дутье) представляет собой аппарат, снабженный рубашкой и футерованный изнутри огнеупорным материалом. Стенки генератора охлаждаются снаружи водой, испаряющейся под Давлением. Таким образом, газогенератор одновременно выполняет функцию генератора пара его внутренние стенки не испытывают значительных напряжений (так как давление создается и внутри аппарата и во внешней паровой рубашке.—Прим. ред.). [c.90] Предварительно подсушенное топливо—бурый уголь (размеры кусков 2— 0 мм), буроугольные брикеты или полукокс (размеры кусков 2—25 мм)-подводится в генератор через герметичный шлюзовой затвор. Через такой же затвор снизу удаляется шлак, который остается в порошкообразном состоянии благодаря охлаждению его паром. Газифицирующим агентом служит 95%-ный кислород, подаваемый под давлением 22—2ianiu, и водяной пар, которые совместно нагреваются в перегревателе до 480—500° и поступают в генератор через полую ось вращающейся колосниковой решетки. Газ, выходящий из аппарата при 250 —350°, охлаждается вначале до 160—170° путем распыления в нем воды, после чего в нескольких последовательно соединенных холодильниках из газа конденсируется смола, масла и вода. [c.90] Возможны различные варианты этого метода, позволяющие получать синтез-газ разного состава (соотношение СО Н. составляет от 1 2 до 1 4,5) или высококалорийный городской газ с теплотворной способностью 4500 к/сол/нж . Выход смолы составляет 70—80% от количества, полученного в лабораторных условиях. Получаемый бензин обладает высокими антидетонацион-ными свойствами. Кокс не образуется, так как происходит полная газификация его. В будущем этот метод может найти очень широкое применение. [c.92] Этот экзотермический процесс протекает почти до конца при 500° над активированной массой окиси железа, служащей катализатором. Конверсию проводят в так называемых конверторах, представляющих собой цилиндрические башни. В верхней части конвертора на ситчатых тарелках лежит кусковой катализатор, в нижней части расположены теплообменники, в которых тепло, образующееся в процессе конверсии, передается поступающему в аппарат газу. После конверсии газ охлаждается в водяном холодильнике и поступает на очистку от двуокиси углерода. [c.92] Для очистки от СО.2 применяются три способа промывка водой под давлением, промывка щелочью, промывка растворами органических поглотителей (например, триэтаноламином или алк-ацидная промывка). Промывка водой под давлением особенно экономична, если газ применяется далее в сжатом состоянии. [c.92] Вернуться к основной статье