ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Котлы-утилизаторы из "Производство водорода в нефтеперерабатывающей промышленности" Вариант преобразования газа в водород, разработанный фирмой Shell (Англия, Голландия), состоит в охлаждении газа в котле-. [c.155] Установка для производства водорода должна быть оборудована установкой для производства кислорода методом глубокого охлаждения воздуха и последующ им его фракционированием. Установки для производства кислорода могут быть различной мощности (они описаны в литературе [25] и здесь не рассматриваются). На получение 1м О2 затрачивается 2,16—2,88 МДж энергии для привода воздушных компрессоров. В случае применения паровых турбин для компрессоров эта установка может быть по пару связана с установкой для производства водорода, как показано на рис. 59. В турбину подают пар высоких параметров с установки для производства Но, и часть его после турбины отбирают с давлением 3,5 МПа, направляя на конверсию. Такие связи хотя и позволяют экономить топливо, затрудняют эксплуатацию. [c.156] Современные установки для производства О 2 имеют самостоятельное снабжение электроэнергией или паром. На установке получается 95—98%-ный кислород при давлении, близком к атмосферному. Его сжимают в турбокомпрессоре до давления на 0,5—1,0 МПа выше давления в газогенераторе, т. е. до 3,5—4,0 МПа. Кислородные турбокомпрессоры [25] — сложные, хо я и компактные машины трудность их конструирования обусловлена опасностью загорания сталей и смазок в среде кислорода. [c.156] В процессе фракционирования воздуха наряду с кислородом получается азот, аргон, криптон и ксенон. Криптон и ксенон находят квалифицированный сбыт, но выделяются они не всегда. Аргон в значительной части переходит в кислород. Азот можно частично использовать на НПЗ как инертный газ. Количество полученного азота, однако, значительно больше его потребности, поэтому избыток азота выбрасывают в атмосферу. [c.156] Сжатый кислород передают на установку для производства водорода по стальным трубопроводам с бронзовой арматурой. Иногда перед подачей в газогенератор кислород подогревают до 200—300 °С, что позволяет сократить расход О 2 на газификацию. Подогрев кислорода в трубчатых печах с огневым обогревом применяется редко, так как возможен перегрев труб и их загорание. Чаще кислород подогревают с помощью водяного пара в теплообменниках. [c.156] К горелке газогенератора вместе с кислородом подводят водяной пар, перегретый до 300—600 °С, и нефтяные остатки, которые нагревают до такой температуры, чтобы их можно было подать насосом (вязкость 5—8 °ВУ) и распыливать в форсунках (вязкость 2—3 °ВУ). Как правило, эта температура лежит в пределах 90—200 °С. Иногда сырье нагревают и до 300 °С или переводят его горячим непосредственно с нефтеперерабатывающей установки. Сырье подогревают чаще перегретым паром, огневые подогреватели практически не применяют (условия хранения, нагревания, перекачивания мазута п других нефтяных остатков описаны в [26, с. 83]). [c.156] Количества насыщенного пара с давлением 4—15 МПа, полученного в котле-утплизаторе, недостаточно для нужд установки производства водорода, поэтому пар дополнительно получают из центральной котельной или производят на установке. В последнем случае устанавливают паровой котел с пароперегревателем, а при получении пара со стороны ограничиваются только пароперегревателем. [c.158] Очищенный от сажи и золы газ поступает на очистку от сероводорода и значительной части двуокиси углерода водным раствором диэтаноламина. Остаточное содержание в газе сероокиси углерода и сероводорода после очистки составляет 600 и 20—30 мг/м соответственно. Для полного удаления сернистых соединений предусматривается тонкая очистка газа. [c.158] Газ после реактора охлаждается вначале в теплообменнике, затем в холодильнике и очищается в скруббере раствором диэтаноламина от образовавшегося сероводорода. Таким образом еще не удается полностью освободиться от сернистых соединений, поэтому газ снова нагревают до 400 °С в огневом подогревателе и подают в аппарат, загруженный поглотителем на основе окиси цинка. Известны установки, в которых доочистка газа производится перед низкотемпературной конверсией, однако такая схема менее приемлема. [c.158] К горячему газу после очистки, содержащему не более 1 мг/м сернистых соединений, добавляют перегретый до 500 °С пар при давлении 3,5 МПа. Парогазовая смесь поступает в реактор среднетемпературной каталитической конверсии окиси углерода. После реактора газ с температурой 450—470 °С охлаждается до 230— 260 °С за счет впрыскивания конденсата или в котле-утилизаторе. В реакторе низкотемпературной конверсии СО перед катализатором конверсии располагают слой отработанного катализатора или поглотителя на основе окиси цинка для контрольной очистки от сероводорода. [c.158] НоЗ и СОг, не содержащей НзЗ, проводят при высоком давлении физическими поглотителями. [c.163] После очистки от этих компонентов в водороде остается окись углерода, от которой газ очищают медноаммиачным раствором. Этот метод требует довольно сложной и громоздкой аппаратуры, поэтому изыскиваются пути его замены метанированием или синтезом на основе окиси углерода. Полученная в процессе очистки окись углерода может быть возвращена в цикл или использована в качестве топлива. [c.163] Специфическим оборудованием установок паро-кислородной газификации нефтяных остатков являются газогенераторы с горе-лочными устройствами, котлы-утилизаторы, скрубберы для очистки таза от сажи и аппараты для гранулирования сажи. [c.164] В последнее время благодаря улучшению качества футеровки и разработке надежных поверхностных термопар, изготавливают-газогенераторы без паро-водяной рубашки. Корпус такого газогенератора снабжают большим числом поверхностных термопар,, сигнализирующих о перегреве любой части корпуса. Для предотвращения коррозии стали температура стенки корпуса должн 1 быть выше точки росы водяных паров внутри газогенератора. Если температура стенки превышает 60—80 °С, корпус покрывают наружной теплоизоляцией. [c.165] Футеровку газогенератора выполняют в несколько слоев. Во внутренней части кладут слой (толщиной не менее чем в один кирпич) из высокоглиноземистого огнеупора, выдерживающего длительно температуру до 1500—1600 °С. В некоторых случаях на особо теплонапряженных участках возле устья факела газификации футеровку выполняют из двуокиси циркония. За высокоглиноземистым кирпичом кладут слой шамотного кирпича, затем теплоизоляционные-материалы [29, с. 121]. [c.165] Форсунки, в которых жидкое топливо распыливается газовой струей, называют пневматическими. Их применяют для газификации жидкого топлива. В пневматических форсунках потеря напора парокислородного дутья составляет от 0,2 до 0,8 МПа, что связано с дополнительной затратой энергии на с катие кислорода. Чтобы снизить расход энергии и в то же время добиться лучшего распыла жидкого топлива, применяют комбинированные пневмомеханические горелки. В них жидкое топливо предварительно поступает в центробежную форсунку, где оно распыляется, затем дополнительно дробится и смешивается с наром и кислородом. [c.166] Устройство горелки в значительной мере может повлиять на форму факела. Диаметр выходного отверстия горелки определяет диаметр факела. Горелка нередко заканчивается диффузором, влия-юш,им на угол раскрытия струи, т. е. в конечном итоге — на диаметр факела. Наконец, при подаче паро-кислородной смеси через тангенциальные щели можно создать условия, обеспечивающие закручивание и дополнительную турбулизацию факела, что также улучшает условия газификации. [c.166] Горелка находится под воздействием излучения факела, имеющего температуру 1500 °С внутри горелки находится смесь кислорода и жидкого топлива. В случае проскока пламени или перегрева корпуса горелка может сгореть в струе кислорода, поэтому большое значение приобретает водяная система охлаждения горелки. Вода должна омывать все участки системы с достаточно большой скоростью так, чтобы не происходило образования пара. Совершенно недопустимо образование паровых пробок, приводящих к перегреву стенок. Пробки могут образовываться в застойных участках, поэтому участки, плохо омываемые водой, в системе охлаждения недопустимы. [c.166] Вернуться к основной статье