ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Очистка газообразного водорода от примесей из "Получение жидкого водорода" В зависимости от способа получения газообразного водорода в нем могут содержаться различные примеси газообразные (Ог, N2, СН4, СО, Аг, СО2) и в виде капель или паров (масло и вода). Очистка водорода является важной составной частью процесса получения жидкого водорода. Все примеси, кроме гелия, становятся твердыми при температуре ожижения водорода. Они могут частично или полностью забивать теплообменную аппаратуру, вентили, задвижки и т. д. и, кроме того, отлагаясь на внутренней поверхности трубок теплообменников, уменьшают коэффициент теплопередачи. [c.54] Особую опасность представляет попадание твердых примесей в детандер или турбодетандер в этом случае может произойти заклинивание поршня детандера или блокировка сопел турбин и вывод их из строя. [c.54] Наличие твердого кислорода в водороде может привести к взрыву. [c.54] Наиболее чистым является электролизный водород, используемый, как правило, в ожижителях малой и средней производительности. В крупных ожижителях используют газообразный водород, получаемый конверсией метана и других углеводородных газов (см. гл. II). [c.54] В соответствии с ГОСТ 3022—61 на технический газообразный водород предусматривается выпуск его трех марок — А, Б и В, получаемых соответственно А —электролизом воды, Б — железопаровым способом, В электролизом хлористых солей, конверсией метана и других углеводородных газов. [c.54] Допустимое содержание примесей в техническом водороде указанных марок приводится в табл. 6. [c.54] Общее содержание примесей в водороде, поступающем на ожижение, может достигать 1—2 объемн. %, из них основными являются СН4, N2 и СО. [c.55] Необходимость очистки ожижаемого водорода от примесей может быть показана на следующем примере. [c.55] Если в газообразном водороде содержится примерно 0,5 объемн. % N2 и коэффициент ожижения равен 25%, то при получении 1 л жидкого водорода (для этого необходимо пропустить через установку 3,14 л газообразного Нг) выпадает около 20 г твердого N2. При ожижении 10 л Нг в установке может накопиться 100—200 сл твердых примесей [77]. Этого количества достаточно, чтобы забились небольшие сечения трубок теплообменников и вентилей. [c.55] Очистка газообразного водорода от примесей может проводиться химическим способом, методом глубокого охлаждения, фильтрацией или адсорбцией [27]. [c.55] Применяется также адсорбция кислорода активированным углем или силикагелем [5, 88, 89]. [c.56] Очистка водорода от паров воды может проводиться путем ее вымораживания в теплообменниках [5], поглощением окисью алюминия при 4—5°С или силикагелем, возможно также применение химических поглотителей (ЫаОН, КОН) [1, 27]. [c.56] Для очистки от масла, попадающего в водород при его сжатии в компрессоре, применяются маслоотделители, входящие в систему компрессорной установки (удаление капель масла), или угольные адсорберы (удаление паров масла). Для этой цели можно также использовать фильтры из стекловолокна [1]. [c.56] Выбор способа очистки водорода от азота зависит от содержания последнего в ожижаемом водороде. Азот можно удалять из водорода вымораживанием (при содержании его до 2,5%) в реверсивных или переключающихся теплообменниках, а также адсорбцией на активированном угле или силикагеле. [c.56] В реверсивных теплообменниках автоматически действующие вентили периодически переключают газовые потоки так, что выпадающие на насадке твердые загрязнения уносятся потоком газа низкого давления, покидающего установку. В переключающихся теплообменниках удаление осадков осуществляется подогретым газом. [c.56] При применении реверсивных теплообменников возможен значительный унос твердых частиц азота в холодную часть теплообменника, где эти частицы в дальнейшем не могут быть испарены полностью при обратном ходе газа, что приводит к забивке теплообменника [5]. Твердые частицы легко отфильтровываются, если на клапанах холодного конца теплообменника установить фильтры. Повышение числа Рейнольдса газового потока также улучшает условия осаждения частиц. [c.56] Чаще всего для очистки водорода от азота, а также от кислорода, аргона и окиси углерода используют адсорбционные методы. При низких температурах адсорбенты имеют высокую поглотительную способность по отношению к этим примесям. Обычно адсорбцию ведут при температуре примерно 80 °К (охлаждение жидким азотом). В качестве адсорбентов используют активированный уголь или силикагель [5, 24]. [c.57] Поглотительная способность активированного угля по отношению к N2, О2, Аг и СО при 80 °К выражается величиной примерно 200 см газа на 1 г адсорбента. Адсорбционная способность активированного угля на единицу массы выше, чем силикагеля [5, 24]. [c.57] Уо — концентрация азота в очищаемом газе (объемные доли). [c.58] Вернуться к основной статье