ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Дуговые печи для окисления азота воздуха из "Химическая электротермия" Промышленные дуговые печи, применявшиеся в производстве связанного азота, достигли весьма высокой степени технического совершенства. Характерным для всех этих печей является наличие мощных стабильных электрических дуг, весь объем которых полностью используется для окисления азота воздуха, проходящего через печь. С этой целью площадь дуги увеличивается искусственно раздуванием ее за пределы разрядного промежутка действием электромагнитного поля (или тока газа), а также растягиванием ее в длину, чтобы предотвратить слишком быстрое прогорание электродов. Оказалось целесообразным применение непрерывно передвигающихся или попеременно затухающих и зажигающихся дуг. Работа дуги в повторно-кратковременном режиме обеспечивает дополнительное охлаждение материала электродов сверх обычного их охлаждения проточной водой. [c.386] Кроме того, условием, необходимым для работы дуговой печи, через которую с огромной скоростью продувается струя воздуха, является, как уже сказано выше, стабилизация режима горения дуг. С этой целью в электрическую цепь печи вводят необходимые индуктивные сопротивления (реактивные или дроссельные катушки), обеспечивающие, во-первых, понижение напряжения на дуге в момент понижения ее сопротивления для ограничения силы проходящего через дугу тока и, во-вторых, подачу нужного высокого напряжения в момент зажигания дуги, когда сопротивление ее весьма велико. [c.386] Создание длинных газовых разрядных промежутков также при известных условиях является выгодным с точки зрения стабилизации горения дуги. [c.386] Весьма существенным является также конструктивное обеспечение аэродинамически выгодных условий движения газа в печи, т. е. возможности мгновенного вывода его из зоны реакции для закалки. [c.386] Из числа печей с вращающейся дугой наибольший интерес представляет система, принцип действия которой изображен на рис. 14, а схема печи—на рис. 15. [c.388] Как видно из рис. 14, дуга, зажигаемая между внутренним электродом 1 и внешним 2, приводится во вращение (как показано на рис. [c.388] На рис. 15 12 — внутренний электрод, 13 — суженный край внешнего электрода, 3 — ввод воздуха, 4 и 5 — вывод газа (воздух и N0), 7 и 5 — трубы водяного охлаждения, 10 — катушка электромагнита. Коническая форма внутреннего электрода облегчает установку его на нужной высоте. Дуга 1, возникшая в наиболее узком месте между электродами 12 и 13, током воздуха поднимается вверх и в дальнейшем горит в виде выгнутого вверх вращающегося кольца, как это изображено на рис. 15. Мощность таких печей доходила до 1000 кет. Напряжение на печи 8000 в. Выход НЫОз — до 50 г квт-ч. [c.389] Печи с дугой, раздуваемой током газа, представляют собой чрезвычайно остроумные и простые конструкции. Принцип работы такой печи виден на рис. 16. Между охлаждаемыми водой стальными электродами, имеющими форму рогов дугового разрядника, в точке наибольшего сближения электродов (между ножами электродов) зажигается дуга, которая током подаваемого снизу воздуха вытягивается кверху и горит в плоскости электродов, все время перемещаясь вверх до тех пор, лока струя газа не разорвет ее. После затухания одной дуги процесс зажигания следующей дуги и дальнейшего движения ее вверх повторяется вновь. [c.389] Осциллограммы тока и напряжения дуги изображены на рис. 17, причем точки Л и Г соответствуют моментам затухания дуг, Б и В — моментам зажигания их, участок ВГ соответствует рабочему режиму дуги. Глаз воспринимает эту смену процессов в виде ослепительно яркой веерообразной поверхности пламени, причем пламя достигает высоты до 1 м. [c.389] Схема устройства печи с дугой, раздуваемой током газа, изображена на рис. 18 1,1 — электроды (выдерживают до 200 час. работы), 2,2 — вспомогательные электроды для зажигания (ножи), отстоящие друг от друга на 3 м.ш (выдерживают 20 час. работы), 3 — сопло для вдувания воздуха, 4—отвод газов. [c.389] Осциллограмма напряжения и тока для дуги, раздуваемой током У газа, напряжение I—ток. [c.389] Рабочее напряжение на дуге—до 2500 в в некоторых конструкциях печей для зажигания дуги применялась вспомогательная цепь с напряжением 5000 в. В каждой печи размещены по две параллельно включенных дуги мощностью 250 кет каждая. Вообще же применялись печи мощностью до 1500 кет. os (р печи 0,6—0,7. Содержание N0 в отходящем газе 0,8—1,0%. Температура ггоследнего около 1000°, выход по энергии до бО г НМОз на квт-ч. [c.389] Внешний диаметр таких печей не превышал 1 л, а мощность их достигала 1000 кет. Напряжение около 4000 в. Температура отходящих газов, после охлаждения ими тока входящего воздуха,, равна 800°. Концентрация N0 достигает 1,8% д 2,0% при выходе по энергии до 70г НКОз н квт-ч. Ч- Со59 от 0,65 до 0,7. [c.390] На ТОМ же принципе вихревого потока воздуха основана конструкция трехфазных печей, схема устройства которых показана на рис. 20. Спиральная струя входящего воздуха создается при помощи тангенциально расположенных патрубков. Выход отходящих газов происходит через отверстие в центре печи, по узкой охлаждаемой водой трубке ( капилляру ), что обеспечивает хорошую закалку продукта реакции. Печи мощностью до 3500 кет имеют диаметр до 4 ж и высоту 2—3 м. Путем повышения содержания кислорода во вдуваемом воздухе до 50% можно повысить концентрацию N0 в отходящих газах до 3%. [c.390] Сводка сравнительных данных, характеризующих различные методы окисления азота воздуха, приведена в табл. 4. [c.391] Обычно В первых 2-х—3-х башнях получается 30%-ная азотная кислота. Остающиеся непоглощенными нитрозные газы (до 20%) поглощаются в башнях раствором НаОН или известкового молока в результате в последних получаются по преимуществу азотнокислые соли. [c.391] Азотная кислота, далее, либо подвергается концентрированию, либо идет на получение норвежской селитры [Са(МОз)2, применяемой в качестве удобрения. [c.391] Вернуться к основной статье