ГЕНЕРАТОРЫ ДЛЯ ПРИГОТОВЛЕНИЯ БОГАТОГО ОЧИЩЕННОГО ЭКЗОГАЗА МЕТОДОМ КАТАЛИТИЧЕСКОЙ КОНВЕРСИИ

Генераторы такого типа получили также название эндоэкзогенераторов. Они начали появляться сравнительно недавно и вклю­чают многие элементы как экзо-, так и эндогенераторов. Основные их преимущества — более низкая стоимость производимой атмо­сферы (но сравнению с эндогенератором) и возможность получения защитных атмосфер сразу двух типов.

Как и любой другой, описываемый генератор снабжен узлом приготовления газовоздушной смеси. Эта смесь подается в камеру сжигания, где помещена обогреваемая реторта с катализатором (реактор). Сжигание производится при значении коэффициента избытка воздуха, близком к единице (а ==0,9...0,98), после чего продукты горения направляются в скруббер, заполненный кольцами Рашига или другой насадкой. По насадке сверху вниз стекает вода, подаваемая из душирующего устройства. Газ двигается снизу вверх, охлаждаясь и избавляясь от конденсирующейся влаги. Часть охлажденных и частично осушенных таким образом дымовых газов после скруббера подается в реактор на конверсию. Остальная часть, являющаяся бедным неочищенным экзогазом, поступает непосредственно в печи для химико-термической обработки (напри­мер, для продувки, снижения углеродного потенциала и т. д.) или подвергается более глубокой осушке. До поступления в реактор к дымовым газам подмешивается определенное количество метана. В результате каталитической конверсии метана углекислотой и водяными парами в соответствии с эндотермическими реакциями

образуется атмосфера, состоящая примерно из 17...20 % СО, 20... ...23 % Н2 и 60...63 % N2. Реакция протекает на никелевом катали­заторе (типа ГИАП) при температуре 880...950 °С. Необходимая для протекания реакции теплота передается из камеры сжигания через стенки реторты. Таким образом, в отличие от эндогенераторов в данной конструкции полученные при обогреве реторты дымовые газы не выбрасываются, а используются как технологическое сырье для получения экзогаза (конверсия осуществляется за счет теплоты, выделяемой при приготовлении реагентов). Из реторты продукты реакции поступают в холодильник, где их температура снижается до 50... 100 °С, а затем направляются в печи для химико-термической обработки. Получаемая атмосфера эквивалентна эндогазу, но дешевле, так как для ее приготовления в сумме затрачи­вается меньше тепла. Кроме того, снижение содержания водорода, по сравнению с эндогазом, способствует повышению прочностных характеристик обрабатываемых изделий.

Генератор снабжен сис­темой автоматического регулирования состава атмосферы, осу­ществляемого по содержанию С02 в готовом экзогазе.

Как и в эндогенераторах, в аппаратах данной конструкции вследствие эндотермичности процесса конверсии и необходимости подвода большого количества теплоты целесообразно осуществлять реакцию в кипящем слое катализатора. Для этого реактор снаб­жается газораспределительной решеткой и

заполняется мелкодис­персным сферическим катализатором. Схема такого генератора с кипящим слоем приведена на рис. 3.6.

Камера сжигания располо­жена снаружи реактора, что создает благоприятные условия для его обогрева. Такая схема целесообразна для генераторов произ­водительностью до 120 м3/ч. При большей производительности возникают затруднения с подводом необходимого количества теп­лоты, так как поверхность теплообмена лимитируется размерами реторты. В этом случае целесообразно муфелировать не реактор, а пламя, и сжигание топлива вести в жаропрочных трубах. Производительность таких установок может достигать 300...350 м3/ч.