Экзотермические атмосферы.

 

 Они получаются в результате неполного сжи га ния природного или других промышленных газов с коэффициентом р асх о да воздуха α = 0, 6...0, 9. Реакции 6.20 и 6.21 отражают процесс сжигания. Нужно отметить, что всегда имеют ме­сто обе реакции, но при различных α преобладает та или иная реакция:

при α =0, 6...0, 7 преобладает реакция

 

СН₄ + О₂ = СО + Н₂ + Н₂О                           (6.20)

 

а при α =0, 8…0, 9 преобладает реакция

 

СН₄ + 2О₂ = СО₂ + 2Н₂О                              (6.21)

 

Технологические схемы приготовления экзотермических атмосфер и их со­ ставы приведены на рис. 6.9.

Установка для приготовления зкзогаза работает следующим образом: ис­ходный газ и необходимый для его сжигания воздух подаются в смеситель 1, где интенсивно перемешиваются в заданной пропорции α. Затем газовоздушная смесь поступает через пламегаситель в камеру экзогенератора 2. где газ сжига­ется по реакциям (6.20) и (6.21) при температуре 900... 1000 °С в присутствии шамотно-никелевого катализатора. Продукты сжигания из газогенератора на­правляются в водяной холодильник 3, в котором охлаждаются до комнатной температуры (точка росы равна 20°С). Осушка продуктов сжигания, происхо­дящая при охлаждении, способствует повышению восстановительных свойств атмосферы.

По описанной схеме получается необработанный экзогаз (богатый и бед­ный), который обозначается ПС.

Однако рассмотренная атмосфера используется лишь при безокислительном нагреве неответственных деталей из малоуглеродистых сталей и при высоком отпуске вследствие трех основных недостатков:

- при t> Aс1 она обезуглероживает сталь до феррита;

- в температурном интервале 200...500 °С она окисляет железо;

- в области температур 400...700 °С в результате протекания реакции диссо­циации СО выпадает сажа.

Поэтому два повышения восстановительных свойств атмосферу дополни­тельно осушают в фреоновом холодильнике 4. Получаемая атмосфера обозна­чается ПСС и называется экзогаз осушенный (богатый и бедный). Данную ат­мосферу используют для безокислительного нагрева стальных изделий во всем интервале температур.

Для еще более глубокой осушки атмосферы предусмотрен адсорбер 5 (осушка до точки росы -40 °С).

Чтобы избежать обезуглероживания сталей, одной осушки недостаточно - необходима очистка атмосферы от CO₂. Тогда установка для получения очи­щенного экзогаза работает следующим образом: газ и воздух также перемеши­ваются в смесителе 1, сжигаются в экзогенеряторе 2, затем продукты сжигания охлаждаются до комнатной температуры в водяном холодильнике 3, преходят очистку oт CO₂ этаноламинами в абсорбере 6 и осушаются сначала в фреоновом холодильнике 4 до+4 °С и окончательно в адсорбере 5 до точки росы -40 °С.

 

 

Рис.6.9. Схемы получения экзотермических атмосфер:

1 – камера смешения с пламегасителем

2 – экзогенератор

3 – водяной холодильник

4 – фреоновый холодильник

5 – адсорбер

6 – мокрая очистка от СО₂

7 – очистка и осушка цеолитами

8 – конвертер СО

Г – газ, В – воздух, П – пар.

 

Газ также может проходить очистку и осушку по несколько иной схеме: по­сле экзогенератора 2 газ поступает в водяной холодильник 3, далее в фреоно­вый холодильник 4. После осушки до +2 °С атмосфера проходит очистку от СО₂ и Н₂0 в молекулярных ситах - цеолитах 7. Атмосферы этого типа обозначаются ПСО и содержат менее 0, 05% CО₂. Они являются восстановительными, взрывобезопасными и не взаимодействуют с железом и углеродом стали. Применя­ются при длительных циклах термической обработки.

Все перечисленные выше атмосферы содержат в своем составе СО, наличие которого в печи при проведении некоторых операций термообработки нежела­тельно, так как в результате протекания реакции диссоциации СО на поверхно­сти стального изделия выпадает сажа.

Для получения свободной от СО атмосферы в конструкции установки пре­дусмотрен конвертор 8, в который подаются продукты сжигания из экзогенера­тора 2 и водяной пар. В конверторе при температуре 370...400 °С и избытке во­дяного пара протекает реакция водяного газа (6.4) с образованием СО₂ и H₂. Конверсия СО производится на катализаторе ГИАП-482 на основе Fe₂O₃ с 6...7% Cr₂O₃. В дальнейшем атмосферу очищают от CO₂ растворами этаноламинов в абсорбере 6, осушают в водяном 3 и фреоновом 4 холодильниках, а также в адсорбере 5.

Для более полной очистки атмосферы от СО процесс конверсии ведется в две ступени. При этом содержание СО понижается до 0, 1 %.

 

⇐ Предыдущая29303132333435363738Следующая ⇒

Поделиться: