Способ получения эндотермической контролируемой атмосферы и устройство для его осуществления

(й)з С 01 В 3/02 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН АВТОРСКОМ ЕТЕЛЬСТВУ 6. можмич торту 1, разме жухе и зэпо ГОСУДАРСТВЕ+3 ЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(86) Авторское свидетельство СССР В 1240441, кл. В 01 ) 7(00, 1984.(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЭНДОТЕРМИЧЕСКОЙ КОНТРОЛИРУЕМОЙ АТМОСФЕРЫ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ(57) Изобретение может быть использовано в установках, генерирующих зндогазовую атмосферу для печеЯ химико-термической обработки металлов. Для осуществления способе с целью увеличения срока службы катализатора повышение коэффициента расхода воздуха производят импульсами длительностью Ьс с периодом Т на величину Ьа. способную обеспечить точку росы зндогаза амоко, близкую к температуре отводящего зндогаз трубопровода, при этом Т определяют из выражения: ТЬмакоЬмин, Где Ьзмакс %ако Гоодопмаксимально допустимое повышение точки Изобретение относится к металлургии и ет быть использовано при химико-тер вской обработке металлов и сплавов.Целью изобретения является увеличение срока службы катализатора.Нэ чертеже изображено предлагаемое стройство.УстроЯство содержит обогреваемую рещенную в футерованном колненную катализатором,росы эндргаза от технологически заданного ее значения о в интервалах времени Ь 1- -Ььин. Ььмн- время транспортного запаздывания при прохождении газовоЯ смеси через слой катализатора и холодильник; Ьдоо - длительно технологически допустимое отклонение точки росы от значения Ъ, а максимальную длительность импульсов Ььнке - из выражения: Ььакс (Т . - Ьтмин), где Ьлогр - заданнаяЬ оотогрвеличина точки росы в конце импульса. Устройства для осуществления способа отличается тем, что оно дополнительно снабжено генератором управляющих импульсов, компарэтором, трубопроводом импульсной до. бавки воздуха с установленным на нем приводным запорным клапаном и устройством блокировки работы регулятора состава зндогэза. при этом вход генератора соединен через компаратор с выходом газоанэли затоРа, а выход - соответственно с приводом запорного клапана и управляющим входом устроЯствэ блокировки, 2 с.п.флы, 1 ил. трубопроводы 2 и 3 подвода газовоздушной смеси и регулируемой добавки воздуха со-й ответственно и регулятор состава эндогаза с входящими в него газоанализатором 4, задатчиком , элементом 6 сравнения, регулирующим прибором 7 и исполнительным механизмом 8, соединенным с краном 9 плавно регулируемой добавки воздуха.Устройство снабжено генератором 10 управляющих импульсов, компаратором 11и трубопроводом 12 импульсной добавки воздуха с установленным на нем приводным запорным клапаном 13. В качестве привода 14 клапана 13 используют электромагнит. Вход генератора 10 присоединен через компаратор 11 к выходу газо- анализатора 4, Компаратор 11 подключен также к регулируемому источнику опорного напряжения Ооп, выполняющему роль задатчика. Выход генератора 10 соединен с приводом 14 запорного клапана 13.Регулятор состава эндогаза снабжен дополнительно приспособлением 15 блокировки, управляющий вход которого соединен с выходом генератора 10,П р и м е р 1. В реторту 1 после ее прогрева до 1000-1050 С по трубопроводам 2 и 3 и 12 подают газовоздушную смесь, добавку воздуха через плавно регулируемый кран 7 и добавку воздуха через дискрвт. но управляемый запорный клапан 13,Коэффициент расхода воздуха в смеси, поступающей в реторту, а0,25, .Я 03 и0,308 соответственно углеводорода в метан, пропан, бутан.При прохождении газовоздушной смесью зоны горения и всего объема катализатора завершаются эндотермические реакции образования эндогазб, После охлаждения в холодильнике(не показан) эндогаз поступает в термическую печь.Одновременно часть эндогаза проходит через газоанализатор 4, При этом регулирующий прибор 7, воздействуя через исполнительный механизм 8 на кран 9 плавной добавки воздуха, производит точную регулировку а в соответствии с сигналами, поступающими в него через элемент 6 сравнения от задатчика 5 состава эндогаза и от газоанализатора 4,При этих условиях на выходе иэ эндогенератора получают эндогаз технологически требуемого состава с заданной точкой росы То,Измерив температуру окружающего воздуха, определяют минимальную темпеРатуру Омин трубопроводов и приборов, через которые проходит эндогаз. Затем определяют максимально допустимую точку росы эндогаза гмакс =дйин - ЬО, где ЬО - принимается равной приблизительнобС во избежание конденсации влаги из эндогаза в трубопроводах и приборах, и допустимое повышение точки росы ЬЪмакс =Тмакс То . ПОСлв ЭТОГО ВЕНТИЛЕМ не показан), включенным последовательно с запорным клапаном 13, устанавливают величину импульсной добавки воздуха (уменьшение газа) так, что точка росы эндогазауВЕЛИЧИВаЕТСЯ ДО Тмакс ТО ЕСТЬ На ВЕЛИЧИНУ Ьтмакс, ПОСЛЕ ДИСКРЕТНОГО УВЕЛИЧЕНИЯ а,После этого рассчитывают минимальный допустимый период Т следования им пульсов добавки воздуха (уменьшения газа) по формулеТ фк макс мини максимально допустимую длительность 10 импульсов Ьмакс при данном периоде Т по формуле Ь мскс 2 ( Т - а- - Л ймкн 1ЬтогрВ процессе осуществления способа ге нератор 10 формирует прямоугольные импульсы напряжения длительностью Ьтмакс с периодом следования Т.С началом импульса привод (электромагнит) 14 срабатывает и эапорный клапан 13 прекращает подачу добавки газа в зону горения. При этом коэффициент расхода воздуха й возрастает до значения, соответствующего допустимому повышению точки РОСЫ Ь 1 максВ случае, если сажистый углерод на катализаторе отсутствует, то по истечении времени транспортного запаздывания Ь смин показание газоаналиэатора 4 начина ет скачкообразно увеличиваться. При отклонении показаний газоаналиэатора от технологически заданной величины точки росы То На ОПРЕДЕЛЕННУЮ ВЕЛИЧИНУ ЬгоГр, НапРимеР Ьтогр - 4 С, котоРаЯ названа Условно ограничительной и определяется величиной напряжения Оол ыа втором входе компаратора 11, последний срабатывает и выдает сигнал на вход приспособления 15 блокировки; При этом прохождение импульса на выход генератора 10 прекращается, а привод 14 и клапан 13 срабатывают на возобновление подачи газа либо прекращение подачи добавки воздуха). Через интервалы времени Т генерация импульсов генерато. Ром 10 повторяется.При этом из-за того, что катализатор свободен от сажй, форма импульсов повышенного значения точки росы имеет прямо- уГОЛЬНуЮ фоРМУ ВЫСОТОЙ ЬТмакс И 0 длительностью Ьмин, площадь котоРых 31 - Ь ГмаКСЬ мин. ПОЭтОМу СрЕдНЕЕ За период Т значение точки росы эндогаза Ь тср.1 81/Т,Величина Ьтср.1 должна быть меньше длительно допустимого по технологическим требованиям повышения точки росы Ьтдоп, то есть должно быть ЬмаксЬмин/Т ЬТдоо . СОГлаСно Способу допустимое минимальное значение периода Т определяется выражением1668287 Л Хдопь имп льс М аксимальная длительност у ов катализаторегенератора30макс =2 (Т - ЛтминЛ макс = 2 т вЛтмин( .Лтор)Лхог ин где Лхогр. = 4 С - заданная (запрП р и м е р 2. Продолжительность ис- Рованная в электронном блоке) вепытания 10 сут. Перед началом испытания клонения точки росы от35првводят замену катализатора в эндогене- пРевышении которой отключаетсраторе. Производительность эндогенерато- избыточного воздуха в реторту энра: Сг=б -120 м/ч, тора.Температура точки росы эндогаэа, под- Результаты одерживаемая стабилизатором точки росы 40хо мйнус -2 С. 40 Иэ приведенращение 0,57 нТемпература окружающего воздухаокр. (22-27) С,значительно выМинимальная температура Отводящих 45 пРеДлагаемом спэндогаэ трубопроводов Й =9 р тивность катализ=22 С. собе сохраняетсяМаксимальное допустимое значе- исрокслУжб кание точки росы в импульсе в процессе увеличиваетсямодуляции коэффициента расхода воздуха 50 ф о Р м У л а и з о б р е т е н иХмакс =(ймин (5 7 Сф 22-5= 17 С. 1. Способ получения эндотерМаксимальное допустимое повышение контРолиРУемой атмосферы, вклюточки Росы при наиболее коротких импуль- каталитическую конверсию углеводсах повышениЯ Лхмакс =(хмак -х ) оС воздУхом пРи темпеРатУРе 1000 С-17-2 -19 С, 55 фициенте Расхода воздуха а= 0,2 -длительно допустимая по технологиче- вышение коэффициента расхода вским требованиям величина отклонения зоне кРитических температур и поточки Росы от Хо Лхд,. = -ь 0,5 оС, щее Охлаждение пРодУктов конвеРсСредняя величина допустимого павы- личающийсятем,что,сцельюушения точки росы за период Т модуляц ниясРокаслужбы катализатора,повкоэффициента расхода воздуха осущ пытов приведены в ных данных видно, что приепрореагировавшего метав известном способе ше приращения 0,11 в особе. Следовательно, акатора в предлагаемом сподольше, чем в известном, тализатора соответственно мической чающий ородовс и коэф,3, пооздуха в следуюии, о- твелиествл Т = ЛХмаксЛ 1 мин/ЛХдопВ каждом импульсе в интервале времени Л 11 - Л ф происходит приблизительно линейное повышение Лх иэ-за уменьшающегося количества свободного углерода, от ложившегося в катализаторе и вступающего в реакции с водой и диоксидом углерода, Затем из-за наличия транспортного запаздывания Лх остается постоянной в интервале времени Лг = Л 1 мин после 10 восстановления номинального значения а, Максимальная площадь Ягмакс этих импульсов имеет место при повышении Лхот Лх= 0 до Л Х = Ь Хогр и Л С = Л макс ПРичем Ягмакс = 0,5(Л ХогрЛ 1 макс) +ЛХогрЛ мин ЛХогр(0,5 Л Ьмакс ++ ЛСмин)При этом средняя за период Т величина 20повышения точки росы составляет:Лхср.г = ЗЛ = ТВеличина Лхср,г должна быть меньше Лхдоп, т.е. коэффициента расход воздуха Лхдоп.ср. = = ЛХдоп. =+0,5 С.Минимальную длительность импульсов повышенного расхода воздуха определяют из конструктивных данных эндогенератора ЭН: длина рабочей части реторты= 1,2 м: площадь сечения реторты Я = 0,08 мг.Приняв эффективную площадь реторты с учетом заполнения катализатором дф = 0,5 кг х 3 = 0,04 м, время транспортного запаздывания при прохождении газовой смеси через слой катализатора равно 3600- 1,5 с,С учетом транспортного запаздывания при прохождении эндогаэа через холодильник и трубопроводы до газоанализаторэ (гигрометра), установленного в стабилизаторе точки росы Лсмин = 3 с.Период следования импульсов повышенного расхода воздухаЛ хмдкс Л максМаксимально возможная длительность импульсов повышенного расхода воздуха в условиях, когда точка росы эндогаза нарастает замедленно из-за выгорания сажи в = 19 с, Ограммиличина отхо, при я подача догенера1668287 Т (Ь%чаксАтмин)ЬтдопСостэвитель АЛобановскаяТехред М.Моргентэл Корректор С.Шевку ор Н.Гун акэз 2621 Тираж ВНИИПИ Государственного комитете по изобрете 113035, Москва, Ж; РаушскПодписное м и открытиям при ГКНТ СС эб., 4/5 зводственно-издательский комбинэт "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101 ют периодически с периодом, определяемые по формуле где Т - период времени, ч;Амакс мэксимэльно допустимое повышение точки росы зндогаза от технически заданного ее значения %, в. интервалах времени Л 1 =Ь 1 минЬ 1 мин - время трэнспортного зэпэздывания при прохождении газовой смеси через слой кэтэлизаторэ и холодильник, ч;одоп - длительно технологически допустимое отклонение точки росы от значения ,при этом максимальную длительность импульсов йммс (ч) определяют из выражения Амакс фф 2 (Т Ьдоп/Ьтогр - Амин),где Ьгоар - заданная величинэ точки росы в конце импульсэ.2. Устройство получения зндотермической контролируемой атмосферы, содержа щее обогреваемую реторту, размещенную в футеровэнном кожухе и зэполненную катэлизатором, трубопроводы подвода гэзовоздушной смеси и регулируемой добавки воздухв и регулятор состава зндогэзэ с гэ зоэнэлизатором,отличающеесятем, что, с целью увеличения срока службы квтэлизаторэ, оно дополнительно снабжено генератором импульсов, компэрэтором, трубопроводом импульсной доставки возду ха с установленным на нем приводным запорным клэпэном и приспособлением для блокировки регулятора состава зндогэзэ, при этом вход генераторе соединен через ю ю тиЮ л20 - с приводпм зэпорнсго клэпвнэ ивт 6