2.9.3 Производство термического ту

Суть способа – разложение природного газа на углерод и водород под воздействием высоких температур, при соприкосновении с сильно нагретой инертной поверхностью или в объеме.

Принципиальная технологическая схема получения термического ТУ представлена на рисунке 2.5.

Принципиальная технологическая схема получения термического ТУ

Рис. 2. 5 – генератор; 2 – холодильник: 3 – циклон; 4 – фильтр; 5 – шнек; 6 – сепаратор

отвеивания; 7 – элеватор; 8 – бункер.

Сначала генератор разогревают до 1550-1600 сжиганием газа. Затем сжигание газа прекращают и пропускают природный газ, пока температура не опустится до 1200 , после чего вновь разогревают генератор, т.е. он работает по схеме нагрев – разложение. Обычно периоды нагрева – разложения продолжаются 20-25 минут. Попеременно работают два реактора для обеспечения непрерывности процесса. Для разогрева генератора в нижнюю его часть подают газ и воздух, а газообразные продукты сгорания удаляются через выхлопную трубу, расположенную в верхней части реактора. Нижний клапан (9), соединяющий генератор с остальной аппаратурой закрыт. Насадка в этом случае нагревается. После нагрева доступ газа и воздуха прекращают, клапан выхлопной трубы закрывают и открывают клапан (9). Затем начинают подачу газа в верхнюю часть генератора. Он проходит раскаленную насадку и разлагается с образованием сажи и водорода. Постепенно температура падает. Прекращают подачу газа и повторяют разогрев.

Образовавшаяся в генераторе сажа и продукты разложения охлаждаются в холодильнике (2). В холодильник форсунками подается вода в таком количестве, чтобы в результате её полного испарения температура саже-газовой смеси снизилась до 110 . После охлаждения смесь поступает в циклон (3) и для улавливания неосажденных частиц в фильтр (4). Сажа из циклона и фильтра шнеком (5) подается в сепаратор (6) для отвеивания – отделения посторонних примесей. Отвеенная сажа элеватором (7) направляется в бункер (8) и затем на упаковку.

Генератор – это вертикальный цилиндрический аппарат, изготовленный из огнеупорного кирпича и заключенный в металлический кожух. Генератор заполнен насадкой из огнеупорного кирпича, которую располагают таким образом, что создаются каналы правильной формы для прохождения газа.

Производительность генератора и качество ТУ зависят от конструкции генератора, формы и размеров огнеупорных кирпичей, но не весь ТУ, образовавшийся в генераторе уходит вместе с газообразными продуктами. Приблизительно половина задерживается насадкой и затем сгорает при разогреве генератора, что снижает выход ТУ. Однако выход ТУ составляет 20-25% масс. на газ, а при использовании отходящих газов для подогрева генератора выход увеличивается до 80%.

Таблица 2

Основные технологические показатели процесса (в расчете на 1000 или 800 кг газа)

Технологический показатель	Расход сырья или продукты процесса
Расход газа, на нагревание генератора (при получении тонкодисперсного ТУ) на разложение Выход ТУ, кг (при получении тонкодисперсного ТУ) Количество газов, образовавшихся при разложении, кг (при получении тонкодисперсного ТУ)	250 (до 500) 750 180-190 (120) 290 (200)

Эффективность протекания процесса получения термического ТУ определяется по составу отходящих газов (чем меньше содержание в нем водорода, тем хуже протекает разложение), поэтому состав отходящих газов контролируется непрерывно.

Недостатки процесса:

1. Периодичность;

2. Неоднородность ТУ.