книги из ГПНТБ / Варанкин, Ю. В. Газовое хозяйство заводов учеб. пособие

Потенциальное тепло исходного бурого угля распре­ деляется между газом (22—26%), химическими продук­ тами (3—5%) и коксом (70—72%). К. и. д. циклонного реактора 95—96% [9].

Технико-экономические расчеты показали, что комп­ лексное применение камско-ачинского бурого угля по описанной схеме для ,производства газа, бензольных уг­ леводородов, выработки тепловой и электрической энер­ гии иа электростанции мощностью 1,2 тыс. МВт позво­ ляет снизить капитальные затраты на 2 млн. руб. и сэко­ номить 2—3% топлива по сравнению с прямым сжига­ нием угля в топках парогенераторов. Себестоимость вырабатываемого газа и сырого бензола будет в 2—2,5 раза меньше, чем на коксохимических заводах.

Преимущества комплексного энергогазохимического применения высокосернистого мазута путем его предва­ рительного пиролиза или газификации рассмотрены в гл. 5. Технологические схемы применения на электро­ станциях устройств с высокоскоростным пиролизом, опи­ санных в настоящей главе, рассмотрены в специальной литературе [45, 46].

Остаточный гал

Рис. 6.4. Схема энерготехнологического применения природного газа.

Исходным сырьем для энерготехиологпческого комбинирования может служить и природный газ с высоким содержанием метана. Советскими учеными разработан п осуществлен метод получения формальдегида (СН2'0) — важного сырья для промышленности ор­ ганического синтеза иа основе неполного окисления метана кисло­ родом воздуха в присутствии гомогенного катализатора — окислов азота.

По этому методу (рис. 6.4) природный газ смешивается с воз­ духом в отношении 1: 2 по объему, п смесь нагревается в трубчатой

120

Г л а в а 7. ОСУШКА И ОЧИСТКА ГОРЮЧИХ ГАЗОВ

§ 7.1. Характеристика примесей в горючих газах

Горючие газы, как природные, так и искусственные, в зависимости от способа добычи и производства могут содержать различные примеси, наличие которых затруд­ няет транспортирование и использование газового топ­ лива потребителями.

Примеси искусственных газов более сложны. Помимо вышеупомянутых, в искусственном газе могут быть ча­ стицы пылевидного топлива, сажи и золы, окислы серы, сероорганические соединения, аммиак, окислы азота, не­ которые углеводороды и т. п.

Перед подачей газа к потребителям необходимо про­ изводить его осушку, обеспыливание и в некоторых слу­ чаях очистку от токсичных и агрессивных примесей.

§ 7.2. Осушка горючих газов

Влага находится в горючих газах обычно в виде пе­ регретого пара. Простейшим методом выделения влаги из газа является его охлаждение. При понижении тем­ пературы ниже точки росы влагосодержание газа сни­ жается, а избытки водяного пара конденсируются и вы­ падают в виде воды, а при охлаждении искусственных газов также частично выделяются смола и аммиак. Кон­ денсат затем отделяется от газа в соответствующих сепарационных. установках.

Поверхностные холодильники являются простейшими

1 2 2

устройствами для первоначальной осушки горючих га­ зов; они устанавливаются в местах получения искусст­ венных и естественных горючихгазов. Более тщательную осушку, если это требуется, осуществляют методом пони­ жения содержания влаги жидкими или твердыми сор­ бентами, материалами, обладающими гигроскопически­ ми свойствами.

На рис. 7.1 представлена одна из схем осушки при­ родного газа, в которой в качестве жидкого поглотителя

Рис. 7.1. Схема абсорбционной осушки газа диэтнленглнколем.

влаги (абсорбента) используется 95—98%-ный водный раствор диэтиленгликоля (ДЭГ). Осушка газа осуществ­ ляется в абсорбере 1 тарелочного типа. Насыщенный ДЭГ регенерируется, освобождается от влаги в дес-ор- бере 5 с относящимся к нему испарителем 6.

Вышедший из абсорбера ДЭГ содержит до 6—8% влаги, которую надо выделить, чтобы можно было снова использовать этот раствор в качестве поглотителя. Осу­ ществляется это простым подогревом «асыщенного раст­ вора. Водяные пары начинают выделяться в десорбере 5 из ДЭГ при его распыливании после нагрева в подогре­ вателе 2. Этому способствует дополнительный нагрев его до температуры кипения воды в испарителе 6, обогре­ ваемом горячим паром.

Освобожденный от поглощенной им ранее влаги (ре­ генерированный) ДЭГ возвращается' в абсорбер 1 через подогреватель 2, холодильник 3 и сборный бак 4, а водя­ ные пары, извлеченные из него в десорбере 5, конденси­

123

руются в холодильнике 7. Часть конденсата возвращает­ ся в десорбер на орошение, а в основном он выбрасы­ вается. Увлеченное сорбентом небольшое количество газа отсасывается вентилятором 8 из конденсата, а затем выбрасывается или сжигается.

Глубокое извлечение влаги из горючих газов дости­ гается и применением установок с твердыми сорбентами

Рис. 7.2. Схема адсорбционной осушки газа.

[18]. В качестве твердого регенерируемого поглотителя используются мелкозернистый силикагель, алюмогель или синтетические цеолиты.

Схема такой установки показана па рис. 7.2. После отделения капельной влаги и механических примесей в сепараторе 1 газ направляется в один из адсорберов 2 (на схеме — в левый), где пары влаги улавливаются слоем адсорбента. После осушки газ поступает в магист­ раль. Периодическая регенерация колонн адсорбционной установки производится путем продувания газом, пред­ варительно нагретым в подогревателе 8. Увлажненный в процессе регенерации в холодильнике 4 газ освобожда­ ется от водного конденсата в сепараторе 5 и возвраща­ ется в основной поток газа. Адсорберы просты в эксплу­ атации и обеспечивают глубокую осушку газа [18].

§ 7.3. Обеспыливание горючих газов

Существенное значение для транспортировки газа и его последующего сжигания в различных топочных уст­ ройствах имеет очистка от взвешенных твердых частиц.

1 24

Природные газы перед подачей в магистральные га­ зопроводы необходимо тщательно обеспыливать, так как тонкодисперсиые минеральные частицы являются причи­ ной повышенного износа компрессорного 'Оборудования, арматуры и регулирующих устройств. В равной степени

это относится и к искусственным газам. Доменный газ, например, отличается чрезвычайной запыленностью, до­ ходящей до 60—90 г/м3, в то время как его использова­ ние в большинстве промышленных печей не допускает содержания пыли более 15—20 мг/м3, а для сжигания этого газа в коксовых печах содержание пыли должно быть уменьшено до 10 мг/м3, т. е. в десятки раз по срав­ нению с исходным.

125

Сложную задачу представляет очистка от пыли тех горючих газов, которые получаются при термической, переработке мелкофракционного или пылевидного топ­ лива в газогенераторах с псевдоожиженным слоем либо в камерах термического разложения установок энерго­ газохимического применения топлива.

Простейшими устройствами для сухой грубой очистки газов от пыли являются различные сепараторы (цикло­ ны) (рис. 7.3). Все они используют различие плотности газа и твердых частичек пыли, и сепарационный эффект создается либо при резких (на 180°) поворотах потока газовзвеси, либо под действием центробежной силы в цилиндрических циклонах. Последние, будучи объедине­ ны надлежащим образом в батареи, могут обеспечить улавливание частиц пыли размером более 0,1 мм.

Тонкую фильтрацию можно осуществлять в слоевых фильтрах или в мокрых пылеуловителях (скрубберах), одна из простейших конструкций которых изображена на рис. 7.4. В цилиндрическом корпусе скруббера газо­

126

зуется такая вязкая жидкость, как, например, масло. Конструкция одного из масляных фильтров (пыле­ уловителей) представлена на рис. 7.5. Таким фильтры получили широкое распространение на газораспредели­ тельных городских станциях и при добыче природного газа. Нижняя часть фильтра называется промывочной

секцией. Она заполнена соляровым маслом. Сама очист­ ка газа от пыли и влаги в основном осуществляется пропуском входящего в штуцер 8 газа через насадку из пучка контактных труб 3, в которые газ поступает через продольные прорези вместе с масляными брызгами, об­ разующимися на поверхности масла. Отвод очищенного газа осуществляется через патрубок 4.

В средней — осадительной — секции фильтра наибо­ лее крупные капли захваченного загрязненного масла сепарируются и возвращаются в нижнюю секцию.

Для окончательного отделения от газа уносимых им капель масла в верхней—отбойной—секции устроена на­ садка 6. Здесь газ многократно меняет свое направление.

Уловленное масло стекает вниз в промывочную сек­ цию по дренажным трубам 7. Труба 1 служит для перио­ дического удаления загрязненного масла, а труба 2' — для подачи чистого; 5 и. 9 — смотровые люки.

Пропускная способность фильтров такого типа зави-

127

сит от диаметра корпуса, давления газа на входе и на­ ходится в пределах от 3Ö00 до 130 000 м3/ч.

Замена масла в фильтрах газораспределительных станции тре­ буется 2—3 раза в год. Для его отстоя, осуществления частичной добавки нового масла пли полной его замены на ГРС обычно име­ ется специальное масляное хозяйство, схема которого изображена на рис. 7.6.

Масло хранится в подземных резервуарах 1 и 2. Отсюда оно насосом 6 перекачивается в аккумуляторный бак 3. При замене мас­ ла в фильтрах 4 его выдавливают газом в отстойники 5, где оно

128

отстаивается от влаги и сливается потом в резервуар. 2 или в слу­ чае сильного загрязнения спускается и вывозится. Заполнение мас­ лом фильтров (иля частичная его добавка) происходит из аккуму­ ляторного бака 3, находящегося выше фильтров. Для выравнивания давления к нему также подведен газ.

Другая конструкция масляного фильтра представлена па рис. 7.7. Здесь фильтрующие насадки заполнены так называемыми кольцами Рашнга, т. е. обрезками металлических пли керамических трубок, наружный диаметр которых равен их высоте, а толщина — 1/10 диаметра. Такие соотношения размеров обеспечивают максимальную поверхность при заполнении ими насадок. Увеличение фильтрующей способности такого рода фильтров обеспечивается смачиванием ко­ лец маслом. Пропускная способность — до 50 000 м3/ч.

Тонкую очистку запыленного газа на газовых и ме­ таллургических заводах осуществляют в электрофильт­ рах и в трубах-распылителях типа сопла Лаваля или трубы Вентури. Во входную широкую часть такой трубы