Главная -> Словарь

Огнеупорным материалом

За последние годы получило широкое распространение поверхностное или беспламенное горение топлива. Этот способ основан на способности некоторых огнеупорных материалов катализировать горение. На поверхности таких материалов горение протекает быстро с теоретическим количеством воздуха и без образования пламени. При этом поверхность керамики раскаляется до высоких температур.

Пар, направляемый на конверсию углеводородного сырья, обычно перегревается в перегревателях регенеративного типа. Подогрев тяжелого углеводородного сырья осложнен возможностью его разложения. В связи с этим предложено специальное устройство, обеспечивающее подогрев сырья без термического разложения углеводородов . Такой эффект достигается тем, что на поверхность огнеупорных материалов, размещенных в зоне подогрева сырья, наносят никелевую или кобальтовую пленку. Предполагают, что она обладает способностью тормозить расщепление углеводородов.

ческого разложения углеводородов. Последнее достигают тем, что на поверхность огнеупорных материалов в зоне предварительного подогрева в виде пленки толщиной 0,794 мм наносят металл , которому приписывают способность тормозить термическое расщепление углеводородов. Подогретое сырье поступает в зону реакции, заполненную никелевым катализатором. Продолжительность рабочего цикла 2 мин

Реакторы этого типа имеют большую производительность, чем реакторы того же объема, но с большим числом каналов; в них меньше потери тепла и расход кислорода. Однако они требуют огнеупорных материалов очень высокого качества и значительного расхода энергии, что связано с высокоскоростной циркуляцией газов.

Наибольшее распространение на нефтегазоперерабатыва-ющих заводах получили одно- и двухскатные трубчатые печи с наклонными сводами и с подвесными стенками , а также печи коробчатого типа с излучающими стенками топки , работающие на газовом топливе, цилиндрические вертикальные и др. Применение трубчатых печей с беспламенными панельными горелками, с настильным факелом и с дифференциальным подводом воздуха позволило существенно уменьшить их габариты, сократить удельные расходы металла и огнеупорных материалов, улучшить их технико-экономические показатели.

В СССР в эксплуатации, помимо установок замедленного коксования, находится несколько установок коксования в кубах. Около 15% производимого в отрасли нефтяного кокса вырабатывается на коксокубовых установках. Производство кокса в кубах по технико-экономическим показателям уступает замедленному коксованию.

Таким образом, данная технология обеспечивает глубокую переработку нефтешлама с получением дистиллятных продуктов, нефтяного пека и котельного топлива.

Выбор огнеупорных материалов для футеровки печей облагораживания нефтяного кокса ...................... 242

ВЫБОР ОГНЕУПОРНЫХ МАТЕРИАЛОВ

Печи для высокотемпературного нагрева коксов конструируют из огнеупорных материалов. По ГОСТ огнеупорные материалы делят, в зависимости от физико-химической их природы, на кремнезе-

Температура нагрева кокса в промышленных печах колеблется от 1100 до 1300 °С, а проектируемые опытно-промышленные установки обессеривапия кокса рассчитаны на работу при температурах до 1600 °С. В этих условиях самыми важными свойствами строительных материалов являются, огнеупорность, строительная прочность, постоянство объема при высоких температурах, термостойкость и шлакоустойчивость. Кроме того, при облагораживании сернистых коксов возникают затруднения, связанные с коррозией, которые ограничивают ассортимент огнеупорных материалов, обычно применяемых в практике высокотемпературного нагрева.

Кислород, нагретый примерно до 315°, и предварительно нагретый до 650° природный газ под давлением 20'am подаются в футерованную огнеупорным материалом камеру сгорания, где температура достигает 1350°.

Диаметр трубопровода, по которому закоксованный катализатор отводится из отпарной секции реактора, равен 0,61 м. Трубопровод для регенерированного катализатора облицован изнутри огнеупорным материалом. На каждом из двух катализаторопро-водовбольшого диаметра, соединяющих главные аппараты, имеется только по одной задвижке.

смесь каталитически активных соединений с огнеупорным материалом сушат и прокаливают до образования NiO, Pt

по балансу теплоты требуемую температуру процесса в реакционной камере. Процесс протекает без наружного теплообмена . Стенки камеры облицованы огнеупорным материалом. Внутренняя наса'дка, аккумулирующая теплоту, служит для увеличения динамической устойчивости технологического режима. Образующийся в результате реакции кокс скапливается в насадке из керамических колец и периодически выжигается.

В промышленности углеродистые материалы чаще всего охлаждают в контактных аппаратах через металлическую стенку с использованием в качестве хладоагепта воды. При этом раскаленный кокс не смешивается с водой; в результате угара целевого продукта не происходит. Однако при охлаждении через металлическую стенку создаются тяжелые условия ее работы. Для защиты металлической стенки от прогара на верхнем горячем участке холодильные барабаны облицовывают огнеупорным материалом, но при этом ухудшается теплообмен п снижается производительность холодильного агрегата. Кроме того, при охлаждении через стенку осложняется утилизация тепла раскаленного кокса. Таким образом, способ охлаждения в контактных аппаратах через металлическую стенку нельзя рекомендовать и случае больших потоков углеродистых материалов.

Газогенератор «Winkler» представляет собой аппарат, футерованный изнутри огнеупорным материалом, псевдоожиженный слой создается продуванием парокислородной смеси через измельченный уголь. Более крупные частицы угля газифицируются непосредственно в слое, а мелкие частицы выносятся из него и газифицируются при температуре 1000—1100°С в верхней части реактора, куда дополнительно подается газифицирующий агент. За счет интенсивного тепло- и массообмена в реакторе получаемый газ не загрязняется продуктами пиролиза и содержит мало метана. Около 30% золы выводится из реактора снизу в сухом виде при помощи винтового конвейера, остальная часть выносится газовым потоком и улавливается в циклоне и скрубберах.

Процессы в расплаве являются вариантом газификации угля в режиме уноса. В них уголь и газифицирующий агент подаются на поверхность расплавов металлов, шлаков или солей, которые играют роль теплоносителей. Наиболее перспективен процесс с расплавом железа, поскольку можно использовать имеющиеся в ряде стран свободные мощности кислородных конвертеров в черной металлургии . В данном процессе газогенератором служит полый, футерованный огнеупорным материалом аппарат-конвертер с ванной расплавленного железа. Угольная пыль в смеси с кислородом и водяным паром подается с верха аппарата перпендикулярно поверхности расплава с высокой скоростью. Этот поток как бы сдувает образовавшийся на поверхности расплава шлам и перемешивает расплав, увеличивая поверхность его контакта с углем. Благодаря высокой температуре газификация проходит очень быстро. Степень конверсии углерода достигает 98%, а термический к. п. д. составляет 75— 80%. Предполагается, что железо играет также роль катализатора газификации. При добавлении в расплав извести последняя взаимодействует с серой угля, образуя сульфид кальция, который непрерывно выводится вместе со шлаком. В результате удается освободить синтез-газ от серы, содержащейся в угле, на 95%. Синтез-газ, полученный в процессе с расплавом, содержит 67% СО и 28% Н2. Потери железа, которые должны восполняться, составляют 5—15 г/м3 газа.

Вторым по значению огнеупорным материалом, применяемым для кладки коксовых печей, является шамот. Обожженная при 1450—1500°С огнеупорная глина смешивается снова с пластичной глиной и из этой смеси формуются изделия, которые снова проходят стадию обжига. Если в смеси обожженная глина составляет более 80%, то такой материал называется многошамотом. Многошамот отличается тем, что практически не меняет объем при разогреве, кроме того, он имеет самую высокую термическую стойкость . Недостатком его является высокая стоимость.

Установка состоит из двух выложенных огнеупорным камнем цилиндров, смонтированных один над другим и связанных между собой трубой диаметром около 17,7 см, также выложенной огнеупорным материалом. В верхнем цилиндре, служащем камерой предварительного подогрева, при помощи топочных газов нагревают каменные шарики диаметром 1 см. Шарики одновременно с крекируемым материалом поступают в нижний цилиндр, так называемый реактор, встречаясь друг с другом в противотоке. Они проходят через реактор и попадают в резервуар, из которого под действием горячего воздуха снова переходят в подогреватель. Отсюда под давлением собственной тяжести они снова попадают вниз. До момента, пока шарики покинут резервуар, скорость их продвижения в системе регулируют контрольным вентилем. В верхнюю часть установки они транспортируются током горячего воздуха.

Пиролизом углеводородов по регенеративному способу т. е. пропусканием перегретых паров углеводородов над накаленным огнеупорным материалом, пользовались в целях производства бутадиена из фракций нефти, а также этилена, пропана и других олефинов наряду с ароматическими углеводородами. Этот метод особенно выгоден при применении печи новой конструкции — Копперс-Хаше, в которой максимально используется тепло. Метод пригоден для производства как этилена пиролизом этана, так и ацетилена. При пиролизе этана или пропана с целью получения ацетилена всегда неизбежно образуется и эти- Таблп а 84

В промышленности углеродистые материалы чаще всего охлаждают в контактных аппаратах через металлическую стенку с использованием в качестве хладоагента воды. При этом раскаленный кокс не смешивается с водой; в результате угара целевого продукта не происходит. Однако при охлаждении через металлическую стенку создаются тяжелые условия ее работы. Для защиты металлической стенки от прогара на верхнем горячем участке холодильные барабаны облицовывают огнеупорным материалом, но при этом ухудшается теплообмен и снижается производительность холодильного агрегата. Кроме того, при охлаждении через стенку осложняется утилизация тепла раскаленного кокса. Таким образом, способ охлаждения в контактных аппаратах через металлическую стенку нельзя рекомендовать в случае больших потоков углеродистых материалов.