УСТАНОВКА ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА АЗОТОВОДОРОДНОЙ КОНТРОЛИРУЕМОЙ АТМОСФЕРЫ Российский патент 2002 года по МПК C01B3/24 

Изобретение относится к химической и стекольной промышленности и может быть использовано в производстве газозащитной контролируемой атмосферы при производстве стекла на расплаве металла, а также для получения восстановительных и защитных сред в металлургии и других отраслях.

Известны установки для приготовления азотоводородной контролируемой атмосферы по патенту РФ 1353725, кл. С 01 В 3/24, 23.11.1987, в соответствии с которым для увеличения срока эксплуатации камеры сжигания и интенсификации процесса горения идут по пути усовершенствования в камере сжигания схемы засыпки наполнителя - зернистого огнеупорного материала и его гранулометрического состава. Основным недостатком таких установок является то, что они не решают вопросы модернизации самой конструкции камеры сжигания, улучшения ее режимов водоохлаждения, и малый ресурс службы оборудования.

Наиболее близким аналогом изобретения по его сущности и достигаемому результату является установка для приготовления азотоводородных защитных атмосфер по авт. свидетельству 1604457, кл. В 01 J 7/00, 07.11.1990, в соответствии с которым установка содержит камеру сжигания углеводородов, испаритель с конденсатной системой, аппарат конверсии оксида углерода, систему охлаждения и систему очистки от диоксида углерода и паров воды. Камера сжигания с испарителем и конденсатной системой позволяет автоматически поддерживать температуру продуктов сгорания на входе в аппарат конверсии оксида углерода. Недостатком устройства является малый ресурс службы камеры сжигания из-за несовершенного устройства в части охлаждения. Другим недостатком является сложная, трудоемкая и дорогостоящая футеровка крышки.

Задачей изобретения является увеличение срока эксплуатации установки за счет отсутствия разрушения футеровки и необходимости замены крышки, увеличения объема водоохлаждаемых рубашек.

Указанный технический результат достигается за счет того, что в установке для производства азотоводородной контролируемой атмосферы, содержащей камеру сжигания углеводородов, испаритель с конденсатной системой, аппарат конверсии оксида углерода, систему охлаждения и систему очистки от диоксида углерода и паров воды, в камере сжигания, выполненной в виде водоохлаждаемого футерованного корпуса с огнеупорным зернистым наполнителем, снабженного крышкой, футеровка верхней части камеры сжигания под крышкой выполнена на верхнем слое зернистого огнеупора, для увеличения объема водоохлаждаемых рубашек ввод воды на крышку осуществлен не менее чем через два патрубка.

На фиг. 1 представлена схема установки для производства азотоводородной контролируемой атмосферы, на фиг.2 - камера сжигания в продольном разрезе.

Установка для производства азотоводородной контролируемой атмосферы (фиг. 1) содержит камеру сжигания 1, испаритель 2 с конденсатной системой 3, аппарат 4 конверсии оксида углерода, систему охлаждения 5, систему очистки 6 от диоксида углерода и паров воды.

Установка работает следующим образом. Природный газ и сжатый воздух в соотношении, соответствующем коэффициенту расхода воздуха, равному 0,6÷0,98, подаются в камеру сжигания 1, где на огнеупорной насадке происходит сгорание смеси при температуре 1400÷1800^oС /в зависимости от коэффициента расхода воздуха/. Далее продукты сгорания, содержащие Н₂, N₂, CO, CO₂, H₂O, O₂, Ar, с температурой 600÷800^oС поступают в испаритель 2 с конденсатной системой 3, где происходит охлаждение продуктов горения до температуры 200÷240^oС и насыщение их парами воды. Из испарителя газообразная смесь поступает в аппарат конверсии оксида углерода 4, где осуществляется очистка от оксида углерода и обогащение газовой смеси водородом, после чего продукты сгорания поступают в систему охлаждения 5, где охлаждаются до температуры 25÷30^oС. В системе очистки 6 происходит удаление диоксида углерода и паров воды из газовой смеси, после чего азотоводородная контролируемая атмосфера поступает к потребителю.

Камера сжигания установки для производства азотоводородной контролируемой атмосферы (фиг.2) содержит корпус 7, горелку 8, водоохлаждаемые рубашки корпуса 9 и крышку 10, футеровку внутренней поверхности 11, огнеупорный зернистый наполнитель различных фракций 12, футеровку верхней части камеры сжигания под крышкой 13, лючки 14, патрубки 15 подвода охлаждающей воды в камеру сжигания 1, внутренняя поверхность 16 которой футерована высокоглиноземистым корундовым кирпичом, засыпают в определенном соотношении зернистый огнеупорный наполнитель 17 различного фракционного состава, поверхность которого футеруется до фланцев корпуса 7 огнеупорным клиновым /ребровым/ кирпичом с высоким содержанием глинозема. В футеровке имеются отверстия под горелку 8 и лючки 14 определенной конфигурации и размеров. Высота верхней части футерованного слоя равна высоте кирпича. При таком способе футеровки верхней части камеры сжигания отпадает необходимость футеровки самой крышки, при этом данная операция намного упрощается при одновременном увеличении срока службы крышки, так как даже при резких аварийных колебаниях температурного режима не происходит разрушения футеровки и прогорания крышки.

Кроме того, увеличивается сама высота крышки, а также днища, корпуса и выходного колена камеры сжигания.

Такая конструкция камеры сжигания и всей установки в целом позволяет увеличить срок эксплуатации оборудования почти в 10 раз. Это обусловлено тем, что при вскрытии камеры сжигания во время ремонтных работ не происходит разрушения футеровки крышки и отпадает необходимость в частых ее заменах. Кроме того, изменение системы подвода воды на крышку камеры сжигания и увеличения объема водоохлаждаемых рубашек не менее чем в 1,5 раза позволяет увеличить срок межремонтного периода внутренней поверхности крышки и отпадает необходимость ее футеровки.

Установка для производства азотоводородной контролируемой атмосферы содержит камеру сжигания углеводородов, испаритель с конденсатной системой, аппарат конверсии оксида углерода, систему охлаждения и систему очистки от диоксида углерода и паров воды. Изобретение обеспечивает увеличение срока эксплуатации установки и увеличение объема водоохлаждаемых рубашек. В камере сжигания футеровка крышки размещена на верхнем слое огнеупора-насадки, подвод воды на крышку осуществляется не менее чем через два патрубка. 2 ил.

Установка для производства азотоводородной контролируемой атмосферы, содержащая камеру сжигания углеводородов, испаритель с конденсатной системой, аппарат конверсии оксида углерода, систему охлаждения и систему очистки от диоксида углерода и паров воды, отличающаяся тем, что в камере сжигания, выполненной в виде водоохлаждаемого футерованного корпуса с огнеупорной зернистой насадкой, снабженного крышкой, футеровка верхней части камеры сжигания под крышкой выполнена на верхнем слое огнеупорной зернистой насадки, для увеличения объема водоохлаждаемых рубашек ввод воды на крышку осуществлен не менее чем через два патрубка.