Предпахаемое изобретение касается способа получения водорода и.азотоводородной смеси, основанного на общеизвестном методе попеременного пропускания пара и восстановительного газа через контактную печь, наполненную кусками железа или другой контактной массой, и имеет целью возможно полное использование всех тепловых рессурсов отходящих .газов, а также рациональное использование отработанного в контактной печи восстановительного газа. Часть долучаемого по предлагаемому способу отработанного восстановительного газа, в количестве, приблизительно, 30-Зб /о, т.-е. около в пересчете на свежий газ, известным способом сжигается в регенераторе, служащем перегревателем для входящего в контактную печь пара, главная же масса газалв количестве, приблизительно, 60-65% непосредственно из печи направляется в газогенератор, где окисленная часть его восстанавливается обратно ( ЩО- Щ)Регенерированный таким образом газ снова поступает в работу, дри чем для покрытия убыли газа в рабо постоянно вводится небольшое количество свежего газа в количестве, приблизительно, 17-200/0. Обычно, для возможно полного использования теплоты в регенераторах.
является необходимость в увеличении их; размеров. Чтобы избежать в этом случае увеличения потери газов и загрязнения водорода при смене периодов работы установки, регенераторы устанавливаются таким образом, что исключается зависимость продолжительности периодов работы в них (нагревания и отдачи тепла) от продолжительности периодов работы самой печи (рабочего и восстановительного). Благодаря этому число переключений регенератора может быть значительно уменьшено; например, при удлинении продолжительности периодов работы их до одного часа-число переключений уменьшается в 6-12 раз по сравнению с числом переключений самой печи.
Весь процесс в целом изображен на прилагаемой схеме, представляющей вертикальный разрез всей установки.
Через контактную печь Ж, наполненную . кусками восстановленных окислов железа, пропускают перегретый в пароперегревателе L водяной , который в печл восстанавливается до водорода раскаленным железом, окисляющимся, в свою очередь, в окислы железа. Полученный Таким образом водород поступает через нагреваемый его теплом газоподогреватель N и очистительные устрой тва (скруббер О и поглотительный ягйснк JP) в газгольдер jR. Предварительное охлаждение водорода (в газоподогревателе) благоприятствует полноте удаления из него водяных даров и иных примесей. Получаемый в начале периода и богатый примесями водород может €ыть использован в качестве горючего. Когдя- большая часть поверхности контактной массы окислилась, прекращают ток пара и через печь в обратном на-ч правлении пропускают нагретый в газоподогревателе N водяной газ, нагнетаемый из газгольдера G насосом Н и предварительно очищенный в поглотительном ящике Е. Водяной газ восстанавливает окислы железа до металлического железа и, в свою очередь, частично окисляется в СОг и . 11редварительный подогрев поступающего в печь газа (в газоподогревателе) благоприятствует этой эндотермической реакции и предотвращает местное остывание контактной массы. После восстановления поверхности железа, ток газа прекращают и возобно18ляют пропускание водяного пара. Часть отработанного в печи газа поступает в пароперегреватель Z/, где сжигается в смеси с воздухом, подаваемым яасосом F, Рлавная же масса газа направляется в газогенератор В, где С02 ж ЩО (образовавшиеся в контактной печи) восстанавливаются раскаленным обратно в и Н2. Для попопнеаия убыли газа к нему при входе в газогенерач бр присоединяется водяной пар. По выходе из газогенератора водяной пар направляется через нагреваемый его теплом экономайзер С riapOBoro котла А ,и скруббер Д в газгольдер бг; Предварительное охлаждение газа в экономайзере благоприятствует лучпгей его очистке. Получающийся в начале периодов холодного дутья газ, разбавленный инертными иржмесями ()) как и газы, образующиеся в период горячего дутья, отводятся ий генератора по трубам Ь и с и могут быть использованы в качестве горючегб (напр., в паровом котле А).
В период, когда в газогенераторе производится горячее дутье, отработанный в печи газ не может быть направлен в газогенератор и, минуя последний, поступает в газгЬльдер G по схеме
М-С:-D-G, т.-е. не подвергаясь предварительно регенерации, При малой продол:жительности периода горячего дутья по сравнении с периодом холодного дутья (напр., 1: 4) это возможно, так как дает лишь незнач а;тельнов разбавление свейсего газа углекислотой.
Вели пЬдобное разбавление нежелательно, cxejEtca процесса должна быть не сколько усложнена. В этом случае отработанный в печи газ полностью, т.-е. без сжигания части его в пароперегревателе, поступает для восстановления в газогенератор Ж-В в периоды же горячего дуть в последнем, газ, после соответствующей очистки, поступает в особый газгольдер (не указанный в схеме), из которого подается для сжигания в пароперегреватель. В этот же газгрльдер могут отводиться газы, получаемые в генераторе в начале периодов холодного дутья, а также водород, получаемый в печи в ищ&лв рабочих периодов. Представляется также возможным р,твод отработанного в печи газа, во время горячего дутьй в газогенераторе, в другой газогенератор, в котором в это время происходит холодное дутье. Наконец, можно весь процесс срегулировать таким образом, чтобы период горячего дутья газогенератора совпадал с рабочим периодом печи.
Использование отработанного в контактной печи восстановительного газа может быть произведено и другим способом. Весь отработанный газ полностью поступает для восстановления в газогенератор; Ж-J5-В этом случае для перегрева пара в пароперегревателе L применяется свежий иди какое-либо другое горючее, при чем в последнем случае получается избыток газа, требующий использования его на стороне. Подогрев входящего в контактную печь водяного газа может производиться не только вышеуказанным путем, т.-е. теплом отходящего из печи водорода, но такжб теплом отходящего из контактной печи отработанного газа (по пути в газогенератор), или же теплом выходящего из газогенератода свежего водяного газа- вместо пропускания его через экономайзер.
Для получения смеси водорода с .азотОм все вышеизложенное видоизменяется
.лишь в том отношении, что в контактную печь Ж пропускается не водяной пар, а смесь его с воздухом, или с азото-кислородной смесью, подаваемыми насосом Iff по трубе S. Кислород воздуха при этом связывается железом, а лзот в смеси с подученным водородом обычным образом очищается и поступает в газгольдер П.
Другим вариантом получения смеси водорода с азотом является следующий чзпособ. Полученный обычным путем в контактной печи водород направляется в пароперегреватель (не указанный в схеме), в котором частично сжигается в смеси с воздухом или азото-кислородной смесью, подаваемыми насосом с тем расчетом, чтобы получепная смесь азота и водорода соответствовала требуемому составу. Теплота сгорания водорода используется в пароперегревателе для перегрева пара, делая взлипхним сжигаааие в нем газа; подогрев входящего в печь М свежего газа производится а газоподогревателе Т одним из вышеупомянутых способов.
Вышеописанный способ, согласно указанию авторов, имеет сдедуюпще преимущества по сравнению с существующими: а) расход восстановительного газа и, следовательно, расход угля в генераторе сокращается приблизительно на 40-45 i, так как большая часть неокислившегося в печи газа возвращается снова в работу в виде свежего газа; окислившаяся же часть газа восстанавливается в газогенераторе (чем, между прочим, устраняется разбавленность отработанного газа углекислотой и водяными парами)-и тоже возвращается в работу; б) расход свежего водяного дара в газогенераторе сводится к небольшой прибавке его ко входящему в газогенератор отработанному газу; в) наквиец, в виду того, что при данном способе расход газа почти не зависит от количества его, прошедшего через печь, так как весь избыток из печи возвращается в газогенератор, является возможным неограниченно форсировать ток восстановительного газа. Этим достигается сокращение восстановительного периода печи, что при прочих равных
А. Ж.
условиях повышает производительность установки.
Предмет патента.
1.Способ получения водорода попеременным действием водяного пара ж восстановительного газа на железо, отличающийся тем, что отработанный, после восстановления железа, газ регенерируют пропусканием его через газогенератор типа водяного газа, с целью его повторного применения в качестве вост становителя для окислов железа.
2.Видоизменение способа по п. 1, отличающееся тем, что регенерации подвергают лишь часть отработанного восстановительного газа, а другую часть в невосстановленном виде присоединяют к восстановительному газу, направляемому в контактную печь.
3.Прием выполнения способа по П.П. 1-2, отличающийся тем, что выходящую из контактной печи в начале рабочих периодов пароводородную смесь собирают отдельно, с целью применения ее в качестве горючего для перегрева водяного пара, направляемого в контактную печь.
4.Прием выполнения способа по п.п. 1-3, отличающийся тем, что водяной газ подогревают либо теплом выходящего из контактной печи отработанного восстановительного газа, либо теплом выходящей из контактной печи парбводородной смеси, либо теплом выходящего из газогенератора свежего восстановительного газа.
5.Видоизменение способа по п.п. 1-4, отличающееся тем, что к водяному пару, поступающему в контактную печь, добавляют воздух или азото-кислородную смесь, с целью получения водорода и азота.
6.Видоизменение способа по п.п. 1-4, отличающееся тем, что к пароводородной смеси, посл ее выхода из контактной печи, добавляют воздух или азотокислородную смесь, с целью получения путем частичного сгорания водорода смеси азота и водорода, а выделяемым при этом теплом подогревают водяной пар, направляемый в контактную печь.
ЛУО
