О компании Видео о компании Видео о компании Видео о компании

Эндотермическая атмосфера

 
Контролируемая эндотермическая атмосфера получается по сложным реакциям, в результате частичного сжигания метана при большом недостатке воздуха и распада (конверсии) боль­шей части метана без доступа воздуха.

Реакция сжигания метана, главной составной части пре­дельных углеводородных газов, при коэффициенте избытка воз­духа α = 0,25 протекает в две стадии. Первая стадия — взаимо­действие кислорода воздуха с 1/4 частью метана по обычной реакции горения:

1/4 СН4 + 1/2|О2 + 3,8N2| = 1/4 СО2 + 1/2 Н2О + 1,9N2. (1)

После израсходования всего кислорода по данной реакции в газовоздушной смеси остается 3/4 метана от первоначального количества. Вторая стадия — взаимодействие оставшегося ме­тана (без доступа воздуха) с продуктами реакции (1):

1/4СН4 + 1/2СО2 = 1/2СО + 1/2Н2; (2)
1/2СН4 + 1/2Н2О = 1/2 СО + 1,5Н2. (3)

При суммировании этих трех реакций получается типовая реакция получения эндотермической атмосферы с большим недостатком тепла:

СН4 + 1/2|О2 + 3,8N2| = CO + 2Н2 + 1,9N2 — Q, (4)

где Q — тепловой эффект реакции.

Если не подводить внешнего тепла к месту протекания реак­ции (4), то реакция будет постепенно замедляться, а затем совсем прекратится.

Приведенные выше реакции протекают в идеальном случае, а в практических условиях частично протекает реакция распада метана

СН4 = 2Н2 + С. (5)

Реакции взаимодействия метана с двуокисью углерода (2) и водяными парами (3) протекают очень медленно. Поэтому одновременно в той или иной степени успевает возникнуть реакция распада метана с образованием элементарного углеро­да — сажи (5). В связи с тем, что реакция распада метана без доступа воздуха может протекать медленно, часть метана вообще останется неиспользованной. Тогда реакция получения эндотермической атмосферы будет еще более сложной, и ее можно представить в следующем виде:

СН4 = 1/2 (О2 + 3,8N2) = а·СО + б•Н2 + 1,9N2 + (в•CO + 2Н2О + г•СН4). (6)

Так как малая скорость протекания реакции метана с продуктами реакции первой стадии СО2 и Н2О не обеспечивает нормального протекания всего сложного процесса получения эндотермической реакции, необходимо обеспечить ускоренное протекание реакций взаимодействия метана с СО2 и H2O и пол­ностью исключить реакцию распада метана с образованием элементарного углерода. В технике известны два основных способа ускорения химических реакций - повышение температуры и применение катализаторов. Умеренное повышение темпе­ратуры для ускорения реакций метана с двуокисью углерода и водяными парами не обеспечивает желаемого результата, так как часть метана все же распадается с выделением сажи. Не­обходимо повысить температуру до 1350°С и более, но ведение процесса при такой высокой температуре потребовало бы решения ряда новых проблем, поэтому такой способ в обычных условиях неприемлем.

Приблизительные анализы эндотермической атмосферыВторой способ ускорения химических реакций - применение катализаторов.

Государственным институтом азотной промышленности (ГИАП) разработан, а НИИТавтопромом опробован катализа­тор на никелевой основе ГИАП-3, пригодный для получения типовой эндотермической атмосферы при температурах 900 - 1000°С. Одним из недостатков этого катализатора является его способность разрушаться при взаимодействии с газом, содер­жащим серу. Катализатор ГИАП-3 теряет свою активность под воздействием городского или природного газа, содержащего да­же незначительное количество неорганической и органической серы, образуя сульфиды типа NixS. Катализатор ГИАП-3 может быть восстановлен путем регенерации при температуре 900°С и пропускании через него газа, свободного от сернистых сое­динений.

Для предварительной очистки городского газа от серы при­меняется катализатор ГИАП-10, который подвергается нагреву до 350°С. После очистки исходного газа от серы содержание последней в нем не превышает 3 мг/м3. Катализатор ГИАП-10, представляющий собой цинкохромовую смесь, очищая городской или природный газы от серы, обеспечивает катализатору ГИАП-3 устойчивую работу в течение длительного времени в реторте эндотермического генератора при 900 - 1000°С. Поэтому для нормальной работы эндотермического генератора необхо­димо применять серопоглотительные устройства.

Если правую часть основного уравнения получения эндо­термической атмосферы пересчитать на 100%, то получим 20% CO, 40% H2, 40% N2. Состав реальной эндотермической атмо­сферы, полученной на основе городского газа или пропана, изменяется в следующих пределах: 17,5 - 25% окиси углерода; 36,5 - 44% водорода; до 2% метана; 0 - 1,5% двуокиси угле­рода; 0,1 - 2,3% водяных паров и остальное до 100% - азот, т.е. химический состав эндотермической атмосферы может из­меняться в сравнительно широких пределах.

Эндотермическая атмосфера в зависимости от точки росы или от содержания двуокиси углерода может весьма гибко воздействовать на одну и ту же сталь, т.е. может науглеродить и обезуглеродить ее поверхностные слои или находиться с ней в состоянии равновесия, без какого-либо изменения состава поверхностного слоя.

Зависимость химического состава и точки росы эндотерми­ческой атмосферы от соотношения воздух - газ в различных газовоздушных смесях приведена на рис. 1, где по оси ординат отложен объем газов (СО, Н2, CH4, CO2), а по оси абсцисс - отношение воздуха к газу для двух составов городского газа и пропана. Диаграмма является ориентировочной.

В табл. 1 приведена зависимость между показателями точки росы и содержанием водяных паров в газе в объемных про­центах.

Показатели точки росы и соответствую­щее им содержание водяных паров в 1 м3 газа

таблица 1
Точка росы, °С
Содержание водяных паров
в г/м3
в % об.
-20
0,81
0,101
-15
1,31
0,163
-10
2,05
0,256
-8
2,45
0,305
-6
2,84
0,353
-5
3,18
0,395
-4
3,46
0,43
-3
3,77
0,459
-2
4,1
0,51
-1
4,46
0,555
0
4,84
0,602
1
5,21
0,648
2
5,6
0,697
3
6,01
0,748
4
6,46
0,804
5
6,91
0,86
6
7,42
0,922
8
8,52
1,06
10
9,73
1,21
15
13,5
1,68
20
18,5
2,3



  
Оборудование на складе
Объявления

Шкафы сушильные ШС-14
Шкафы сушильные ШС-14 сняты с производства

Изменение цен
С 1 февраля 2024 г. повышаются цены на производимое ООО "МИУС" оборудование. 

Благодарность от Президента РФ
Первый заместитель губернатора, председатель правительства Тульской области Вячеслав Федорищев передал директору компании Благодарность Президента РФ.

Юбилей ООО "МИУС"
В мае 2023 года нашей компании исполнилось 30 лет!

Премия правительства РФ в области науки и техники
ООО "МИУС" в числе лауреатов премии.

Реорганизация компании
Завершена реорганизация в форме преобразования ЗАО "МИУС" в ООО "МИУС"