Безобогревный эндогенератор конструкции погорелко
Безобогревный эндогенератор предназначен для приготовления контролируемой атмосферы типа эндогаз состоит из блока конверсии метана, теплообменника, холодильника, блока газовоздушной смеси и электро-автоматики, обеспечивающей его работу в автоматическом режиме. Отличительной особенностью указанного эндогенератора от отечественных и зарубежных всех видов и исполнений является то, что в нем отсутствует традиционный и необходимый электричекий или газовый обогрев реторты. Возможность работы эндогенератора без обогрева реторты достигнуто, подогревом газовоздушной смеси до 600-650°С за счет тепла отходящего эндогаза при температуре 950-1000°C, поступающего в холодильник на охлаждение до 25-35°С. Стабильно и автотермично эндогенератор работает для приготовления эндогаза при 
=0,27-0,28. Запуск в работу эндогенератора начинается с разогрева катализатора до 950°С, при этом состав газовоздушной смеси должен соответствовать =0,6-0,75. Исключение традиционного электрического или газового обогрева реторты дает следующие положительные результаты: - существенно упрощает и удешевляет конструкцию эндогенератора, - существенно в 1,5-2 раза увеличивает срок службы катализатора, реторты и других узлов конструкции, - исключает расход электроэнергии или газа для приготовления защитной атмосферы типа эндогаз, - существенно, до 30%, уменьшает расход воды на охлаждение эндогаза. - имеет улучшенные экологические показатели.
Безобогревный эндогенератор для приготовления контролируемой атмосферы типа эндогаз относится к области энергетики, металлургии, машиностроения и других отраслей промышленности для применения в процессах термической и химико-термической обработки металлов и сплавов, при спекании металлокерамики, пайке металлических изделий и других процессов технологии.
Известен эндогенератор [1], [2], [3], выбранный в качестве прототипа, который включает в себя блок конверсии, холодильники [1], [4], фильтры для очистки воздуха, газодувку, ротаметры, приборы контроля давления газа до и после реторты, краны газовые, вентили, шкафы управления работой эндогенератора. Кожух печи эндогенератора выполнен из листовой и углеродистой стали и зафутерован огнеупорными и теплоизоляционными материалами. Нагреватели для обогрева реторты закреплены на внутренней поверхности футеровки. Реторта цилиндрической формы выполнена из жароупорной, стали, внутри вставлена жароупорная труба меньшего диаметра, образующая кольцевой зазор, пространство которого заполнено катализатором.
Газовоздушная смесь из газодувки поступает в реторту, проходя через катализатор при температуре 1050°C, преобразуется в эндогаз.
Недостатки известных конструкций эндогенераторов,. являющихся классическими, следующие:
- применение реторты с внешним обогревом увеличивает габариты шахтной печи из-за необходимости размещения нагревателей на внутренней поверхности футеровки, что увеличивает расход футеровочных материалов, повышает тепловые потери с поверхности кожуха шахтной печи и тем самым ухудшает эксплуатационные, техникоэкономические и другие показатели эедогенератора.
- жароупорная реторта, из-за, воздествия атомарных компонентов эндо-газа при температуре 1050°C ускоренно выводит ее из строя.
- применение элктрического или газового обогрева реторты, из-за частого выхода их из строя, ухудшают эксплуатационные и другие показатели работы эндогенератора.
Для устранения указанных недостатков, присущих известной конструкции эндогенератора. Безретортный эндогенератор для приготовления контролируемой атмосферы типа эндогаз, содержащий шахтную печь без элементов электрических или газовых обогрева реторты, кожух которой зафутерован теплоизоляциооным материалом, холодильник для
охлаждения эндогаза, блок газоподготовки смеси воздуха и газа для подачи в реторту на конверсию, шкафы управления работой эндогенератора, ОТЛИЧАЮЩИЙСЯ тем, что с целью исключения электрического или газового обогрева реторты, повышения надежности работы эндогенератора и повышения его эксплуатационных и др. показателей, эндогенератор снабжен теплообменником подогрева газовоздушной смеси /метана + воздух/ до 600=650°С, с последующей ее подачи на катализатор. Для защиты катализатора от тепловых потерь через стенку реторты и футеровки, реторта снабжена по всей высоте катализатора обечайкой, которая образует кольцевой зазор с трубой реторты и эндогаз, по выходе из катализатора, через отверстия в трубе реторты поступает в кольцевой зазор и движется вниз к патрубку на обечайке, через который поступает в теплообменник подогрева газовоздушной смеси.
Регулирование температуры на катализаторе и поддержание ее автоматически на уровне 950-1000°С эндогенератор снабжен регулирующим краном, который уменьшает или увеличивает пдачу количества воздуха в газовоздушную смесь с визуальным контролем ее количества по ротаметрам.
Для запуска эндогенератора в работу он снабжен регулирующим краном и ротаметрами, которые обеспечивают получение горючей смеси, cooтвeтствующей =0,6-0,75 и далее, по разогреву катализатора вручную изменяется соотношение смеси до значения =0,27-0,28, соответствующей протеканию автотермического режима реакций на катализаторе.
Сопоставимый анализ с прототипом позволяет сделать вывод, что заявляемый Безобогревный эндогенератор для приготовления контролируемой атмосферы соответствует критерию "Новизна".
Анализ известных технических решений в исследуемой области, т.е. теплоэнергетики,, металлургии, машиностроения и других отраслях промышленности позволяет сделать вывод об отсутствии в них признаков сходных с существенными "отличительным признаками" в заявляемом изобретении Безобогревного эндогенератора и признать заявляемые технические решения изобретения соотвествующим критерию "существенные отличия".
Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 показан общий вид блока конверсии эндогенератора, а на фиг.2 показана его технологическая схема.
На фиг.1. сделками показаны:
Д - пoдвoд газовоздушной смеси в теплообменник,
Д1 - движение смеси в теплообменнике,
Д2 - движение смеси в трубопроводе,
Д3 - движение смеси и эндогаза в слое катализатора,
М - движение эндогаза в реторте,.
M1 - движение эндогаза через заслонку в теплообменник,
М2 - движение эндогаза в теплообменнике,
М3 - движение эндогаза в холодильнике,
М4 - выход эндогаза из холодильника,
К и К1 - вход и выход воды из холодильника,
В - слив конденсата эндогаза.
Изобретение Безобогревного эндогенератора для приготовления контролируемой атмосферы показано на фиг.1 содержит блок конверсии А1, в состав которого входит кожух 1, теплоизоляция 2, реторта 3, заполненная катализатором 4. Верхняя часть реторты герметизирована крышкой 5 с закрепленной на ней теплоизоляционной пробкой. Для контроля температуры эндогаза на крышке закреплен термодатчик 6. По высоте слоя катализатора на реторте закреплена обечайка 7, которая образует кольцевой зазор для прохода эндогаза, поступающего через отверстия 7 а, выполненные в стенке реторты. Движение горячего эндогаза по поверхности реторты обеспечивает равномерность температуры на катализаторе по высоте и сечению. Нижняя часть реторты герметично перекрыта крышкой 8, на которой закреплена пробка 9, выполняющая роль теплоизоляции, решетка 10 для удержания катализатора и запально-искровое устройство 11. Теплообменник 12Г содержит корпус 12, теплообменные трубы 13 для прохода по ним газовоздушной смеси, верхний колпак 14, нижний колпак 15 с патрубком, по которому отводится газовоздушная смесь. Нижний патрубок колпака теплообменника соединен трубопроводом 16 с патрубком крышки реторты. На трубопроводе закреплен термодатчик 17, который обеспечивает контроль температуры смеси на выходе ее из теплообменника. Движение эндогаза из реторты в теплообменник осуществляется через заслонку 18,которая имеет патрубок для соединения с трубопроводом 19, по которому переводитя эндогаз в холодильник 20Х, при увеличении температуры смеси выше заданной. Теплообменник и холодильник в верхней части сединены патрубками через тройник 21. Холодильник 20Х состоит их корпуса 20, теплообменных труб 21а, верхнего 22 и нижнего.23 колпаков, ниппелей 24 и 26. Слив конденсата эндогаза осуществляется в воронку 26.
Технологическая схема эндогенератора фиг.2 включает в себя краны 1, 2, 3, 4, 5, 6, вентили 7, 8, 9. 10, запальники 11, 12, маномеметры
13 и 14, Датчики-реле давления 15 и 16,. нуль-регулятор 17, регулятор давления 18, клапан.электромагнитный 19, трубка импульсная 20, ротаметры 21,. 22, 23, газодувка 24, фильтры 25 и 26, система регулирования добавки, воздуха 27, клапан ПСК 28, свеча 29, 3х-ходовоЙ кран 30, шкаф управления температурой на катализаторе, шкаф 32 контроля и регулирования температуры газовоздушной смеси, шкаф 33 контроля состава эндогаза, блок конверсии эндогаза А1, теплообменник 12Г, холодильник 20Х и трубопроводы 34, 35, 36.
Безобогревный эндогенератор для приготовления контролируемой атмосферы работает следующим образом:
Запуск в работу начинается с разогрева катализатора 4 до 950°С. При нагреве катализатора до 950°С система газоподготовки устанавливается вентилем 10 с контролем по ротаметрам 7 и 8 на производительность 10% от номинальной. Трехходовой кран 30 устанавливается в положение сброса смеси на свечу для сжигания, а кран 6 ставится в положение закрыто. Далее включается газодувка 24 и вся газовоздушная смесь при =0,27-0,28 поступает на свечу 29, которая загорается от запальника 12. Краном 27 - подается дополнительный воздух в состав смеси с таким расчетом, чтобы состав смеси соответствовал =0,6-0,75. При этом соотношении горене смеси в слое катализатора будет устойчивым без погасания. После разогрева катализатора краном 27 уменьшается подача воздуха в газовоздушную смесь до величины =0,27-0,28, при которой стабильно идет автотермический процесс конверсии метана без подвода тепла. Контроль состава эндогаза по прибору шкафа 33. По получении эндогаза заданного состава открывается кран 6 для подачи его потребителям.
Регулирование температуры на катализаторе ведет автоматика через кран 27 путем уменьшения или увеличения подачи воздуха в блок конверсии 1А. Управление температурой подогрева смеси до 600-650°С, ведет автоматика через термодатчик, которая уменьшает или увеличивает. заслонкой 18 количество эндогаза, проходящего через теплообменник 12Г или по трубопроводу байпаса 19 на холодильник 20Х. По выходе из холодильника контролируемая атмосфера поступает потребителям для провдения процессов термической и химико-термической обработки изделий.
Безобогревный эндогенератор для приготовления контролируемой атмосферы типа эндогаз, содержащий шахтную печь, кожух, который теплоизолирован теплоизоляционным материалом, холодильник, газоприготовительную систему для приготовления газовоздушной смеси и подачи ее на катализатор для конверсии, шкаф управления температурой на катализаторе и шкаф контроля состава эндогаза, отличающийся тем, что эндогенератор снабжен теплообменником для подогрева газовоздушной смеси до 600-650°С, поступающей на катализатор для получения эндогаза.
