Литература -->  Водородные ионы в производстве 

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 [ 12 ] 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159

через гидравлику 10 и по трубопроводу 13 он поступает в газгольдер. Для питания гидравлики водой служит трубопр. 12. Смола из гидравлики собирается в резервуаре 11.

Теоретически 1 кг углерода п 1,5 кг водяного пара должны дать 4 В. т. (приведенного к 0° и 760 мм ртутного столба), т. е. для получения 1 м В. г. требуется 0,25 кг углерода и 0,375 кг водяного пара. Практич. выходы В. г. и расход пара колеблются в зависимости от содержания углерода в коксе и от конструкции установки. Вследствие потерь углерода при горячем дутье в шлаках и в механич. уносе выход В. г. на 1 кг содержащегося в коксе углерода снижается в среднем до 2,2 м и не превышает 2,8 м. Вследствие неполного разложения пара расход его на 1 л** газа колеблется от 0,6 до 1,0 кг. Расход энергии для воздуходувок колеблется от 10 до 30 Wh, а расход воды для охлаждения и промывки-от 5 до 10 л, считая все на 1 j№* В. г. Для характеристики теплового баланса производства В. г. могут служить результаты испытаний, произведенных двумя научными учреждениями (табл. 1).

Табл. 1.-Тепловой баланс производства водяного газа (в %).

Обмен тепла

о S >.о

s а > ai%. в)

о ё о а

Введено тепла в генератор:

в коксе .....................

с паром .....................

с воздухом...................

92,52 7,35 0,13

93,41 6,50 0,09

100,00

100,00

Получено тепла из генератора:

с В. г. в виде химич. энергии.........

отходящ. тепла.........

с газами горяч, дутья, в виде хим. энергии . отходящ. тепла.

в виде горюч, остатка в золе.........

уносе .........

в золе и уносе отходящ. тепла........

с неразложенным водян. паром........

лучеиспускание и пр. потери.........

57,81 3,23

18,95 9,33 4,54 0,33 0,33 2,20 3,28

52,19 2,04

22,59 5,30 6,94

0,42 2,32 8,20

100,00

100,00

О размерах установок позволяют судить данные завода Франке Верке (Бремен), приведенные в табл. 2.

Табл. 2.-Размеры установок дяного газа.

для во-

Часовая

Мощность

Минималь-

Генераторы

произво-

моторов

ная пло-

дитель-

для дутья

щадь уста-

ность в.и

в Н

новок в м*

Бесколоснш:о-вые

50 100

16 25

С плоской

8 13 16 22 42

решеткой и центр, регулировкой

150 200 300 550

28 32 50 70

1000

Для обслуживания одного генератора достаточно одного рабочего. Добавочный персонал необходим для разгрузки от шлаков, а в больших генераторах и для загрузки кокса. Наряду с установившимися типами генераторов идет разработка новых типов с целью автоматизации и более совершенного использования тепла. Фиг., 2 изображает автоматич. установку для получения карбюрированного В. г. с весьма совершенным использованием тепла, выполненную в 1926/27 году фирмой Гемфриз (Глазго, Лондон) для Societe dEclairage, Chauffage et Force Mo-trice в Женевильере. Генератор A окружен Водяной рубашкой В, соединенной с паровым котлом низкого давления С, служащим для утилизации тепла, излучаемого генератором. При горячем дутье воздух поступает в генератор снизу. Выходящие сверху газы поступают в верхнюю часть карбюратора F, где сгорают с добавочным воздухом и нагревают карбюратор. Поступая в пароперегреватель G снизу, они в верхней его части окончательно дожигаются с новой порцией добавочного воздуха и поступают в рабочий котел Н, а оттуда, через пылеотделитель J, в дымовую трубу К. Газы как нижнего, так и верхнего парового дутья поступают в верхнюю часть карбюратора, смешиваются с парами вводимого туда масла и карбюрируются. Если в карбюрации нет надобности, газы, минуя карбюратор, также поступают под котел по особой трубе для теплообмена. Спекание шлаков уменьшается введением вращаюпейся колосниковой решетки Е. Производительность каждого генератора достигает 80 ООО м карбюрированного газа в сутки; вся установка должна давать 600 000-800 ООО л*з в сутки. Комплект из трех таких генераторов обслуживается тремя наблюдающими рабочими и одним-для уборки шлаков.

Т. к. необходимость пользоваться коксом для получения водяного газа сильно ограничивает распространение газа, то Штрахе предложил применять уголь в генераторах особой конструкции. Генератор Штрахе для получения двойного газа (фиг. 3) представляет собою соединение генератора 1 с подобием коксовой реторты 6 в его верхней части. Загружаемый туда уголь обогревается отходящими газами горячего дутья, проходящими в кольцевом пространстве вокруг ретортной части генератора. Продукты сухой перегонки по трубе 13 уходят в водяной регулирующий клапан 5 и трубу 14. В случае проникновения туда также и газов горячего дутья контрольная горелка, соединен- . пая с трубой 14, гаснет, и тогда необходимо повысить сопротивление клапана. При горячем дутье воздух по воздухопроводу 8 поступает снизу; газы горячего дутья поступают через вентиль 2 в пароперегреватель 3, где и сжигаются с добавочным воздухом,



подведенным через канал 12, vi уходят через вентиль 10 в дымовую трубу 11. При паро-


Фиг. 2.

вом дутье (пар поступает из 4) закрьшают вентили ,9 и 10 и впрыскивают в верхнюю часть пароперегревателя воду. Пар через канал 12 поступает в нижнюю часть генератора. Образовавшийся В. г. в смеси с продуктами коксования (двойной газ) оставляет генератор через трубу 13. Для чистки служит люк 7. Тройной газ представляет собою смесь В. г. с генераторным и продуктами сухой перегонки применен, угля.

Свойства В. г. Теоретически В. г. должен представлять смесь равных объемов СО и На. Такой газ (при 0° и 760 мм) имеет уд. вес (по отношению к воздуху) 0,52; его высшая тецлотворная способность на 1 Jit равна 3 070 Cal, низшая-не превышает 2 800 Cal; t° пламени 2160°; смеси с воздухом взрывают при содержании В. г. от 12,3 до 66,9%. Практически состав и свойства В. г. отклоняются от выведенных теоретически. Средний состав и свойства различных видов водяного газа характеризуются табл. 3 (по де-Гралю).

Свойства карбюрированного газа зависят от способа и степени карбюрации. Газ обогащается метаном (до 15%) и тяжелыми углеводородами (до 10%); его теплотворная рпо-собность повышается до 5 ООО Са1/л1.

Очистка В. г. производится в зависимости от его назначения. Газ для освещения и технич. целей очищается, как и светильный газ (см.). Так как В. г. обладает ядовитыми свойствами, но вместе с тем не имеет ни цвета, ни запаха, то из предосторожности к нему примешивают пары сильно

Табл. 3.-Состав и свойства водяного газа.

отравляющих катализаторы. Из них в В. г. находятся сероводород, сероуглерод и сероокись углерода. Для удаления их Ф. Фишер предлагает след. способ, дающий вместе с тем возможность вьщелить и утилизировать содержащуюся в них серу. Сероуглерод и сероокись углерода восстанавливаются каталитически водородом В. г. при t° 350-400° (в зависимости от катализатора). Катализаторы: Си, W РЬ, Bi, CuPb, СгаОзИ др. При этом сера этих соединений количественно дает сероводород HaS и его соли, которые окисляются до S по следующей реакции:

2 K,Fe(C3Sr). -f- K.S = 2 K.FeCCN). + S; (реакция идет в присутствии карбонатов или бикарбонатов); K4Fe(CN)6 на никелевом


Название газа

С]редний состав в объемных %

1 Л

Ко к АДО ей о о -

а НО И

Выход газа

в .4*

из 1 ООО кг угля

из 700 кг кокса

Бодянрй .

0,52

2 600

1 400

Двойной .

0,56

2 800

1 500

Тройной .

51,5

0.55

2 575

1 800

пахнущих веществ (меркаптаны, карбила-мин). В последнее время, в связи с применением В. г. для каталитич. целей (см. Метиловый спирт, Синтол, Жидкий уголь), потребовалась тщательная очистка его от присутствующих в нем ядовитых примесей.

Фиг, 3.

аноде окисляется до КзРе(СК)в с выходом по току в 100 %. На 1 кз полученной S расходуется 3 kWh.

Применение В. г. Наибольшее применение В. г. находит в освещении; но в виду того, что он горит несветящим пламенем, его карбюрируют: горячим способом - нефтяными маслами, холодным способом- бензолом, легкими нефтяными и т. п. погонами-или примешивают к светильному газу. Горячее карбюрирование распространено в С. Ш, А., где карбюрированный В. г. составляет ок. 75% всего вырабатываемого светильного газа. Примешивание В. г. к каменноугольному светильному газу распространено в 3. Европе, где почти каждый газовый з-д имеет установку для В. г. Здесь В. г. составляет от 5 до 8% всего вырабатываемого количества светильн. газа. В. г. широко распространен в металлургическ. и стекло-фарфоровой промьппленности в виду



высокой t° его пламени и возможности предварительного подогрева. В. г. применяется для получения водорода и, вместо водорода, в ряде восстановительных процессов: для свинцевания жести (по Мелей и Шанкен-бергу), для получения N0 (по Гейсеру), для получения S из SOg (по Тельду, Зульману и Пикару). В последнее время В. г. стал применяться для изготовления искусственного жидкого топлива и синтетического метилового спирта. В связи с этим возводятся мощные генераторы (Винклер) для газирования до 1 ООО т кокса и полукокса в сутки, при чем здесь применяют способ ускорения реакции при пульсации порошкообразного топлива под действием дутья воздуха и пара.

В 80-х гг. прошлого столетия В. г. называли топливом будущего , но затем интерес к нему ослабел вследствие ряда непреоборимых затруднений. В последние годы, благодаря возможности при производстве В. г. целесообразного использования самого низкосортного (порошкообразного, высокозольного) сырья как в качестве топлива, так и для химических реакций, к В. г. вновь пробудился интерес.

Лит.: S t г а с h е Н., Das Wassergas, Wien, 1896; Jtiptner Н., Beitrag zur Theorle des Generator- u. Wassergases, Stuttgart, 1904; Odell W., Water Gas Tar Emulsions, Wsli., 1921; Bacon R. and Ham or W., American Fuels, N. Y., 1922; De G г a h 1 G., Wirtschaltlicfae Verwertung d. Brennstoffe, Munchen, 1923; Has lam R. and Russel R., Fuels and their Combustion, New York, 1926; d e Grahl G., Verwertung v. Abfall- und Uberschuss-energie, Berlin, 1927; BoneW. a. Townend D., Flame a. Combustion in Gases, L., 1927; Taschenbuch f. Gasanstalten, Xokereien, Schwelereien u. Teerdestil-lationen, Halle, ab 1926; Kalender f. d. Gas- und Wasserfach, Munchen, ab 1878; The Gas World Year Воок , L., ab 1891; Das Gas-u. Wasserfach , Munchen, ab 1858; Wasser und Gas , Berlin, ab 1910; The Gas World , L., ab 1884. Б. Тычиинн.

ВОДЯНОЙ ЗАТВОР, сифон, изогнутая часть трубы, наполненная водой, к-рая препятствует проникновению газов из одной среды в другую, соседнюю; в частности в канализации, где В. 3. наиболее применим и необходим: он делает невозможным проникновение сероводородных и аммиачных газов из канализационной сети через приемники (приборы) в помещение. В. з. располагаются непосредственно за всеми санитарными приборами, как то: унитазы, писсуары, раковины, трапы и т. п. Форма их напоминает буквы и или S. Иногда В. з. снабжают вентиляционной трубкой, цель которой-препятствовать высасыванию воды из В. з. в случае уменьшения давления в канализационной сети или при смывке воды из В. з. водяным толчком. Вентиляционная трубка присоединяется к верхнему колену В. з. и сообщается другим концом с атмосферой. На фиг. показан способ присоединения В. з. к прибору: а - В. 3., б - канализационная труба и в-вентиляционная труба. В. 3. изготовляют обычно чугунные, диам. их д. б. не более диаметра сточных труб. Высота жидкости в В. 3. должна быть не менее 50 и не более 100 мм. В. 3. бывают вертикальные, косые и горизонтальные, в зависимости от угла, составляемого нижним коленом с вертикалью. Так как внизу В. 3. скопляются осадки, то для прочист-


ки их делают отверстие, снабженное пробкой; кроме того, обычно устраивают отверстие с пробкой и на верхнем колене для удобства прочистки отходящей трубы. Кроме В. 3. в виде сифона, употребляются т. н. воронкообразные В. з.,в к-рых вода разделяет два смежных отделения.

В. 3. употребляются также и при системах парового (центрального) отопления, где они играют роль предохранителей, препятствующих при нормальной работе проходу пара из котла помимо рабочих трубопроводов и пропускающих пар наружу (в раковину) с выбрасыванием воды из водяного затвора в случае повышения давления в котле сверх нормального. н. гущии.

ВОДЯНОЙ НАЛАНДР, машина, служащая для окончательной промывки тканей врасправку и отжима их. По устройству подобен каландру (см. Аппретура текстильных изделий), отличаясь от него лишь наличностью корыта с валиком для пропуска ткани через воду и перфорированной трубой для промывки ткани прыском. После отжима на водяном каландре можно довести содержание влаги в ткани до 40%.

ВОДЯНОЙ ПАР. Паром называется газообразное тело, получающееся из жидкости при соответствующих t° и давлении. Все газы м. б. обращены в жидкое состояние, и поэтому трудно провести границу между газами и парами. В технике паром считают газообразное тело, состояние которого недалеко от обращения в лшдкость. Т. к. в свойствах газов и паров имеются значительные различия, то это различие терминов вполне целесообразно. Водяные пары являются важнейшими из паров, применяемых в технике. Они употребляются, как рабочее тело, в паровых двигателях (паровых машинах и паровых турбинах) и для целей нагревания и отопления. Свойства пара чрезвычайно различны, смотря по тому, находится ли пар в смеси с той жидкостью, из которой получается, или он отделен от нее. В первом случае пар называется насыщен-ным, во втором случае-перегретым. В технике первоначально применялся почти исключительно насыщенный пар, в настоящее время в паровых двигателях находит самое широкое применение перегретый пар, свойства которого поэтому, тщательно изучаются [1].

I. Насыщенный п а р. Процесс испарения лучше уясняется графич. изображениями, напр. диаграммой в координатах р, V (удельное давление в кг/см и удельный объем в м/кг). На фиг. 1 изображен схематически процесс испарения для 1 кг воды! Точка ttg изображает состояние 1 кг воды при 0° и давлении р, при чем абсцисса этой точки изображает объем этого коли- честна, ордината-г-давление, под которым находится вода. Кривая ааа показывает изменение объема 1 кг воды при повышении давления. Давления в точках а, а, % соответственно равны Pz, р, Pi кг/см. Фактически это изменение чрезвычайно мало, и в технич. вопросах можно считать удельный объем воды не зависящим от давления (т. е. линию agaai можно принимать за прямую, параллельную оси ординат). Если нагре-



1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 [ 12 ] 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159