石炭一次ガス化炉は耐火物ライニングを必要とする極端な温度で稼働しますが、スチールライニングガラス溶融(ガラスライニング)撹拌反応器の重要なコンポーネントです。下流処理合成ガスの。これらの反応器は、合成ガスの洗浄、酸性ガスの除去、化学副生成物 (メタノールやアンモニアなど) の合成などのプロセスに使用されます。その主な価値は、化学的に極めて不活性であることにあり、攻撃的な酸性種 (H2S、CO2) による腐食を防ぎ、製品の純度を保護します。
グラスライニング (ガラス溶融) 反応器は、機械的強度を提供する炭素鋼シェルと、高温で内面に溶融されたホウケイ酸ガラスの層で構成されます ($800–900^circtext{C}$)。
ガラスライニングは不活性バリアを形成し、金属イオンがプロセス流体に浸出するのを防ぎ、スチールシェルを化学的攻撃から保護します。これは、合成ガスが「湿式洗浄」され、腐食性の高い酸性環境が生成される下流のガス化装置では特に重要です。
化学的耐久性は、酸やアルカリに対する耐性によって定義されます。浸出速度は次のようにモデル化できます。
下流の石炭ガス化反応器では、撹拌システムは容器の壁と同じくらい耐久性がなければなりません。従来の金属製撹拌機は、酸性スラリーや化学処理ゾーンでは急速に腐食します。
グラスライニングインペラ:また、撹拌ブレードは、ガラスが容器壁と化学的に同一であることを保証するために、多くの場合「粉末溶融」または「浸漬コーティング」プロセスを使用して、連続した亀裂のないガラス層でコーティングする必要があります。
固体懸濁液:合成ガスの洗浄にはスラリーや触媒が含まれることが多いため、グラスライニングにせん断による損傷を引き起こすことなく均一な懸濁液を確保できるように、撹拌機の形状 (PBT や水中翼羽根車など) がカスタマイズされています。
シーリング:メカニカルシールは、微量の腐食性化合物の存在下での相互汚染やシールの破損を防ぐために、グラスライニングまたは高合金スリーブで保護する必要があります。
エンジニアは、ガラス溶融装置の「アキレス腱」を管理する必要があります。熱衝撃。
熱応力:ガラスは鋼とは異なる熱膨張係数を持っています。急激な温度変化によりガラス表面に引張応力が生じ、「チッピング」が発生する可能性があります。
動作限界:石炭ガス化の下流処理では、グラスライニングの完全性を維持するために、通常、動作温度がそれ以下に保たれます。
| パラメータ | スチール(ベース) | グラスライニング |
|---|---|---|
| 熱膨張 | 高い | 低い |
| 耐食性 | 低い(影響を受けやすい) | エクストリーム (イナート) |
| 耐衝撃性 | 高い | 脆い |
| 温度制限 | 非常に高い | 中程度 ($<250^circtext{C}$) |
ガラス溶融反応器は、腐食が制限要因となる特定の段階で使用されます。
合成ガスのスクラビングとクリーニング:溶剤ベースのプロセスを使用して合成ガスから微量汚染物質を除去します。
酸性ガス除去 (AGR):アミンまたは物理的溶媒を利用して H2S と CO2 を吸収します。溶媒再生ユニットでは、腐食性の熱負荷の高い溶媒を処理するために、グラスライニングされた反応器が使用されることがよくあります。
化学合成:精製された合成ガスを、高純度の要件と酸触媒が関与する液体燃料または化学薬品に変換します。
Q: ガラス溶融反応器を一次ガス化装置内で使用できますか?
A: いいえ。石炭ガス化炉内の温度は $1000^circtext{C}$ を超え、グラスライニングがすぐに溶けてしまいます。これらの反応器は、合成ガスが冷却された下流の処理セクション専用です。
Q: 「スパークテスト」とは何ですか?また、なぜ必要ですか?
A: スパーク試験 (高電圧 DC 試験) は、グラスライニングの「ピンホール」を検出するために使用されます。下地のスチールはプロセス流体にさらされると急速に腐食するため、ガラスバリアの完全性を確認するには定期的なスパークテストが不可欠です。
Q: 機械的衝撃は原子炉にどのような影響を与えますか?
A: グラスライニングは脆いです。工具や金属部品をリアクター内に落とすと、ガラスが「欠け」ます。ガラスが欠けると、その下にある鋼材が露出し、局所的な急速な腐食 (孔食) が発生する場所が生じます。
スチールライニングのガラス溶融撹拌反応器は、石炭ガス化下流処理の寿命と信頼性にとって不可欠です。スチールシェルを腐食性化学種から効果的に隔離することで、メンテナンスのダウンタイムを短縮し、高純度の化学物質の生産を保証します。熱衝撃防止と厳格な完全性テストに重点を置いた適切な実装により、これらの容器は最新の合成ガス精製の厳しい環境でも確実に動作することができます。
下流のガス化洗浄ユニットまたは下流の化学変換プロセス用の反応器を指定していますか?
特定の「化学種の濃度」をガラス配合に適合させることが、長期的な腐食を防ぐ最も重要な要素です。
下流合成ガス装置内の「酸性」処理環境と「アルカリ性」処理環境におけるガラス配合の具体的な違いについて議論したいですか?