رآکتورهای آمیزش کننده شیشه ای فولادی در فرآیندهای گازی سازی زغال سنگ

در حالی که کوره گازی سازی اولیه زغال سنگ در دماهای شدید کار می کند که نیاز به پوشش های نسوز دارد.راکتورهای همزن شیشه ای با روکش فولادی (با روکش شیشه ای)اجزای حیاتی درپردازش پایین دستاز گاز سنتز این راکتورها در فرآیندهایی مانند تمیز کردن گاز سنتز، حذف گاز اسیدی، و سنتز محصولات جانبی شیمیایی (مثلاً متانول یا آمونیاک) مستقر می شوند. ارزش اولیه آنها در بی اثری شیمیایی شدید آنها نهفته است، که از خوردگی گونه های اسیدی مهاجم (H2S، CO2) جلوگیری می کند و از خلوص محصول محافظت می کند.

یک راکتور با روکش شیشه ای (ذوب شده با شیشه) از یک پوسته فولاد کربنی برای ایجاد استحکام مکانیکی و یک لایه شیشه بوروسیلیکات ذوب شده به سطح داخلی در دمای بالا (800-900$^circtext{C}$) تشکیل شده است.

پوشش شیشه ای یک مانع بی اثر ایجاد می کند که از شسته شدن یون های فلزی به سیال فرآیند جلوگیری می کند و از پوسته فولادی در برابر حمله شیمیایی محافظت می کند. این امر به ویژه در واحدهای گازرسانی پایین دستی که در آن گاز سنتز "مرطوب" می شود، حیاتی است و یک محیط اسیدی بسیار خورنده ایجاد می کند.

دوام شیمیایی با مقاومت در برابر اسید و قلیایی تعریف می شود. نرخ شسته شدن را می توان به صورت زیر مدل کرد:

در راکتورهای گازی سازی ذغال سنگ پایین دست، سیستم همزدن باید به اندازه دیواره های کشتی مقاوم باشد. همزن های فلزی معمولی به سرعت در دوغاب اسیدی یا مناطق پردازش شیمیایی خورده می شوند.

1. پروانه های با روکش شیشه ای:تیغه های همزن نیز باید با یک لایه شیشه ای پیوسته و بدون ترک پوشیده شوند، که اغلب از فرآیند "ذوب پودری" یا "پوشش غوطه ور" استفاده می شود تا اطمینان حاصل شود که شیشه از نظر شیمیایی با دیواره ظرف یکسان است.

2. سوسپانسیون جامد:از آنجایی که تمیز کردن گاز سنتز اغلب شامل دوغاب یا کاتالیزور می‌شود، هندسه همزن (به عنوان مثال، پروانه‌های PBT یا هیدروفویل) برای اطمینان از تعلیق یکنواخت بدون ایجاد آسیب ناشی از برشی به پوشش شیشه‌ای سفارشی شده است.

3. آب بندی:مهر و موم های مکانیکی باید توسط آستین های شیشه ای یا با آلیاژ بالا محافظت شوند تا از آلودگی متقاطع یا خرابی مهر و موم در حضور ترکیبات خورنده ردیابی جلوگیری شود.

مهندسان باید "پاشنه آشیل" تجهیزات ذوب شده با شیشه را مدیریت کنند:شوک حرارتی.

• استرس حرارتی:شیشه ضریب انبساط حرارتی متفاوتی نسبت به فولاد دارد. تغییرات سریع دما می تواند باعث ایجاد تنش کششی روی سطح شیشه شود و منجر به "تراشه" شود.

• محدودیت های عملیاتی:در پردازش پایین دستی تبدیل به گاز زغال سنگ، دمای عملیاتی معمولاً برای حفظ یکپارچگی پوشش شیشه‌ای پایین‌تر نگه داشته می‌شود.

راکتورهای ذوب شده شیشه ای در مراحل خاصی که خوردگی عامل محدود کننده است استفاده می شود:

1. شستشو و تمیز کردن گاز سنتز:حذف ردیابی آلاینده ها از گاز سنتز با استفاده از فرآیندهای مبتنی بر حلال.

2. حذف گاز اسیدی (AGR):استفاده از آمین یا حلال های فیزیکی برای جذب H2S و CO2. واحدهای احیای حلال اغلب از راکتورهایی با پوشش شیشه ای برای مدیریت حلال خورنده و گرما استفاده می کنند.

3. سنتز شیمیایی:تبدیل گاز سنتز تمیز شده به سوخت مایع یا مواد شیمیایی که در آن نیاز به خلوص بالا و کاتالیز اسیدی دخیل است.

س: آیا می توان از یک راکتور ذوب شده شیشه ای در داخل گازساز اولیه استفاده کرد؟

پاسخ: نه. دما در یک گازساز زغال سنگ از 1000$^circtext{C}$ فراتر می رود که باعث ذوب شدن پوشش شیشه ای می شود. این راکتورها صرفاً برای بخش های پردازش پایین دستی هستند که در آن گاز سنتز خنک شده است.

س: "آزمایش جرقه" چیست و چرا لازم است؟

پاسخ: تست جرقه (تست ولتاژ بالا DC) برای تشخیص " سوراخ های پین" در پوشش شیشه ای استفاده می شود. از آنجا که فولاد زیرین در صورت قرار گرفتن در معرض سیال فرآیند به سرعت خورده می شود، آزمایش جرقه دوره ای برای تایید یکپارچگی مانع شیشه ای ضروری است.

س: تاثیر مکانیکی بر راکتور چگونه است؟

پاسخ: آستر شیشه ای شکننده است. انداختن یک ابزار یا جزء فلزی در راکتور باعث "تراشه" شدن شیشه می شود. هنگامی که شیشه خرد شد، فولاد زیرین در معرض دید قرار می گیرد و محلی برای خوردگی موضعی سریع (حفره شدن) ایجاد می کند.

راکتورهای همزن ذوب شده با شیشه با روکش فولادی برای طول عمر و قابلیت اطمینان فرآیند تبدیل به گاز زغال سنگ در پایین دست ضروری هستند. با جداسازی موثر پوسته فولادی از گونه های شیمیایی خورنده، آنها زمان تعمیر و نگهداری را کاهش می دهند و تولید مواد شیمیایی با خلوص بالا را تضمین می کنند. اجرای صحیح، با تمرکز بر پیشگیری از شوک حرارتی و آزمایش دقیق یکپارچگی، به این کشتی‌ها اجازه می‌دهد تا در محیط‌های سخت پالایش گاز سنتز مدرن عملکرد قابل اعتمادی داشته باشند.

آیا شما یک راکتور برای یک واحد پاکسازی گازی شدن پایین دست یا یک فرآیند تبدیل شیمیایی پایین دست مشخص می کنید؟

تطبیق "غلظت گونه های شیمیایی" خاص با فرمول شیشه مهمترین عامل در جلوگیری از خوردگی طولانی مدت است.

آیا می‌خواهید تفاوت‌های خاص در فرمول‌های شیشه‌ای برای محیط‌های پردازش «اسیدی» در مقابل «قلیایی» در واحدهای پایین‌دستی گاز سنتز را مورد بحث قرار دهید؟