Главная Коллекция "Revolution" Программирование, компьютеры и кибернетика Циклон для очистки газов после обжига сульфида цинка в печи кипящего слоя

Циклон для очистки газов после обжига сульфида цинка в печи кипящего слоя

Сущность принципа действия циклонного пылеуловителя. Рекомендуемые материалы для установки. Анализ рабочей среды с точки зрения возникновения возможных видов коррозионного поражения металла. Рекомендации по профилактике и защите от коррозии оборудования.

Рубрика Программирование, компьютеры и кибернетика
Вид реферат
Язык русский
Дата добавления 18.01.2020
Размер файла 139,3 K
рефераты на заказ со скидкой

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

[Введите текст]

Министерство НАУКИ И ВЫСШЕГО образования Российской Федерации

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования

«Национальный исследовательский Томский политехнический Университет»

18.03.01 «Химическая технология» (впишите ваше направление)

Реферат

по дисциплине: Химическое сопротивление материалов и защита от коррозии

Тема: Циклон для очистки газов после обжига сульфида цинка в печи кипящего слоя

Томск - 2020

Содержание

Введение

1. Принцип действия циклонного пылеуловителя

2. Рекомендуемые материалы для установки

3. Анализ рабочей среды с точки зрения возникновения возможных видов коррозионного поражения металла

4. Рекомендации по профилактике и защите от коррозии оборудования

Заключение

Литература

Введение

Циклонные пылеуловители или просто циклоны -- самые распространенные аппараты для газоочистки. Одновременно они и самые простые по своему принципу работы, и самые сложные. Циклоны были разработаны еще в СССР и имеют проектную разработанную эффективность [1].

Они просты в разработке и изготовлении, надёжны, высокопроизводительны, могут использоваться для очистки агрессивных и высокотемпературных газов и газовых смесей.

Недостатками являются высокое гидравлическое сопротивление, невозможность улавливания пыли с малым размером частиц и небольшая долговечность (особенно при очистке газов от пыли с высокими абразивными свойствами) [1].

Циклоны относят к оборудованию так называемой сухой инерционной очистки, их популярность и использование обусловлено необходимостью очистки дымовых технологических газов от установок промышленной теплотехники. Циклоны эксплуатируются также для очистки газа при высоких температурах и давлениях [2].

1. Принцип действия циклонного пылеуловителя

Работа циклонов основана на использовании силы инерции. Газ поступает в патрубок со скоростью 20-25 м/с. Будучи подведен тангенциально, газ получает вращательное движение и разворачивается вниз, одновременно совершает вращательное и поступательное движение. Приближенно можно считать, что все частицы газа движутся с постоянной угловой скоростью. Статическое давление по диаметру цилиндра непостоянно. В центре создается разрежение. Пыль, вследствие инерции, отжимается к стенкам цилиндра. Частицы, касаясь стенок, теряют скорость и выпадают из потока. По мере движения к вершине конуса внутренние слои газа поворачивают к оси циклона и начинают двигаться в сторону выхлопной трубы, образуя по центру трубы восходящий вращающийся вихрь. Пыль осаждается в нижней части, входя в золоспускную трубу [8].

Работа циклона может происходить при любом его геометрическом положении.

Скорость поступления газов сильно влияет на КПД циклона. Теоретически с увеличением скорости КПД должен расти. Практически рост возможен только до определенного предела, а затем начинается падение. Наилучшая скорость от 20 до 29 м/с [8].

Эксплуатационные требования к циклонам включают в себя следующие параметры:

допустимую дисперсность частиц, которые поступают в циклон, мкм.

эффективность процесса, которая выражается в предельной весовой концентрации частиц после пылеудаления, в г/мм3;

производительность циклона, в м3/ч;

граничная температура воздуха или газа, поступающего в раструб циклона (более характерно для систем газоочистки, чем пылеудаления) - обычно до 400…600 °C;

внутренний диаметр циклона, мм.

2. Рекомендуемые материалы для установки

Циклоны, изготавливаемые из обычных сталей, могут быть применены для температуры не выше 400°С, а с литыми чугунными корпусами - до 500°С.

Циклоны из специальных сталей могут использоваться до температуры 750°С, а в случае наличия при этом жаростойких внутренних покрытий соответствующей толщины - до 1000 °С и больше [8].

В нашем случае работа циклона будет очищать от пыли газ, получаемый по реакции обжига сульфида цинка в печи кипящего слоя, то есть газ, получаемый по следующей реакции:

2ZnS + 3O2 = 2ZnO + 2SO2 + 460050 Дж [9].

В печах кипящего слоя температура обжига допускается выше, чем в многоподовых механических печах, и поддерживается в пределах 900-1000° С [9].

Следовательно температура выходящего по реакции газа будет приблизительно такой же и циклон стоит выполнять из специальной стали, обработанной жаростойким покрытием.

Такими являются высокохромистые стали:

Х25 (ЭИ181) с температурой плавления 1490 - 1510 °С

Х25Т (ЭИ439)

Х28 (ЭЖ 7, ЭИ349)

Эти стали могут применяться до 1100 - 1500 °С для деталей в ненагруженном состоянии, а так же для выводов нагревательных печей и циклонов до 1100 °С [10].

3. Анализ рабочей среды с точки зрения возникновения возможных видов коррозионного поражения металла

В данных условиях в циклонных пылеуловителях может проходить газовая коррозия металлов.

Газовая коррозия металлов - химический процесс окисления металлов при высоких температурах в отсутствии жидкой воды, когда конденсация влаги на поверхности невозможна. В результате газовой коррозии на поверхности металла могут образоваться оксиды, сульфиды и др. соли [3].

В основе коррозионных процессов как при любом окислении лежит хемосорбция кислорода (если среда - воздух). Если на металле образуется тончайший слой оксида, имеющий толщины порядка десятков ангстрем, оксидная пленка начинает защищать металл от дальнейшего окисления.

Способность металлов сопротивляться коррозионному воздействию газов при высоких температурах называется жаростойкостью, а сохранять в этих условиях механические свойства - жаропрочностью. Металл может быть жаропрочен, но не жаростоек и наоборот [3].

К газовым агрессивным агентам относятся O2, CO2, SO2, H2O, H2S, Cl2. Они имеют не одинаковую агрессивность по отношению к металлам. Скорость окисления возрастает в ряду H2O > CO2 > O2 > SO2

Механизм газовой коррозии обусловлен протеканием на поверхности раздела твердой и газовой фаз двух сопряженных реакций. Одна из них это окисление металла, другая - восстановление газообразного окислителя, причем в пространстве данные процессы не разделены. В этом же месте накапливаются продукты реакции окисления. В процессе образования продуктов коррозии атомы и ионы металла, с одной стороны, и атомы или ионы кислорода с другой, диффундируют сквозь постепенно утолщающуюся пленку продуктов коррозии. В результате этого на поверхности металла образуются соответствующие соединения, например, оксиды, сульфиды.

Газовой коррозии подвергаются, стали, чугуны, железо, которые взаимодействуют с кислородом. Они теряют прочность и твердость, особенно при температурах выше 300 0С. При этом образуются продукты в соответствии с реакцией

Fe + O2 > FeO + Fe3O4 + Fe2O3

Образующаяся смесь продуктов называется окалиной. Одновременно с этим происходит обезуглероживание металлов

Fe3C + O2 > Fe + CO2

Обезуглероживание происходит и в атмосфере водорода

Fe3C + 2H2 > 3Fe + CH4^

Иногда этот вид газовой коррозии называют водородной. Наряду с обезуглероживанием одновременно осуществляется и наводороживание, которое заключается в проникновении атомарного водорода в материал и последующее его растворение в нем, что приводит к заметному снижению пластичности материала. Данное явление иногда называют водородное охрупчивание [4].

4. Рекомендации по профилактике и защите от коррозии оборудования

Защита от коррозии - это комплекс мероприятий, направленных на предотвращение и замедление коррозионных процессов, сохранение и поддержание в работоспособном состоянии узлов и агрегатов машин, оборудования и сооружений в требуемый период их эксплуатации [5].

Способы защиты от коррозии выбирают на стадии конструирования и осуществляют в процессе изготовления и эксплуатации объектов. Для защиты металлов от наиболее распространенного и вредного вида химической коррозии - газовой коррозии существуют следующие основные методы:

жаростойкое легирование, т.е. введение в сплав компонентов, повышающих жаростойкость;

защитные покрытия, т.е. нанесение на поверхность металлических конструкций защитного металлического или неметаллического слоя;

защитные или контролируемые атмосферы, т.е. искусственно создаваемые газовые атмосферы(применяется главным образом при термообработке металлов;);

уменьшение окисления металлов, достигаемое различными путями [6].

При оценке коррозионной стойкости часто пользуются десятибалльной шкалой:

Таблица 1 - Шкала коррозионной стойкости металлов

Рассмотрим защитные покрытия более подробно.

Они представляют собой слой, искусственно создаваемый на поверхности металла с целью предохранения его от коррозии и подразделяются на органические, неорганические и металлические.

Органические защитные покрытия:

Лакирование - нанесение высокомолекулярных соединений, растворенных в летучем растворителе, на поверхность металла. После испарения растворителя на металле остается полимерный слой, не пропускающий окислитель и обладающий электроизоляционными свойствами. Лаки изготовляются из естественных смол (шеллак) или из синтетических полимеров (фенолоальдегидные, глифталевые, силиконовые и др.) [7].

Окраска металлических поверхностей сопровождается образованием полимера непосредственно на поверхности металла в процессе нанесения краски и ее отвердевания. Масляная краска представляет собой смесь частично окисленного масла (олифа) и пигмента-красителя. При нанесении краски тонким слоем на зачищенную до блеска поверхность металла масло быстро окисляется кислородом воздуха и затвердевает, образуя на поверхности металла плотную пленку, которая и защищает металл от коррозии [7].

Неорганические защитные слои

Наиболее распространены оксидные и фосфатные защитные пленки. Процесс получения на металле оксидных покрытий называется оксидирование, а фосфатных - фосфатирование.

Оксидирование металлов сводится к созданию на поверхности металла слоя оксида, через который диффузия кислорода была бы ничтожно малой. Методы нанесения оксидных слоев можно разделить на термические, химические и электрохимические (основной способ) [7].

Заключение

пылеуловитель циклонный металл коррозионный

В ходе выполнения индивидуального домашнего задания ознакомились с протеканием газовой коррозии материалов, рассмотрели ее агрессивные агенты. Привели основные методы защиты от данного вида коррозии.

Из проделанной работы сделали вывод о том, что защита от коррозии - это очень важный аспект проектирования оборудования, потому что от этого зависит экономическая составляющая и продолжительность срока службы.Литература

Литература

1. Циклоны, фильтры рукавные: [Электронный ресурс] // URL: https://ciklony.ru/novosti/ciklon-istoriya-sozdaniya-i-praktika-ekspluatacii/ (дата обращения 25.12.2019).

2. Газовая коррозия: [Электронный ресурс] // URL:https://studfile.net/preview/3156835/page:38/ (дата обращения 25.12.2019).

3. Химическая коррозия металлов. Газовая коррозия: [Электронный ресурс] // URL:https://helpiks.org/4-60997.html (дата обращения 25.12.2019).

4. Защита металлов от газовой коррозии: [Электронный ресурс] // URL: https://studizba.com/lectures/107-himija/1452-jekzamenacionnaja-teorija-po-himii/26935-zaschita-metallov-ot-gazovoj-korrozii-metody-zaschity-metallov-ot-jelektrohimicheskoj-korrozii.html (дата обращения 25.12.2019).

5. Защита от газовой коррозии: [Электронный ресурс] // URL: https://mylektsii.ru/1-106150.html (дата обращения 25.12.2019).

6. Защита металлов от газовой коррозии: [Электронный ресурс] // URL: https://sdamzavas.net/3-34461.html (дата обращения 25.12.2019).

7. Конструкция и принцип работы циклонного аппарата: [Электронный ресурс] // URL: https://helpiks.org/1-107204.html (дата обращения 14.01.2020).

8. Обжиг цинковых концентратов: [Электронный ресурс] // URL: https://studfile.net/preview/3561507/ (дата обращения 14.01.2020).

9. Марки жаропрочных и жаростойких сталей: [Электронный ресурс] // URL: http://met-all.org/stal/zharoprochnaya-zharostojkaya-stal-splavy-marki.html (дата обращения 14.01.2020).

Размещено на Allbest.ru

...

Подобные документы

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.

© 2000 — 2023, ООО «Олбест» Все права защищены