تصميم وبناء أفران الهدرجة
ملخص:
فرن الهدرجة هو نوع من أفران التسخين الأنبوبية، يُستخدم لتنقية وتكرير الزيت الخام بإزالة شوائبه، مثل الكبريت والأكسجين والنيتروجين، وتشبع الأوليفينات أثناء الهدرجة، من خلال تفاعلات التكسير والتزامر عند ضغط أعلى (100-150 كجم/سم²) ودرجة حرارة أعلى (370-430 درجة مئوية). وتختلف أنواع الزيت الخام المكرر باختلاف أنواعه، حيث توجد أفران هدرجة الديزل، وأفران إزالة الكبريت من الزيت المتبقي، وأفران هدرجة تكرير البنزين، وغيرها.
يشبه هيكل فرن الهدرجة هيكل فرن التسخين الأنبوبي العادي، إما على شكل أسطوانة أو صندوق. يتكون كل فرن من حجرة إشعاع وحجرة حمل حراري. تنتقل الحرارة في الحجرة الإشعاعية بشكل رئيسي عن طريق الإشعاع، بينما تنتقل الحرارة في حجرة الحمل الحراري بشكل رئيسي عن طريق الحمل الحراري. وفقًا لظروف تفاعل الهدرجة والتكسير والتزامر، تبلغ درجة حرارة فرن الهدرجة حوالي 900 درجة مئوية. ونظرًا للخصائص المذكورة أعلاه لفرن الهدرجة، تُستخدم بطانة الألياف عادةً لجدران وسطح الحجرة الإشعاعية فقط. أما حجرة الحمل الحراري، فتُصنع عادةً من مواد قابلة للصب الحراري.
تحديد مواد البطانة:
مع الأخذ في الاعتباردرجة حرارة الفرن (عادةً حوالي900درجة مئوية)وجو مختزل ضعيففيالحفرن الايدروجينإلى جانبسنوات خبرتنا في التصميم والبناء وحقيقة أن أعدد كبير منيتم توزيع الشعلات بشكل عام في الفرن في الأعلى والأسفل وعلى جانبي الجدار، مادة البطانةفرن الهدرجةتم تحديدها لتشمل بطانة من الطوب الخفيف CCEFIRE بارتفاع 1.8-2.5 متر. الأجزاء المتبقية مصنوعة من ألياف السيراميك عالية الألمنيوم CCEWOOL كمادة سطحية ساخنة للبطانة، بينما تستخدم مواد البطانة الخلفية لمكونات ألياف السيراميك والطوب الخفيف بطانيات ألياف CCEWOOL القياسية.
هيكل البطانة:
وفقا لتوزيع فوهات الموقد في فرن الهدرجة، هناك نوعان من هياكل الفرن: فرن أسطواني وفرن صندوقي، لذلك هناك نوعان من الهيكل.
فرن أسطواني:
بناءً على الخصائص الهيكلية للفرن الأسطواني، يجب تبليط جزء الطوب الخفيف في الجزء السفلي من جدران الفرن في الغرفة المشعة ببطانيات ألياف السيراميك CCEWOOL، ثم تكديسها مع الطوب الحراري الخفيف CCEFIRE؛ يمكن تبليط الأجزاء المتبقية بطبقتين من بطانيات ألياف السيراميك القياسية CCEWOOL، ثم تكديسها مع مكونات ألياف السيراميك عالية الألومنيوم في هيكل تثبيت متعرج.
يتكون الجزء العلوي من الفرن من طبقتين من بطانيات الألياف الخزفية القياسية CCEWOOL، ثم يتم تكديسها مع وحدات الألومنيوم العالية في هيكل مرساة معلق بفتحة واحدة بالإضافة إلى وحدات قابلة للطي ملحومة بجدار الفرن ومثبتة بالبراغي.
فرن صندوقي:
بناءً على الخصائص الهيكلية لفرن الصندوق، يجب تبليط جزء الطوب الخفيف في الجزء السفلي من جدران الفرن في الغرفة المشعة ببطانيات ألياف السيراميك CCEWOOL، ثم تكديسها مع الطوب الحراري الخفيف CCEFIRE؛ يمكن تبليط الباقي بطبقتين من بطانيات ألياف السيراميك القياسية CCEWOOL، ثم تكديسها مع مكونات ألياف الألومنيوم العالية في هيكل مرساة من الحديد الزاوي.
يتكون الجزء العلوي من الفرن من طبقتين من البلاط من بطانيات الألياف السيراميكية القياسية CCEWOOL مكدسة مع وحدات ألياف السيراميك عالية الألمنيوم في هيكل مرساة معلق بفتحة واحدة.
يتميز هذان الشكلان الهيكليان لمكونات الألياف بمتانة نسبية في التركيب والتثبيت، كما أن تصنيعهما أسرع وأكثر ملاءمة. علاوة على ذلك، يسهل فكهما وتركيبهما أثناء الصيانة. تتميز بطانة الألياف بمتانة عالية، كما تتميز بأداء عزل حراري ممتاز.
شكل ترتيب تركيب بطانة الألياف:
وفقًا لخصائص هيكل تثبيت مكونات الألياف، تعتمد جدران الفرن على مكونات ألياف "متعرجة" أو "حديد زاوية"، مرتبة في نفس اتجاه الطي. تُطوى بطانيات الألياف المصنوعة من نفس المادة بين الصفوف المختلفة على شكل حرف U لتعويض انكماش الألياف.
بالنسبة لمكونات ألياف الرفع ذات الفتحة المركزية، والمثبتة على طول الخط المركزي حتى حافة الفرن الأسطواني في أعلى الفرن، يُعتمد ترتيب "أرضية الباركيه"؛ حيث تُثبّت الكتل القابلة للطي عند الحواف ببراغي ملحومة على جدران الفرن. تتمدد الوحدات القابلة للطي باتجاه جدران الفرن.
تتبنى مكونات رفع الألياف ذات الثقب المركزي في الجزء العلوي من فرن الصندوق ترتيب "أرضية الباركيه".
وقت النشر: ١٠ مايو ٢٠٢١
