تصميم وبناء مصلح من مرحلة واحدة
ملخص:
المصلح أحادي المرحلة هو أحد المعدات الرئيسية لإنتاج الأمونيا الاصطناعية على نطاق واسع والتي تتم العملية على النحو التالي: تحويل CH4 (الميثان) في الغاز الخام (الغاز الطبيعي أو غاز حقل النفط والنفط الخفيف) إلى H2 وCO2 (منتجات) عن طريق التفاعل مع البخار تحت تأثير المحفز في درجة حرارة عالية وضغط.
تشمل أنواع أفران مُصلح المرحلة الواحدة بشكل رئيسي أفرانًا مربعة الشكل ذات إشعال علوي، وأفرانًا جانبية ذات حجرتين، وأفرانًا أسطوانية صغيرة، وغيرها، وتعمل جميعها بالغاز الطبيعي أو غاز التطهير. ينقسم هيكل الفرن إلى قسم إشعاعي، وقسم انتقالي، وقسم حمل حراري، ومدخنة تربط قسمي الإشعاع والحمل الحراري. تتراوح درجة حرارة تشغيل الفرن بين 900 و1050 درجة مئوية، وضغط تشغيله بين 2 و4 ميجا باسكال، وتتراوح طاقته الإنتاجية اليومية بين 600 و1000 طن، وتتراوح طاقته الإنتاجية السنوية بين 300,000 و500,000 طن.
يجب استخدام طوب مصبوب أو خفيف الوزن عالي القوة من ألياف السيراميك في تبطين قسم الحمل الحراري للمصلح أحادي المرحلة، والجدران الجانبية والجزء السفلي من الجدار النهائي لغرفة الإشعاع للمصلح أحادي المرحلة ثنائي الغرفة المُشعَل جانبيًا، نظرًا لسرعة تدفق الهواء العالية ومتطلبات مقاومة التآكل الناتجة عن الرياح العالية للبطانة الداخلية. بطانات وحدات ألياف السيراميك مناسبة فقط للجدران العلوية والجانبية والنهائية لغرفة الإشعاع.
تحديد مواد البطانة
وفقًا لدرجة حرارة تشغيل المُصلح أحادي المرحلة (900～1050℃)، والظروف التقنية ذات الصلة، وجو الاختزال الضعيف عمومًا في الفرن، واستنادًا إلى سنوات خبرتنا في تصميم بطانة الألياف وظروف إنتاج وتشغيل الفرن، يجب أن تعتمد مواد بطانة الألياف على نوع CCEWOOL عالي الألومنيوم (فرن أسطواني صغير)، ونوع الزركونيوم والألومنيوم، ومنتجات ألياف السيراميك المحتوية على الزركونيوم (سطح العمل)، اعتمادًا على درجات حرارة التشغيل المختلفة لعملية المُصلح أحادي المرحلة. يجب أن تستخدم مواد البطانة الخلفية منتجات ألياف السيراميك عالية الألومنيوم وعالية النقاء من CCEWOOL. يمكن استخدام الجدران الجانبية والجزء السفلي من الجدران النهائية لغرفة الإشعاع في الطوب الحراري الخفيف عالي الألومنيوم، ويمكن استخدام بطانيات ألياف السيراميك CCEWOOL 1000 أو ألواح ألياف السيراميك في البطانة الخلفية.
هيكل البطانة
تعتمد البطانة الداخلية لوحدات ألياف السيراميك CCEWOOL على هيكل بطانة من ألياف مركبة مُبلطة ومتراصة. أما البطانة الخلفية المُبلطة، فتُستخدم فيها بطانيات ألياف السيراميك CCEWOOL، ملحومة بمراسي من الفولاذ المقاوم للصدأ أثناء التركيب، وتُضغط عليها بطاقات سريعة للتثبيت.
تعتمد طبقة العمل المكدسة على مكونات ألياف مسبقة الصنع يتم طيها وضغطها باستخدام بطانيات ألياف السيراميك CCEWOOL، ويتم تثبيتها بزاوية حديدية أو متعرجة باستخدام البراغي.
تعتمد بعض الأجزاء الخاصة (على سبيل المثال الأجزاء غير المستوية) الموجودة في الجزء العلوي من الفرن على وحدات ألياف السيراميك المعلقة ذات الفتحة الواحدة المصنوعة من بطانيات ألياف السيراميك CCEWOOL لضمان هيكل ثابت، والذي يمكن بناؤه ببساطة وبسرعة.
يتم تشكيل بطانة الألياف القابلة للصب عن طريق لحام مسامير من النوع "Y" ومسامير من النوع "V" ويتم صبها في الموقع بواسطة لوحة القالب.
شكل ترتيبات تركيب البطانة:
افرد بطانيات ألياف السيراميك المبلطة، المُعبأة في لفات بطول 7200 مم وعرض 610 مم، ثم ثبتها بشكل مسطح على ألواح الفولاذ المثبتة على جدار الفرن أثناء عملية البناء. عادةً، يلزم وجود طبقتين مسطحتين أو أكثر، بمسافة بين كل طبقة وأخرى تزيد عن 100 مم.
وحدات الرفع ذات الفتحة المركزية مُرتبة على شكل "أرضية باركيه"، ومكونات الوحدة القابلة للطي مُرتبة بنفس الاتجاه بالتسلسل على طول اتجاه الطي. في صفوف مختلفة، تُطوى بطانيات ألياف السيراميك المصنوعة من نفس مادة وحدات ألياف السيراميك على شكل حرف "U" لتعويض انكماش الألياف.
وقت النشر: ١٠ مايو ٢٠٢١
