مصلح من مرحلة واحدة

تصميم عالي الكفاءة وموفر للطاقة

تصميم وبناء جهاز إصلاح أحادي المرحلة

جهاز إصلاح أحادي المرحلة 1

جهاز إصلاح أحادي المرحلة 2

ملخص:

يُعد جهاز الإصلاح أحادي المرحلة أحد المعدات الرئيسية لإنتاج الأمونيا الاصطناعية على نطاق واسع، والذي تتم العملية على النحو التالي: تحويل CH4 (الميثان) في الغاز الخام (الغاز الطبيعي أو غاز حقول النفط والنفط الخفيف) إلى H2 و CO2 (منتجات) عن طريق التفاعل مع البخار تحت تأثير عامل حفاز عند درجة حرارة وضغط عاليين.

تشمل أنواع أفران المُصلِح أحادي المرحلة بشكل رئيسي النوع المربع ذو الاحتراق العلوي، والنوع ذو الحجرتين ذو الاحتراق الجانبي، والنوع الأسطواني الصغير، وغيرها، والتي تعمل بالغاز الطبيعي أو غاز التنقية. ينقسم جسم الفرن إلى قسم إشعاع، وقسم انتقالي، وقسم حمل حراري، ومدخنة تربط بين قسمي الإشعاع والحمل الحراري. تتراوح درجة حرارة التشغيل في الفرن بين 900 و1050 درجة مئوية، وضغط التشغيل بين 2 و4 ميجا باسكال، وتبلغ الطاقة الإنتاجية اليومية بين 600 و1000 طن، بينما تتراوح الطاقة الإنتاجية السنوية بين 300,000 و500,000 طن.

يجب أن تُبطَّن منطقة الحمل الحراري في جهاز الإصلاح أحادي المرحلة، والجدران الجانبية، والجزء السفلي من الجدار النهائي لغرفة الإشعاع في جهاز الإصلاح أحادي المرحلة ذي الحجرتين الجانبيتين، باستخدام طوب خفيف الوزن أو طوب قابل للصب عالي المقاومة مصنوع من ألياف السيراميك، وذلك نظرًا لسرعة تدفق الهواء العالية ومتطلبات مقاومة التآكل بفعل الرياح العالية للبطانة الداخلية. وتُستخدم بطانات وحدات ألياف السيراميك فقط في الجزء العلوي والجدران الجانبية والجدران النهائية لغرفة الإشعاع.

تحديد مواد التبطين

جهاز الإصلاح ذو المرحلة الواحدة 02

وفقًا لدرجة حرارة تشغيل جهاز الإصلاح أحادي المرحلة (900-1050 درجة مئوية)، والظروف الفنية ذات الصلة، وبيئة الاختزال الضعيفة عمومًا داخل الفرن، واستنادًا إلى خبرتنا الطويلة في تصميم بطانات الألياف وظروف إنتاج وتشغيل الأفران، ينبغي أن تعتمد مواد بطانة الألياف على نوع CCEWOOL عالي الألومنيوم (للأفران الأسطوانية الصغيرة)، ونوع الزركونيوم-الألومنيوم، ومنتجات ألياف السيراميك المحتوية على الزركونيوم (للسطح العامل)، وذلك تبعًا لدرجات حرارة التشغيل المختلفة لعملية جهاز الإصلاح أحادي المرحلة. أما مواد البطانة الخلفية، فينبغي أن تستخدم منتجات ألياف السيراميك عالية النقاء وعالية الألومنيوم من CCEWOOL. ويمكن استخدام الطوب الحراري الخفيف عالي الألومنيوم للجدران الجانبية والجزء السفلي من الجدران النهائية لغرفة الإشعاع، بينما يمكن استخدام بطانيات ألياف السيراميك CCEWOOL 1000 أو ألواح ألياف السيراميك للبطانة الخلفية.

الهيكل المبطن

جهاز الإصلاح ذو المرحلة الواحدة 01

تعتمد البطانة الداخلية لوحدات ألياف السيراميك CCEWOOL على بنية بطانة من الألياف المركبة، مُرصّعة ومكدسة. أما البطانة الخلفية المُرصّعة فتستخدم بطانيات من ألياف السيراميك CCEWOOL، ملحومة بمثبتات من الفولاذ المقاوم للصدأ أثناء التركيب، ويتم تثبيتها باستخدام بطاقات تثبيت سريعة الضغط.
تعتمد طبقة العمل المكدسة على مكونات ألياف مسبقة الصنع يتم طيها وضغطها باستخدام بطانيات من ألياف السيراميك CCEWOOL، مثبتة بواسطة زاوية حديدية أو متعرجة مع براغي.
تعتمد بعض الأجزاء الخاصة (مثل الأجزاء غير المستوية) الموجودة أعلى الفرن على وحدات ألياف السيراميك المعلقة ذات الفتحة الواحدة المصنوعة من بطانيات ألياف السيراميك CCEWOOL لضمان هيكل متين، والذي يمكن بناؤه ببساطة وسرعة.
يتم تشكيل البطانة الليفية القابلة للصب عن طريق لحام المسامير من النوع "Y" والمسامير من النوع "V" ويتم صبها في الموقع بواسطة قالب.

شكل ترتيب تركيب البطانة:

أثناء عملية البناء، تُفرد بطانيات الألياف الخزفية المُرصّعة، والمُعبأة في لفائف بطول 7200 مم وعرض 610 مم، وتُسوّى على ألواح الصلب لجدار الفرن. عادةً ما يلزم طبقتان أو أكثر من هذه البطانيات، مع ترك مسافة تزيد عن 100 مم بين كل طبقة وأخرى.

تُرتب وحدات الرفع ذات الفتحة المركزية على شكل أرضية باركيه، وتُرتب مكونات وحدة الطي في نفس الاتجاه بالتتابع على طول اتجاه الطي. وفي صفوف مختلفة، تُطوى بطانيات الألياف الخزفية المصنوعة من نفس مادة وحدات الألياف الخزفية على شكل حرف "U" لتعويض انكماش الألياف.


تاريخ النشر: 10 مايو 2021

الاستشارات الفنية

الاستشارات الفنية