Ацетиленовые генераторы работающие по принципу вытеснение воды

Ацетиленовый генератор: виды, устройство и принцип работы

Ацетилен является бесцветным горючим газом. Это вещество является соединением углерода и кислорода, полученным в результате химической реакции. Применяется ацетилен для сваривания металлов, в химической промышленности, а также для производства взрывчатых веществ.

Этот газ является полностью синтетическим, поэтому, в отличие от метана, пропана и других природных летучих веществ, может быть приготовлен непосредственно на месте производственного процесса. Для получения ацетилена используются генераторы, в которых этот газ образуется при реакции карбида кальция с водой.

Виды ацетиленовых генераторов

Ацетиленовые генераторы могут отличаться по принципу работы и производительности. По способу добавления карбида кальция такие установки разделяются следующим образом:

Карбид в воду.
Вода на карбид.
Вытеснение воды.
Комбинированный способ.

В первом варианте происходит порционное добавление карбида кальция в воду. Во втором способе получение ацетилена осуществляется добавлением Н2О в сухой СаС2. В устройствах, основанных на принципе вытеснения воды жидкость подаётся автоматически на карбид. Интенсивность орошения сухого вещества находится в обратной зависимости с давлением внутри камеры. В комбинированных установках используются одновременно второй и третий способ получения газа.

Ацетиленовые генераторы существенно отличаются по размерам. Например, для проведения газосварочных работ используются мобильные изделия небольшого объёма. Промышленные установки могут занимать отдельное помещение, иметь объём тысячи литров и стоить более 1 млн. рублей.

Устройство и принцип работы ацетиленового генератора

Основной принцип получения ацетилена в генераторе заключается в реакции карбида кальция с водой. Учитывая тот факт, что этот газ является взрывоопасным, а давление внутри баллона может превысить максимальное значение, механизмы по добавлению твёрдого вещества или воды подобраны таким образом, чтобы исключить вероятность взрыва или разгерметизации ёмкости.

Принцип работы ацетиленового генератора «карбид в воду»

Генераторы, в которых для образования ацетилена карбид подаётся в воду, состоят из основной газообразующей камеры и бункера с СаС2. Ёмкость с сухим реагентом находится выше уровня жидкости в резервуаре и когда давление падает ниже определённого значения, происходит вбрасывание новой порции в воду.

В верхней части такой установки имеется газовый отборник, через который газ поступает к сварочной установке либо другим устройствам, работающим на ацетилене. Внизу ёмкости имеется решётка, служащая фильтром для гашённого карбида. Удаление отработанного кальциевого вещества также осуществляется в нижней части генератора через выпускной клапан.

Преимуществом установок работающих по принципу «карбид в воду» является практически полное разложение карбида кальция в воде, хорошее охлаждение и удобство обслуживания и эксплуатации. Недостатком такого вида генераторов ацетилена являются относительно большие размеры и повышенный расход воды. Наиболее часто такие приборы применяются в качестве стационарных газосварочных установок.

Принцип работы ацетиленового генератора «вода в карбид»

Генераторы, в которых для образования ацетилена подаётся вода в ёмкость с сухим реагентом могут быть 2 видов:

Работающие по принципу «мокрого процесса».
Работающие по принципу «сухого процесса».

Первый тип генераторов состоит из ёмкости, в которой находится карбид. Для получения газа в резервуар периодически подаётся вода небольшими порциями. Управление этим процессом осуществляется в полностью автоматическом режиме. Конструкция установок мокрого процесса образования ацетилена изготовлена таким образом, что при падении давления, уровень жидкости поднимается и подаётся в камеру с карбидом.

Генераторы, работающие по такому принципу имеют очень компактные размеры, надёжны в эксплуатации и легко обслуживаемы. Основным недостатком такой конструкции является невозможность изготовления промышленного образца. Максимальная производительность установки, в которой вода подаётся в карбид по принципу мокрого процесса, не превышается 10 М3.

В генераторах, где для получения ацетилена подаётся вода на карбид, может применяться «сухой» принцип работы. Особенностью таких установок является наличие внутреннего барабана с приводом. В эту ёмкость подаётся карбид кальция, который периодически орошается водой. Этот метод называется «сухим» по причине образования сухой извести после реакции. Получение сухого остатка обусловлено наличием высокой температуры в генераторе. Благодаря полному отсутствию жидкой воды во внутренней полости, производительность генератора этого типа является более высокой за счёт отсутствия растворения ацетилена. Генераторы этого типа используются, как правило, в стационарных установках средней мощности.

Ацетиленовые генераторы, работающие по принципу «вытеснение воды»

Установки этого типа состоят из двух сообщающихся резервуаров. В одной ёмкости происходит химическая реакция, в другой находится вода, вытесняемая из рабочей камеры. Карбид подаётся в специальной решётке, расположенной в верхней части центрального резервуара. После того как решётка погружается незначительно в воду, происходит бурная реакция с выделением газа. Образовавшийся газ давит на жидкость в первичной камере и вытесняет её во второй резервуар, таким образом снижая её уровень и оголяя часть решётки с карбидом. Когда давление падает, в результате использования газа из резервуара, уровень воды снова повышается и химическая реакция по выделению ацетилена возобновляется.

Основным преимуществом этого способа генерации газа является плавность работы и высокая надёжность. Недостатками системы производства ацетилена с вытеснением воды являются чрезмерный нагрев корпуса генератора и невозможность обслуживания устройств промышленного назначения. По этим причинам применение установок с вытеснением воды ограниченно только использованием в мобильных приборах.

Принцип работы комбинированных ацетиленовых генераторов

Комбинированные установки по производству ацетилена сочетают в себе принцип работы генератора «вода на карбид» и «вытеснение воды». Принцип работы такого устройства следующий:

В газовой камере размещается корзина с карбидом.
На карбид дозировано подаётся вода из бака.
При образовании давления внутри камеры, вода из неё вытесняется.
Газ удаляется через отборник.

При падении давления вышеописанная последовательность повторяется до полного расходования загруженного в рабочий отсек карбида.

Достоинством этого метода получения горючего газа, является очень плавная работа прибора. Применяются комбинированные генераторы преимущественно в передвижных установках.

Требования по безопасной эксплуатации ацетиленовых генераторов

При реакции карбида кальция выделяется взрывоопасный газ, а процесс разложения СаС2 сопровождается выделением большого количества температуры. Чтобы снизить вероятность возникновения чрезвычайных ситуаций на производственных объектах и во время выполнения различных работ, рекомендуется придерживаться следующих правил эксплуатации ацетиленовых генераторов:

Работать при температуре в диапазоне от -25 до +40 градусов Цельсия.
Вне зависимости от конструкции генератора следует обеспечить полную герметичность рабочего резервуара и целостность шлангов или труб подключаемых к газовому отборнику.
Мобильные установки необходимо эксплуатировать только в вертикальном положении.
Передвижные генераторы разрешается перевозить только в разряженном состоянии.
При очистке внутренних стенок рабочей ёмкости запрещается использовать материалы, которые при ударе могут искрить.
Производить работы с ацетиленом без использования водяного затвора категорически запрещено.
При замерзании прибора в зимнее время нельзя отогревать его с помощью открытого огня. Для этой цели следует использовать только горячую воду.
Работы с открытым огнём должны производиться не ближе 10 метров от генератора.
Карбид кальция следует использовать только такой грануляции, которая разрешена заводом-изготовителем данной установки.

Если придерживаться этих рекомендаций, то работа газового генератора будет безопасной и максимально эффективной.

Источник

Растворенный ацетилен и ацетиленовые станции

РАСТВОРЕННЫЙ АЦЕТИЛЕН

Кроме высоких теплофизических свойств ацетилена, значительным его преимуществом перед другими газами является возможность получения его непосредственно на местах потребления из карбида кальция, а также возможность транспортировки в баллонах под давлением в растворенном состоянии.

Ацетиленовые баллоны выпускаются по ГОСТУ 5948-60 и имеют те же размеры, что и кислородные. Кроме цельнотянутых баллонов применяются также сварные типа БАС-1-58, изготовляемые из углеродистой стали Ст.З или низколегированной стали 15ХСНД с толщиной стенок 4-4,5 мм, что обусловливает сравнительно небольшой вес оболочки баллона. Конструкция сварных баллонов емкостью 60 л, весом 35 кг и диаметром 300 мм разработана ВНИИавтогенмашем. Баллоны окрашиваются в белый цвет с красной надписью «ацетилен».

Вентиль ацетиленового баллона (рис. 21) изготовляется из низкоуглеродистой стали. Он имеет корпус 10, сальниковую гайку 1, шайбу 2, сальниковые кожаные прокладки 3, сальниковое кольцо 4, шпиндель 5 с запрессованным в него эбонитовым уплотнителем 6, стальную сетку 7, проволочное кольцо 8 и войлочную прокладку 9. На боковой грани корпуса вентиля имеется кольцевая выточка, в которую вставляется прокладка 11 из кожи или другого эластичного материала. К этой прокладке прижимается при помощи специального хомута входной штуцер ацетиленового редуктора. Открывание и закрывание вентиля производится торцевым ключом, надеваемым на верхнюю квадратную часть шпинделя.

Внутри ацетиленового баллона находится пориста я масса и ацетон. Назначением пористой массы является разделение всего объема баллона на весьма малые объемы, в которых ацетилен менее опасен в отношении взрыва и, кроме того, ускорение процессов растворения ацетилена в ацетоне при наполнении, а также выделения его при расходе газа, что достигается увеличением поверхности контакта ацетилена с ацетоном, смачивающим находящуюся в баллоне пористую массу.

Пористая масса должна удовлетворять ряду требований:

1) малый вес и максимальная пористость; 2) отсутствие оседания в процессе эксплуатации; 3) инертность по отношению к металлу баллона, ацетилену и ацетону; 4) надежное прекращение взрывчатого распада ацетилена, начавшегося в каком-либо месте баллона.

В настоящее время применяется пористая масса, состоящая из зернистого активированного древесного угля с размером зерен 1-3,5 мм марки БАУ (ГОСТ 6217-52), разработанная Д. Л. Глизманенко и С. Л. Милославским. Эта масса по сравнению с другими имеет ряд достоинств, в частности, является весьма легкой (объемный вес 300-310 г/л) и обладает высокой пористостью, достигающей 80%. Количество активированного угля, вводимого в баллон, составляет 290-320 г на 1 л емкости баллона.

Ацетон (СН₃СОСН₃) является одним из лучших растворителей ацетилена; будучи введен в баллон в количестве 225-300 г на 1 л емкости баллона, он пропитывает массу и при наполнении баллонов ацетиленом хорошо растворяет его.

Зависимость растворимости от температуры характеризуется следующими данными:

Давление наполнения ацетиленовых баллонов по ГОСТу 5457-60 не должно превышать 19 кгс/см 2 при 20° С.

Количество ацетилена в баллоне на заводах-наполнителях определяется взвешиванием его до и после наполнения; разность весов, деленная на удельный вес ацетилена (1,09 при 20° С) дает объем газа в м 3 . Приближенно газовую емкость баллона можно определить по формуле:

где V_a — объем ацетилена в баллоне;

7 — коэффициент, учитывающий количество ацетона и растворимость ацетилена; Е — водяная емкость баллона в л; Р — давление наполнения (19 кгс/см 2 при 20° С).

При подсчете по приведенной формуле в баллоне емкостью 40 л при полном давлении наполнения будет около 5,5 м 3 газа.

Ацетиленовые баллоны, как и кислородные, подвергаются испытанию и периодическому освидетельствованию каждые пять лет, причем основное испытание — давлением — производится на 30 кгс/см 2 азотом в специальных водяных ваннах. После очередного испытания на баллоне выбивается соответствующее клеймо. Состояние и уровень пористой массы в баллоне ежегодно проверяется на заводе-наполнителе.

При расходе ацетилена из баллона вместе с газом уносится некоторое количество ацетона — до 40 г на 1 м 3 ацетилена, что снижает газовую емкость баллона при последующих наполнениях. Для уменьшения потерь ацетона необходимо соблюдение определенных правил, а именно: вертикальное положение баллона при расходе газа, который не должен превышать 1700 л/ч, и оставление в баллоне остаточного давления не менее 0,5 кгс/см 2 при температуре 0° С и соответственно 1 кгс/см 2 от 0 до 15° С и 2 кгс/см 2 от 15 до 25° С.

Качество растворенного ацетилена регламентируется ГОСТом 5457-60, согласно которому содержание примесей по объему не должно превышать: воздуха и других малорастворимых в воде примесей не более 2%, фосфористого водорода РН₃ не более 0,02% и сероводорода H₂S не более 0,05%. Такая высокая чистота ацетилена достигается применением осушки и химического способа очистки газа от РН₃ и H₂S перед наполнением баллонов (иногда такая очистка применяется перед подачей ацетилена на рабочие места из стационарного генератора).

Очистка производится посредством специальных очистительных масс, в которых активными элементами являются хром или хлор; в результате летучие соединения серы и фосфора окисляются и переходят в нелетучие соединения — кислоты.

Наибольшее применение для этой цели получила масса, называемая гератолем, представляющим собой порошок желто-оранжевого цвета. Гератоль состоит из инфузорной земли (45-55% вес.), пропитанной водным раствором хромпика Na₂Cr₂₇ . 2H₂0 и серной кислоты H₂S0₄. Действие гератоля может быть представлено следующими реакциями:

1) образование хромового ангидрида из хромпика

2) взаимодействие хромового ангидрида с фосфористым водородом

3) взаимодействие хромового ангидрида с сернистым водородом

На очистку 1 м 3 ацетилена расходуется 75-100 г гератоля, который при насыщении примесями приобретает зеленоватый цвет и должен заменяться свежим. Очистка производится в так называемых химических очистителях, представляющих собой цилиндрические сосуды с одной или несколькими горизонтальными металлическими решетками. На решетки укладывается слой марли и насыпается гератоль; толщина слоя гератоля составляет-50-200 мм в зависимости от давления газа. Сверху гератоль также покрывается марлей, что препятствует уносу частиц массы потоком газа. Ацетилен поступает в нижнюю часть очистителя по трубе, имеющей ряд отверстий для распределения газа по сечению очистителя. Скорость прохождения ацетилена через очиститель не должна превышать 1 л/ч на 1 см 2 площади решетки.

АЦЕТИЛЕНОВЫЕ СТАНЦИИ

Ацетиленовой станцией называется специально оборудованное помещение с установками для получения ацетилена в целях централизованного снабжения газом рабочих мест для газопламенной обработки металлов или наполнения ацетиленом баллонов.

Станции разделяются по двум признакам:

1) по производительности: малые — до 25 м 3 /ч; средние 26- 100 м 3 1ч; крупные — свыше 100 м 3 /ч;

2) по назначению: для производства газообразного ацетилена под давлением до 1,5 кгс/см 2 ; для производства растворенного ацетилена; комбинированного типа для производства газообразного и растворенного ацетилена; для получения ацетилена под высоким давлением (свыше 1,5 кгс/см 2 ) в специальных целях.

На металлообрабатывающих заводах оборудуются, как правило, станции для производства ацетилена под давлением до 1,5 кгс/см 2 с подачей его на рабочие места по трубопроводу. Здание станции в этом случае имеет обычно следующие помещения: аппаратную, промежуточный склад карбида кальция (на суточный запас карбида), раскупорочную и бытовые помещения, отделяемые друг от друга несгораемыми стенами и защищенными от загорания дверями. Не должно быть непосредственного сообщения между промежуточным складом карбида с аппаратной, а также с бытовыми помещениями. Рядом с помещением станции должна быть оборудована яма для известкового ила, закрываемая крышкой и имеющая вытяжную трубу. Площадь аппаратного помещения зависит от производительности генератора и должна быть, например, при производительности до 5 м 3 /ч не менее 8 м 2 , от 6 до 10 м 3 /ч- 16 м 2 , 11-20 м 3 /ч — 24 м 2 и т.д.

Автор: Администрация

_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _

Источник

Оборудование для ацетиленовой станции

Ацетиленовая станция является частью производственного предприятия (завода) и состоит из одного или нескольких помещений, в которых расположены оборудование для получения ацетилена (газообразного или растворенного), склады для хранения ацетиле новых баллонов, распределительные пульты для централизован ного снабжения газообразным ацетиленом сварочных постов и уста новок газопламенной обработки. Около станции располагают ямы для сбора и хранения известкового ила с отстойниками для получения осветленной воды, используемой вторично для разложения карбида кальция в генераторах.
Ацетиленовую распределительную рампу с баллонами и редукторами располагают в отдельном здании или в отдельном помещении основного производственного здания.
Ацетиленовые станции, склады карбида кальция, склады ацетиленовых баллонов, иловые ямы и ацетиленовые распределительные установки относятся к категории А по классификации противопожарных требований.
Помещения ацетиленовой станции должны соответствовать требованиям, предъявляемым к зданиям и сооружениям не ниже II степени огнестойкости. Здания ацетиленовых станций и распределительных установок должны быть одноэтажными, без чердаков и подвальных помещений, а конструкции покрытий взрывоопасных помещений — легкосбрасываемыми.
Все взрывоопасные здания и сооружения станции должны быть удалены: от цехов разделения воздуха (мест забора воздуха) не менее чем на 300 м; цехов с открытым огнем (доменные и мартеновские печи, кузнечные, литейные и термические цехи и т. п.) не менее чем на 50 м; от внутризаводских путей не менее чем на 20 м для железнодорожных и не менее чем на 10 м для автомобильных.

Склады ацетиленовых баллонов и наполнительные отделения, расположенные в отдельно стоящих зданиях, могут быть емкостью не более 3000 баллонов и должны быть разделены несгораемыми стенами на отсеки по 500 баллонов. Каждый отсек должен иметь самостоятельный выход наружу и предназначаться для хранения только наполненных или только порожних баллонов. При количестве наполненных и порожних баллонов не более 80 шт. их можно размещать в общем помещении.
Расстояние между складами наполненных или порожних баллонов и другими производственными зданиями должно быть не менее: 20 м для складов емкостью до 500 баллонов, 25 м — до 1500 баллонов, 30 м — свыше 1500 баллонов. До жилых и общественных зданий расстояние должно быть не менее 100 м.
Отопление помещений ацетиленовых станций допускается только центральное. Во взрывоопасных помещениях электропроводка должна быть наружной, а освещение — через герметичные окна с помощью прожекторов. Допускается использование электроаппаратуры, взрывобезопасной в ацетилено-воздушной среде и имеющей на это соответствующий паспорт. Станцию следует располагать в зоне действия молниеотвода. Вентиляция необходима естественная, вытяжная, осуществляемая с помощью вытяжных труб и зонтов. Для крупных станций используют приточную механическую вентиляцию с нагнетательными вентиляторами. Полы покрывают асфальтом. В наполнительном и ремонтном отделениях допускаются деревянные полы. Металлические площадки покрывают резиновыми ковриками, что исключает возможность случайного искрообразования при ударе.

Спонсор сайта: Тиберис – лучший интернет-магазин сварочного оборудования Подробнее »
Metalcut Pro — современный центр металлообработки Подробнее »

Источник

Ацетиленовые станции

Автоматизированные ацетиленовые установки

Для механизации и автоматизации тяжелых и трудоемких работ (вскрытие барабанов с карбидом кальция и их транспортировка, загрузка генератора карбидом кальция, удаление известкового ила и т. п.) на современных ацетиленовых станциях применяют автоматизированные ацетиленовые установки.

Автоматизированная установка, оборудованная стационарным генератором «Автогенд-М» производительностью 40—60 м 3 /ч на избыточное рабочее давление 0,035 МПа. Генератор предназначен для работы на карбиде кальция любой грануляции без отсева пыли. Мелкий карбид кальция грануляции 2 /₈ мм можно перерабатывать в нем только вместе с карбидом кальция более крупной грануляции. Температура воды в газообразователе при нормальной работе не выше 80 0 С, температура газа после промывателя не выше 35° С.

Автоматизация ацетиленовых установок обеспечивает также безопасность работы генераторов. Автоматизации подлежат:

1. Включение и выключение двигателя привода шнека, подающего карбид кальция в газообразователь.

2. Включение и выключение насоса, подающего воду в напорный бак.

3. Отключение подачи карбида кальция в газообразователь при отсутствии воды в напорном баке, а также подача предупредительного сигнала.

4. Отключение подачи карбида кальция в генератор и насосов для осветленной воды при появлении ацетилена в воздухе производственных помещений, при отсутствии напряжения в цепях автоматики, при аварийной продувке трубопроводов азотом, при снижении давления воздуха, подаваемого на нужды пиевмоавтоматики, и при снижении давления азота, подаваемого на ацетиленовую станцию для продувки.

5. Отключение ацетиленовых компрессоров при падении давления ацетилена во всасывающей линии ниже 40 мм вод. ст.

6. Регулирование режима работы блоков адсорбционной осушки ацетилена и отключение электроподогревателей регенерирующих адсорбент азота.

Кроме того, на ацетиленовых станциях предусматривается также система принудительной вентиляции, автоматически включаемая в нужный момент.

Ацетиленовая станция является частью производственного предприятия и состоит из одного или нескольких помещений, в которых расположены оборудование для получения ацетилена (газообразного или растворенного), склады для хранения ацетиленовых баллонов, распределительные пульты для централизованного снабжения газообразным ацетиленом сварочных постов и установок газопламенной обработки. Около станции располагают ямы для сбора и хранения известкового ила с отстойниками для получения осветленной воды, используемой вторично для разложения карбида кальция в генераторах.

Ацетиленовую распределительную рампу с баллонами и редукторами располагают в отдельном здании или в отдельном помещении основного производственного здания.

Ацетиленовые станции, склады карбида кальция, склады ацетиленовых баллонов, иловые ямы и ацетиленовые распределительные установки относятся к категории А по классификации противопожарных требований.

Помещения ацетиленовой станции должны соответствовать требованиям, предъявляемым к зданиям и сооружениям не ниже II стегни огнестойкости

Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет

Источник