El gas endotérmico (comúnmente conocido como gas RX, gas Endo) es un gas generado mezclando aire y gas natural (o propano) en una cierta proporción y craqueándolos en un tanque de reacción de catalizador de níquel a una temperatura por encima de aproximadamente 1000 °C. Cuando se usa gas natural como materia prima, la composición típica es aproximadamente 40% de N₂, 40% de H₂, 20% de CO, con una pequeña cantidad de CO₂, H₂O y CH₄. Debido a que la reacción es endotérmica, se requiere un calentamiento externo continuo; la composición del gas generado es estable, y es la elección principal para carburar el gas portador y el gas protector de enfriamiento neutro.
- Materias primas: aire + gas natural (o propano), mezclado en una relación fija
- Condiciones: alta temperatura (por encima de aproximadamente 1000 °C) + catalizador a base de níquel + calentamiento externo
- Producto: Aproximadamente 20% de CO, 40% de H₂, 40% de N₂ (materia prima de gas natural)
- La salida debe enfriarse rápidamente para evitar la precipitación de negro de carbono en la zona de temperatura media.
- Indicadores de calidad: punto de rocío/CO₂, CH₄ residual, estabilidad de los ingredientes
Principio de reacción
La generación de gas endotérmico se puede expresar aproximadamente como (tomando metano como ejemplo, O₂:N₂ ≈ 1:3.76 en el aire):
CH₄ + 2.38 × (0.21 O₂ + 0,79 N₂) → CO + 2H₂ + 1.88 N₂
Es decir, cada parte de metano reacciona con aproximadamente 2,4 partes de aire para producir CO, H₂ y N₂. reacción endotérmicaEl catalizador es generalmente un material refractario cargado con níquel que se utiliza para completar la reacción a una temperatura aceptable y suprimir el residuo de metano.
En la producción real, la relación de aire a gas natural a menudo se ajusta con precisión alrededor de 2,5:1 para controlar el punto de rocío o CO₂ del gas de salida, determinando así el "potencial de carbono" del gas.
Ingredientes típicos
| Componentes | Materia prima de gas natural (aprox.) | Alimentación con propano (aprox.) |
|---|---|---|
| CO | 20% | 23% |
| H₂ | 40% | 31% |
| N₂ | 40% | margen |
| CO₂ / H₂O / CH₄ | Una pequeña cantidad, cambios con la relación aire-combustible | Una pequeña cantidad |
Los datos de composición de materias primas de gas natural son consistentes con la información pública de la industria; los datos de materias primas de propano se refieren a la comparación en el artículo de gestión del potencial de carbono de Gos Control CQI-9.
¿Por qué enfriar rápidamente
Después de que el gas craqueado sale de la zona de reacción a alta temperatura, si se mantiene en el rango de aproximadamente 450–700 °C durante demasiado tiempo, una reacción inversa de 2CO → Se producirá C + CO₂, precipitando el negro de humo y cambiando su composición. Por lo tanto, se proporciona un enfriador (enfriamiento por agua o enfriamiento por aire) en la salida del generador para enfriar rápidamente el gas y "congelar" los componentes de equilibrio a altas temperaturas.
Objetivo principal
- Cementación / Carbonitruración Carrier GasProporcionar CO y H₂ estables, y ajustar el potencial de carbono con gas enriquecido;
- Protección de enfriamiento y calentamiento para acero de carbono medio y altoAjustar el punto de rocío para que coincida con el potencial de carbono con el contenido de carbono del material para evitar la descarburación;
- Recarburización, soldadura fuerte, sinterización y otras ocasiones que requieren un ambiente restaurador.
Debido a la composición estable y al contenido relativamente constante de CO, después de que la atmósfera endotérmica entra en el horno, el CO y el CO₂ están en un estado estable y el CH₄ está en un nivel bajo, lo que conduce a un control preciso y estable del potencial de carbono. Esta es su principal ventaja sobre las atmósferas de nitrógeno-metanol.
Lo que hay que tener en cuenta para la calidad del gas
- Punto de rocío o CO₂: Refleja la relación aire-combustible y el nivel de potencial de carbono del gas;
- CH₄ residual: Alto indica una disminución en la actividad del catalizador, temperatura de reacción insuficiente o desviación de la relación aire-combustible;
- Fluctuaciones de composición: Afecta directamente la precisión del control del potencial de carbono en el horno aguas abajo;
- negro de carbón: La aparición de negro de carbón indica la necesidad de quemar carbón o comprobar el enfriamiento.
Preguntas frecuentes
¿Son tóxicos los gases endotérmicos?
Con aproximadamente 20% de CO, es un gas tóxico e inflamable. Los talleres requieren ventilación, alarmas de CO, enclavamientos de seguridad confiables y procedimientos regulados de ignición / purga.
¿Se puede almacenar el gas después de apagar el generador?
En general, no hay almacenamiento ni producción continua bajo demanda. Cuando se requiere un suministro continuo de gas, se pueden usar generadores de doble horno, uno en uso y otro en espera, o se pueden conectar múltiples generadores en paralelo.
¿Qué significa RX?
RX fue originalmente el nombre comercial de la American Surface Combustion Company para el gas endotérmico, y más tarde fue ampliamente utilizado en la industria para referirse al gas endotérmico.