КОНТАКТНЫЙ АППАРАТ Российский патент 1995 года по МПК B01J8/04 

Изобретение относится к конструкциям контактных аппаратов, применяемых для проведения каталитических реакций, например, для окисления диоксида серы до триоксида серы при производстве серной кислоты, и может быть использовано в химической промышленности.

Целью изобретения является повышение экономичности и облегчение эксплуатации путем упрощения и ускорения замены катализатора.

На фиг. 1 изображен контактный аппарат для проведения каталитической гетерогенной реакции газообразных pеагентов, общий вид; на фиг.2 сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 3 вариант узла выгрузки катализатора из катализаторной коробки.

Контактный аппарат содержит корпус 1, теплоизоляционную футеровку 2, съемную корзину 3 с защитным слоем катализатора и катализаторную коробку 4 с основным слоем катализатора, наружную 5 и внутреннюю 6 перфорированные обечайки, днище 7 и крышку 8 съемной корзины с защитным слоем катализатора, наружную 9 и внутреннюю 10 перфорированные обечайки, днище 11 и крышку 12 катализаторной коробки с основным слоем катализатора, патрубки входа 13 и выхода 14 газовой смеси, патрубок 15 холодного байпаса, спиральные перегородки 16, вертикальные коллекторы входа 17 и выхода 18 теплоносителя, в частности исходного сырья, и катализатор 19. На крышках 8 и 12 съемной корзины и катализаторной коробки имеются строповочные устройства 20. Катализаторная коробка 4 может быть выполнена съемной (снабжена строповочным устройством 20) (см. фиг.1), при этом она может быть снабжена узлом выгрузки катализатора (см. фиг. 3), расположенным в ее нижней части и представляющим собой, например, коническую камеру 21, соединенную патрубками 22 с днищем 11 катализаторной коробки 4. Коническая камера 21 заканчивается патрубком 23 для выгрузки катализатора из аппарата.

Контактный аппарат работает следующим образом.

При проведении технологического процесса окисления диоксида серы до триоксида серы газовую смесь через патрубок 13 и вертикальные коллекторы входа 17 теплоносителя направляют в каналы спиральных перегородок 16 основного слоя, откуда она собирается в вертикальные коллекторы 18 и направляется через внутреннюю 6 перфорированную обечайку корзины 3 защитного слоя катализатора на катализатор 19, пройдя который, газовая смесь через наружную 5 перфорированную обечайку корзины 3, кольцевой зазор между корзиной 3 и катализаторной коробкой 4, внутреннюю 10 перфорированную обечайку катализаторной коробки поступает на катализатор 19 основного слоя. Катализатор засыпан между спиральными перегородками 16. На катализаторе осуществляется процесс окисления диоксида серы до триоксида серы. При этом тепло реакции через стенки (теплообменные поверхности) спиральных перегородок 16 передается газу, поступающему на окисление. Выйдя из катализаторного слоя, газ через наружную перфорированную обечайку 9 катализаторной коробки и патрубок 14 выводится из контактного аппарата.

Регулирование температуры газа, идущего на окисление диоксида серы, осуществляется холодным байпасом через патрубок 15 перед защитным слоем катализатора.

При работе контактного аппарата первые по ходу газа гранулы катализаторного слоя довольно быстро спекаются, что уменьшает активность и увеличивает гидравлическое сопротивление катализатора. Использование съемной корзины с защитным слоем катализатора перед основным слоем катализатора значительно упрощает и ускоряет процесс замены катализатора защитного слоя, предотвращает спекание катализатора основного слоя. При этом для основного слоя создаются оптимальные условия проведения процесса, заключающиеся в том, что отвод тепла осуществляется по мере его выделения благодаря развитой теплообменной поверхности, созданной внутри аппарата.

Замену катализатора в катализаторной коробке 4 производят следующим образом.

В а р и а н т 1. Катализаторная коробка съемная. В этом случае катализаторную коробку 4 отсоединяют от патрубка 13 входа газа и, используя строповочные устройства 20, извлекают ее из корпуса 1 аппарата. Замена катализатора производится вне аппарата. При этом возможна ее замена резервной катализаторной коробкой, заранее заполненной свежим катализатором.

В а р и а н т 2 (фиг.3). Катализаторная коробка 4 установлена в корпусе 1 стационарно. В этом случае загрузку в нее катализатора производят через патрубки 24, присоединенные к крышке 12 катализаторной коробки 4, а выгрузку отработавшего катализатора производят через патрубки 22, размещенные верхним концом в днище 11, а нижние концы патрубков 22 соединены с конической камерой 21, заканчивающейся патрубком 23, через который катализатор выводят из аппарата. Для предотвращения проскока газовой смеси мимо защитного слоя катализатора крышка 8 корзины 3 с защитным слоем катализатора герметично закреплена на крышке 12 катализаторной коробки 4.

Сочетание радиального слоя в корзине с защитным слоем катализатора с радиально-спиральным в катализаторной коробке обеспечивает низкое гидравлическое сопротивление контактного аппарата наряду с простотой замены катализатора защитного слоя.

Применение наружной теплоизоляции также сокращает объем строительно-монтажных работ, повышает степень заводской готовности аппарата, исключает необходимость сборки его на монтажной площадке. При этом снижаются затраты в связи с возможностью применения более дешевого теплоизоляционного материала, так как он не подвергается воздействию агрессивной среды.

Использование предлагаемого контактного аппарата обеспечивает по сравнению с известными повышение экономичности за счет создания оптимальных условий для проведения процесса и снижение гидравлического сопротивления. За счет более рационального использования объема, включая применение наружной теплоизоляции аппарата, повышается надежность его эксплуатации, уменьшается объем сборочных работ, облегчается и ускоряется замена катализатора.

Изобретение относится к конструкциям контактных аппаратов, применяемых для проведения каталитических реакций, например, для окисления диоксида серы до триоксида серы при производстве серной кислоты, и позволяет повысить экономичность и облегчить эксплуатацию аппарата путем упрощения и ускорения замены катализатора. Контактный аппарат для проведения каталитической гетерогенной реакции газообразных реагентов с радиально-спиральным ходом газа через слой катализатора, содержащий преимущественно цилиндрический корпус с крышкой, патрубки входа и выхода газа, размещенную в корпусе кольцеобразную катализаторную катализаторную коробку, включающую внутреннюю и наружную перфорированные обечайки, внутри которой по всей высоте установлены спиральные перегородки, пространство между которыми заполнено катализатором, имеющие каналы, объединенные коллекторами входа и выхода газа, перед катализаторной каробкой по ходу газа концентрично ей и оси аппарата расположена кольцеообразная корзина, заполненная катализатором, внутренняя и наружная стенки которой выполнены перфорированными. Кроме того,кольцеобразная корзина выполнена съемной и снабжена стропочными устройствами, а крышка съемной корзины герметично закреплена на крышке катализаторной коробки. Корпус снабжен наружным теплоизоляционным слоем. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. КОНТАКТНЫЙ АППАРАТ для проведения каталитической гетерогенной реакции газообразных реагентов с радиально-спиральным ходом газа через слой катализатора, содержащий преимущественно цилиндрический корпус с крышкой и днищем, патрубки входа и выхода газа, размещенную в корпусе кольцеобразную катализаторную коробку, включающую внутреннюю и наружную перфорированные обечайки, внутри которой по всей высоте установлены спиральные перегородки, пространство между которыми заполнено катализатором, имеющие каналы, объединенные коллекторами входа и выхода газа, отличающийся тем, что, с целью повышения экономичности и облегчения эксплуатации путем упрощения и ускорения замены катализатора, он снабжен установленной перед катализаторной коробкой по ходу газа концентрично расположенной по оси кольцеобразной съемной корзиной, заполненной катализатором, внутренняя и наружная стенки которой выполнены перфорированными. 2. Аппарат по п.1, отличающийся тем, что крышка съемной корзины герметично закреплена на крышке катализаторной коробки. 3. Аппарат по п. 1, отличающийся тем, что катализаторная коробка закреплена в корпусе аппарата, при этом ее крышка снабжена патрубками загрузки катализатора, а днище патрубками выгрузки катализатора, объединенными в коническую камеру, заканчивающуюся патрубком вывода катализатора из аппарата.