СПОСОБ МЕХАНИЧЕСКОЙ ОЧИСТКИ ПОВЕРХНОСТЕЙ ХИМИЧЕСКОЙ АППАРАТУРЫ ОТ ШЛАМОВ, СОДЕРЖАЩИХ МЕТАЛЛЫ ПЛАТИНОВОЙ ГРУППЫ Российский патент 1997 года по МПК B08B1/04 F28G3/08 

Изобретение относится к способам механической очистки поверхностей химической аппаратуры от шламов, содержащих металлы платиновой группы (МПГ) и может использоваться в химической промышленности в установках, использующих катализаторы из металлов платиновой группы, например, в установках по производству азотной, синильной кислот и гидроксиламинсульфата.

Известны способы очистки поверхностей аппаратуры, например от отложений солей. В способе по авт. свид. СССР N 213088, кл. F 28 G 3/08,1968 в качестве режущего инструмента используют щетку в виде ерша с главным движением резания вращательным и возвратно-поступательным относительно обрабатываемой поверхности. В другом известном способе по авт. свид. СССР N 671873, кл. F 28 G 3/08, 1979 в качестве режущего инструмента используют цилиндрические пружины с зубцами на их наружной поверхности. Пружины закреплены в обойме. В качестве главного движения резания в этом способе применяют вращательное движение обоймы с пружинами, а также их винтовое движение по обрабатываемой поверхности. Недостатком данных способов является отсутствие каких-либо количественных данных о параметрах резания, что не позволяет эффективно применять их для механической очистки поверхностей. Известен способ механической очистки поверхностей химической аппаратуры, например от шламов, включающий обработку этих поверхностей режущим инструментом (специальной очистной головкой), у которого главное движение резания является вращательным движением и/или движением по обрабатываемой поверхности, то есть эквидистантным к ней (см. авт. свид. N 1812418, 1993).

Недостатком данного способа прототипа, в котором используют произвольные движения резания по обрабатываемой поверхности любой формы, является также отсутствие каких-либо количественных данных по параметрам резания, что не позволяет эффективно применять данный способ для очистки поверхностей химической аппаратуры, содержащих, например шламы с МПГ.

Основная задача, на решение которой направлено изобретение, заключается в повышении эффективности механической очистки поверхностей химической аппаратуры за счет увеличения массы содержащих МПГ шламов, получаемых в результате механической очистки.

Данная задача достигается в способе механической очистки поверхностей химической аппаратуры от шламов, включающем обработку этих поверхностей режущим инструментом, у которого главное движение резания является вращательным движением и/или движением по обрабатываемой поверхности, согласно изобретению при очистке от шламов, содержащих металлы платиновой группы скорость резания выбирают в интервале 0,015-35 м/с при усилии резания от 0,05 до 2800 Н. Дополнительный отличительный признак способа заключается в том, что в случае, когда главное движение резания является вращательным движением, инструменту сообщают подачи по обрабатываемой поверхности в диапазоне 3•10^-5-9 м/с. В качестве режущего инструмента в предлагаемом способе используют следующие устройства: щетка, резец, фреза, развертка, зенкер и т.п.

Предлагаемое изобретение иллюстрируется примерами 1-7, приведенными в таблице. При этом в примерах 1-3, 6 и 7 полностью охватываются предлагаемые диапазоны параметров резания, а в примера 4 и 5 количественные значения параметров резания взяты за пределами предлагаемых диапазонов этих параметров.

Промышленные испытания способов механической очистки поверхностей химической аппаратуры от шламов, содержащих МПГ, проводят на котле-утилизаторе типа Г-335 БП тепла нитрозных газов, образовавшихся в результате реакции окисления аммиака на платинородиевых катализаторных сетках в реакторе, размещенном непосредственно перед котлом. Этот котел-утилизатор используется в отечественном агрегате неконцентрированной азотной кислоты под единым давлением 0,716 мПа мощностью 355 т НNО₃/сут. Котел Г-335 БП имеет футерованный изнутри корпус и содержит испаритель воды в виде кожухотрубного теплообменника, содержащего 480 прямых труб 50х3 мм длиной около 6 м из стали 20 с общей поверхностью теплообмена 330 м². Кроме того, он имеет пароперегреватель с поверхностью теплообмена 5,7 м² из труб 50х3 м из стали 15ХМ, изогнутых в виде элипсоидов. Концы трубы входят во входной и выходной коллекторы. Нитрозный газ, содержащий шлам с МПГ, проходит в межтрубном пространстве пароперегревателя и в трубном пространстве испарителя, при этом нитрозный газ одновременно соприкасается с футеровкой корпуса котла. В связи с этим шлам, содержащий МПГ, отлагается на наружных поверхностях труб пароперегревателя, внутренних поверхностях труб испарителя, внутренней поверхности футеровки корпуса котла. В испытаниях использовался котел-утилизатор, прошедший пятилетний срок эксплуатации. Для получения сопоставимых результатов в примерах 1-5 механической очистке подвергались по 50 труб испарителя, размещенных геометрически подобно относительно центральной оси кожухотрубного теплообменника котла. Таким образом, выбирались партии труб, в каждой из которых на внутренних поверхностях труб изначально было одинаковое количество шлама, содержащего МПГ.

В примерах 6 и 7 механической очистке подвергались соответственно наружные поверхности труб пароперегревателя и внутренняя поверхность футеровки корпуса котла. Поверхности труб пароперегревателя и футеровки корпуса имели сложные формы. Основные результаты испытаний приведены в таблице. Из сравнения результатов примеров 1-3 (в предложенных диапазонах параметров резания) с примером 4 (ниже нижних пределов предложенных параметров резания) видно, что в примерах 1-3 количество полученной массы шлама, содержащего МПГ, на 23-26% выше, чем в примере 4. Сравнение результатов примеров 1-3 с результатами примера 5 провести не представилось возможным, поскольку из-за высоких численных значений параметров резания режущий инструмент в примере 5 - иглофреза потеряла работоспособность через 2 ч работы.

Область применения: очистка поверхностей химической аппаратуры от шламов, содержащих металлы платиновой группы. Сущность изобретения состоит в способе механической очистки поверхностей химической аппаратуры от шламов, содержащих металлы платиновой группы, включающем обработку этих поверхностей режущим инструментом с вращательным движением при скорости резания 0,015-35 м/с при усилии резания от 0,05 до 2800 Н. 1 з.п. ф-лы, 1 табл.

1. Способ механической очистки поверхностей химической аппаратуры от шламов, содержащих металлы платиновой группы, характеризующийся обработкой этих поверхностей режущим инструментом, у которого главное движение резания является вращательным движением и/или движением по обрабатываемой поверхности, при этом скорость резания выбирают в интервале 0,015 35 м/с при усилии резания 0,05 2800 Н. 2. Способ по п. 1, характеризующийся тем, что в случае, когда главное движение резания является вращательным движением, инструменту сообщают подачу по обрабатываемой поверхности в диапазоне 3•10^- 5 9 м/с.