АБСОРБЦИОННАЯ БАШНЯ Российский патент 2004 года по МПК C01B17/80 B01D53/18 B01D53/26 B01J19/30 

Изобретение относится к конструктивному оформлению абсорбционных башен, применяемых в производстве серной кислоты на стадиях осушки воздуха или газа от влаги и абсорбции триоксида серы из газовой смеси.

Известен вертикальный насадочный аппарат, используемый в производстве серной кислоты контактным методом.

Аппарат представляет собой цилиндрическую футерованную емкость. В нижней части находится специальная керамическая конструкция, служащая для поддержания насадки. Над ней располагается в укладку или навалом слой насадки высотой 4-8 м, на котором проходят массотеплообменные процессы. В верхней части аппарата находятся оросительные устройства в виде форсунок, оросительных плит или желобов, распределительных коллекторов (В.М.Рамм, Абсорбция газов. М., Химия, 1976, с.309).

Наиболее близкой к описываемой конструкции по технической сущности и достигаемому результату является известная насадочная абсорбционная башня, включающая стальной футерованный кислотоупорным кирпичом корпус, заполненный насадкой, входной патрубок для ввода газовой или воздушной смеси, газораспределительную решетку и кислотораспределительное устройство. В известной конструкции газораспределительная колосниковая решетка включает в себя выложенные на днище футерованного корпуса башни опорные столбы с уложенными на них колосниковыми керамическими балками. Опорные столбы выполнены также из кислотоупорного кирпича.

Известная абсорбционная башня представлена на фиг.1 и состоит из футерованного кислотоупорным кирпичом корпуса (1), входного патрубка для ввода газовой или воздушной смеси (2), газораспределительной колосниковой решетки под насадку (3), насадки (4), кислотораспределительного устройства (5) (Справочник сернокислотчика./Под ред. Проф. К.М.Малина. - М., Химия, 1971, с.591-593).

Недостатками известных абсорбционных башен является сложная специальная конструкция для поддержки газораспределительной решетки с применением дефицитных и дорогостоящих материалов для ее выполнения, неравномерность распределения газовой или воздушной смеси на входе в насадку, что приводит к снижению эффективности работы абсорбционной башни и, как следствие, к увеличению объема применяемой насадки.

Нами поставлена задача создать абсорбционную башню, лишенную вышеописанных конструкционных недостатков, и при этом повысить эффективность тепломассообменных процессов и уменьшить, тем самым, объем применяемой насадки.

Поставленная задача решена в предлагаемой конструкции абсорбционной башни. Башня включает в себя стальной футерованный кислотоупорным кирпичом корпус, заполненный насадкой, входной патрубок для ввода газовой или воздушной смеси, газораспределительную решетку и кислотораспределительное устройство. На днище стального футерованного корпуса башни, соосно с ним, выкладывают из стандартного кислотоупорного кирпича цилиндрическую газораспределительную решетку с меньшим, чем корпус башни, диаметром, имеющую сквозные каналы разной длины на каждом ее уровне, причем со стороны насадки сквозные каналы распределены по сечению решетки ступенчато в виде правильных концентрических многоугольников. Длина каналов в нижней части максимальна, а в нижней части - минимальна. На газораспределительной решетке выкладывают из кислотоупорного кирпича цилиндрический корпус такого же диаметра, который соединен с футеровкой башни, и с высотой не менее диаметра входного патрубка, врезанного в корпус башни тангенциально к внутреннему кирпичному цилиндрическому корпусу.

Целесообразно центральную внутреннюю часть газораспределительной решетки по всей ее высоте загружать насадкой большего размера, чем основной размер насадки.

Таким образом, отличием предлагаемой абсорбционной башни от известной является новая конструкция газораспределительной решетки, исключающая применение дефицитных и дорогостоящих колосниковых балок и улучшающая равномерность распределения газа или воздуха на насадку.

На фиг.2 представлена предлагаемая конструкция абсорбционной башни, которая включает в себя: футерованный кислотоупорным кирпичом корпус (1), тангенциально выполненный входной патрубок для ввода газовой или воздушной смеси (2), выложенную из кислотоупорного кирпича цилиндрическую газораспределительную решетку (3), имеющую сквозные каналы разной длины для прохода газа на каждом ее уровне. На газораспределительной решетке выложен из кислотоупорного кирпича цилиндрический корпус такого же диаметра (4). Корпус башни заполнен насадкой (5) и снабжен кислотораспределительным устройством (6).

Абсорбционная башня работает следующим образом:

Газовая смесь или воздух поступает через входной тангенциально выполненный патрубок (2) в кольцевое пространство между корпусом (1) и внутренним, выложенным из кислотоупорного кирпича, цилиндрическим корпусом (4) на газораспределительной решетке (3), распределяется по всему периметру кольцевого пространства и равномерно поступает через газовые каналы газораспределительной решетки на насадку абсорбционной башни (5), на которой происходят теплообменные и массообменные процессы. Насадка орошается концентрированной серной кислотой через кислотораспределительные устройства (6).

Сущность изобретения заключается в следующем:

Требуемая полнота тепломассообменных процессов достигается за счет увеличения высоты насадки. Но воздух или газовая смесь должны быть равномерно распределены как по “основной” высоте насадки (то есть той высоте насадки, которая предусмотрена и в известной конструкции), так и по “дополнительной” высоте (в объеме газораспределительной решетки - в предлагаемой конструкции). Выполнение каналов предложенным образом позволяет более равномерно распределить газовую смесь или воздух по всему проходному сечению насадки. Однако, в предложенной конструкции гидравлическое сопротивление прохождению газа в верхних каналах будет не равно гидравлическому сопротивлению в нижних каналах за счет гидравлического сопротивления насадки, заполняющей внутреннюю часть газораспределительной решетки. Для того чтобы уравнять гидравлическое сопротивление по каналам, целесообразно центральную внутреннюю часть газораспределительной решетки по всей ее высоте загружать насадкой большего размера, чем основной размер насадки.

Использование абсорбционных башен такой конструкции позволит упростить опорную конструкцию газораспределительной решетки и исключить применение дорогостоящих и дефицитных кислотоупорных керамических колосниковых балок, улучшить распределение газовой смеси на насадку, повысить эффективность тепломассообменных процессов и уменьшить, тем самым, объем применения насадки.

Изобретение относится к конструкционному оформлению абсорбционных башен, применяемых в производстве серной кислоты на стадиях осушки воздуха или газа от влаги и абсорбции триоксида серы из газовой смеси. Абсорбционная башня включает в себя стальной футерованный кислотоупорным кирпичом корпус, заполненный насадкой, входной патрубок для ввода газовой или воздушной смеси, газораспределительную решетку и кислото-распределительное устройство. На днище стального футерованного корпуса башни, соосно с ним, выкладывают из стандартного кислотоупорного кирпича цилиндрическую газораспределительную решетку с меньшим, чем корпус башни, диаметром. Решетка имеет сквозные каналы разной длины на каждом ее уровне, причем со стороны насадки сквозные каналы распределены по сечению решетки ступенчато в виде правильных концентрических многоугольников, при этом длина каналов в нижней части максимальна, а в верхней части - минимальна. На газораспределительной решетке выкладывают из кислотоупорного кирпича цилиндрический корпус такого же диаметра, соединенный с футеровкой корпуса башни, и с высотой не менее диаметра входного патрубка, врезанного в корпус башни тангенциально к внутреннему кирпичному цилиндрическому корпусу. Центральная внутренняя часть газораспределительной решетки по всей ее высоте загружается насадкой большего размера, чем основной размер насадки. Изобретение позволяет повысить эффективность тепломассобменных процессов и уменьшить объем насадки. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Абсорбционная башня, включающая в себя стальной футерованный кислотоупорным кирпичом корпус, заполненный насадкой, входной патрубок для ввода газовой или воздушной смеси, газораспределительную решетку и кислотораспределительное устройство, отличающаяся тем, что на днище стального футерованного корпуса башни, соосно с ним, выкладывают из стандартного кислотоупорного кирпича цилиндрическую газораспределительную решетку с меньшим, чем корпус башни, диаметром, имеющую сквозные каналы разной длины на каждом ее уровне, причем со стороны насадки сквозные каналы распределены по сечению решетки ступенчато в виде правильных концентрических многоугольников, при этом длина каналов в нижней части максимальна, а в верхней части - минимальна, на газораспределительной решетке выкладывают из кислотоупорного кирпича цилиндрический корпус такого же диаметра, соединенный с футеровкой корпуса башни, и с высотой не менее диаметра входного патрубка, врезанного в корпус башни тангенциально к внутреннему кирпичному цилиндрическому корпусу.2. Абсорбционная башня по п.1, отличающаяся тем, что центральная внутренняя часть газораспределительной решетки по всей ее высоте загружается насадкой большего размера, чем основной размер насадки.