Конвертор Советский патент 1984 года по МПК B01J8/04 

Изобретение относится к химической отрасли производства, а именно к аппаратам каталитического окисления аммиака на производстве азотной кислоты.

Известен конвертор, содержащий корпус с патрубками для подвода аммиачно-воздуыной смеси и отвода образовавшихся нитрозных газов, каталитический элемент с радиальным ходом газа, который размещен по оси аппарата и выполнен в виде двух концентрично установленных газопроницаемых цилиндров с глухим днищем и крышкой 1.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигае- ИОМУ результату является конвертор, меющий корпус с крышкой и днищем, на котором закреплены патрубки для ввода и вывода газовой смеси. Внути корпуса по оси аппарата установлен каталитический элемент, сосоящий из перфорированного цилиндра с глухой крышкой, соединенный с атрубком для вывода газовой смеси. нутри корпуса с кольцевым зазором к патрубку для вывода смеси размещена кольцевая перегородка, закрепленная к внутренней поверхности корпуса. В нижней части перфорированного цииндра размещено глухое днище, по периметру которого коаксиально цииндру закреплена газопроницаемая илиндрическая обечайка, торец которой расположен выше уровня глухой крышки. Теплообменное устройство выполнено в виде змеевикового тепообменника. Пространство между перфорированным цилиндром и цилиндрической обечайкой заполнено гранулированным катализатором L21.

Однако в известном конверторе нагретые до высоких температур кольцевая перегородка, патрубок для вывода газовой смеси, глухая крышка и нище контактируют непосредственно с рабочей газовой смесью, направляемой на катализатор. Это приводит к предварительному разложению рабочей скеси до ее поступления на каталитический элемент, что снижает производительность конвертора по выходу продукционной газовой смеси (нитрозного газа на производстве азотной кислоты).

Непосредственно перед поверхностью катализаторного слоя не .установлены газораспределительные устройства, чем не обеспечивается равномерная нагрузка катализатора. При этим не обеспечивается более высокая производительность ,конвертора. Снижение производительности конвертора происходит также вследствие проскока газовой смеси пуска конверторов в работу при использовании для предварительного прогрева катализатора

нагревательных горелок известных i конструкций, которые не обеспечива ют быстрый и одновременный поверхностный нагрев катализатора по всей его площади.

Кроме того, недостатком известных конструкций является неравномерное распределение газовой смеси по поверхности катализатора, наличие контакта рабочей смеси с нагретыми

0 до высокой температуры элементами конвертора, перед их поступлением на катализатор, наличие глухих крышек, что приводит к снижению производительности конверторов по ,выхолу про5 дукта.

Цель изобретения -повышение производительности конверторов за счет более равномерного распределения газовой смеси.

,, Указанная цель достигается тем, что в конверторе, содержащем корпус (2 патрубками для отвода и подвода газовой смеси, установленный по оси каталитический элемент, выполненный

5 в.виде двух концентрических газопроницаемых цилиндров с конусными перфорированными крышками и глухим днищем, на котором размещен катализатор, горелочное устройство, крышку и Теплообменное устройство, выполненное в виде змеевикового теплообменника, встроены перфорированная обечайка с перфорированной крышкой, установленная коаксиально снаружи каталитического элемента и решетка.

прикрепленная одним концом к его нижнему торцу, а другим - к внутренней стенке корпуса, под которой установлен патрубок ввода газовоздушной смеси,

0 Кроме того, горелочное устройство выполнено в виде установленной по периметру снаружи каталитического элемента трубы с отверстиями, направленными .на внутреннюю поверх5 ность перфорированной обечайки,

отверстия в которой выполнены с переменным шагом или диаметром отверстий .

При этом каталитический элемент

Q снабжен закрепленной снаружи платиносодержащей сеткой.

Установка газораспределительных устройств, устранение непосредстпен5 ного контакта рабочей газовой смеси с нагретыми до высоких температур элементами конвертора, одновременный и быстрый разогрев катализатора по всей его поверхности в пусковой период, закрепление платиносодержащей сетки на поверхности кат.алитического элемента позволяют по-ввлсить производительность конвертора .

На чертеже изображен конвертор,

5 общий вид в разрезе.

Конвертор состоит из корпуса 1 с фланцами 2, на котором закреплены патурбок 3, для подвода газовой смеси, патрубок 4 для ввода розжиговой смеси, электрозапал 5 и смотровые окна 6.

Внутри конвертора размещен каталитический элемент, состоящий из гранулированного катализатора 7, размещенного между концентрическими газопроницаемыми цилиндрами 8 и 9 закрепленными своими нижними частями к глухому днищу 10. Для исключения перетока газовой смеси, установлено лабиринтное уплотнение 11. Для исключения форконтакта газовой смеси с нагретыми до высоких температур элементами конвертора путём создания инертной газовой подушйи коаксиально корпусу размещен перфорированный коллектор 12. для ввода газа. Каталитический элемент в верхней части имеет конусные перфорированные крьаики 13 и 14. К внутренней стенке корпуса конвертора закреплена решетка 1 для распределения газового потока |rto периметру каталитического элемен|та. Конвертор снабжен перфорированными обечайкой с крьиикой 16 и глухим доньпико 17, установленными коаксиально снаружи каталитического.элемента.

В верхней части корпуса установлен питатель 18, заполняемый резервным слоем катализатора. Внутри каталитического элемента могут размещаться теплообменные устройства 19 для использования и отвода тепла процесса. Конвертор содержит внутреннюю обмуровку 20. Для придания га зовому потоку радиального направления в связи с малым аэродинамическим .сопротивлением катализатора внутри каталитического элемента размещены газораспределительные кольцевые перегородки 21.

Для повышения устойчивости опорных конструкций каталитического элемента его верхняя часть подвешивается к крышке корпуса через пружинную подвеску 22.

Конвертор работает следующим образом. .

В пусковой период через патрубок 3 газовая смесь подается на поверхность каталитического элемента, предварительно пройдя через распределительную решетку 15. Одновременно включается электрозапал, воспламеняющий горючий газ, подаваемый через перфорированные трубки горелочного устройства 23. При этом происходит подогрев катализаторного слоя блуждающим (исключающим местный нагрев катализатора) пламенем. После прогрева катализатора до температуры его работы в автотермическом режиме на него подается газовая смесь рабочей концентрации. Горелочное устройство при этом в одних условиях (конструкциях реакторов) может либо исключаться из работы, либо (если этого требует режим работы катализатора) оставаться в работе, обеспечивая необходимую тепловую нагрузку (режим).

Образующаяся за каталитическим элементом газовая смесь (нитрозные газы на производстве азотной кислоты) охлаждаются теплообменным устройством и поступает на выход из конвертора.

/«

20

1. КОНВЕРТОР для каталитического окисления аммиака в производстве азотной кислоты, содержащий корпус с патрубками подвода и отвода газовой смеси, установленный по оси каталитический элемент, выпо;лненный в виде двух концентрических газопроницаемых цилиндров с конусными перфорированными крышками и глухим днищем, на котором размещен катализатор, горелочное устройство, крышку и теплообменное устройство, выполненное в виде змеевикового теплообменника, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности аппарата за счет более равномерного распределения газовой смеси, конвертор снабжен перфорированной обечайкой с перфорированной крышкой, -установленной коаксиально снаружи каталитического элемента, и решеткой, прикрепленной одним концом к его нижнему торцу, а другим - к внутренней стенке корпуса, под которой установлен патрубок ввода газовоздушной смеси. 2.Конвертор по п. 1, отличающийся тем, что горелочное устройство выполнено в виде установленной по периметру снаружи каталитического элемента трубы с отверстиями, направленными на внутреннюю j поверхность перфорированной обечай(Л ки, отверстия в которой выполнены с переменным шагом или диаметром отверстий. 3.Конвертор по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что каталитический элемент снабжен закрепленной снаружи платиносодержащей сеткой. о: 00 ел 05