Контактный аппарат Советский патент 1988 года по МПК B01J8/04 

ipU

о 4;ai

о со

1404 03

Изобретение относится к химической промышленности и может быть использовано при производстве серной кислоты,

Цель изобретения - уменьшение га- 5 баритов, упрощение обслуживания и ремонта контактного аппарата и повышение экономичности процесса.

На фиг.1 представлен предлагаемьй контактный (аппарат, продольный раз- 10 рез; на фиг.2 - сечение А-Анафиг..

Аппарат содержит корпус 1,газопроницаемую стенку 2, катализатор 3,па- роперегревательные элементы 4, кожухи 5, тепловую трубу 6, перфорирован- 15 лаждающий эффект пароперегревательных элементов незначителен, а кожу- . хи 5 пароперегревательных элементов 4 с одной стороны и перфорированные трубы смесителя 7 с другой стороны экранируют тепловые трубы 6,облегго из указанных элементов и газа, проходящего через перфорированные трубы 7 смесителя на последующую, ступень контактирования.

Тепло от кожухов 5 к пароперегре- вательным элементам 4 также передается излучением и тем эффективнее, чем выше температура газа. При температуре ниже 350 С теплообмен между кожу- ком 5 и пароперегревательнын элементом 4 резко ухудшается. Поэтому при пуске контактного аппарата и разогрева слоев катализатора до охные трубы 7 смесителя, коллектор 8 смесителя, площадку 9 обслуживания.

20

Контактньш аппарат содержит корпус 1, в котором, повторяясь один, два или несколько раз в соответствии с технологией, установлены вертикально газопроницаемые параллельные стенки 2, между которыми засыпан катализатор 3, пароперегревательные элемен- 25 температур 420-620°С коэффициент ты 4, заключенные в кожухи 5, сообчая пуск. При температуре 400 С и выше теплообмен между кожухом 5 и па- роперегревательным элементом 4 резко интенсифицируется. В рабочем интерватеплоотдачи излучением между ними достига#1- 45-85 . В результате коэффициент теплопередачи между охлаждаемым газом и паром, проходящим через пароперегревательные элементы 4, равен 25-45 т/м С и может регулироваться расходом пара, что позволяет регулировать теплосъем, а следовательно, и температуру газа . между ступенями контактирования в необходимых пределах..

щающиеся с атмосферой, телловые тру бы 6 и перфорированные- трубы 7 смеси теля. Перфорированные трубы 7 смесителя объединены коллекторами 8. Пло- щадка 9 обслуживания установлена на корпусе контактного аппарата сверху. Вход и выход пара, охлаждающей воды и газа из контактного аппарата указаны стрелками.

Предлагаемый контактньш аппарат работает следующим образом.

Газ, содержащий сернистый ангидрид, подается в корпус J контактного аппарата и проходит последовательно через газопроницаемые стенки 2 и катализатор 3, образующие ступени контактирования, кожухи 5 пароперегревательных элементов 4, тепловые труТепловые трубы 6 представляют собой герметично закрытые сосуды с рабочей жидкостью внутри, например водой. Нижняя часть тепловых труб 6, расположенная в корпусе контактного аппарата, работает как обычная котельная поверхность, охлаждая газ и испаряя находящуюся внутри воду.. Ох50

бы 6 и перфорированные трубы 7 смеси-дд лаждаемая среда, например вода, омы- теля перед ступенями контактирования. За счет окисления сернистого ангидрида в серный на катализаторе газ нагревается, нагревая газопроницаемые стенки 2, кожухи 5 пароперегревательных элементов 4, тепловые трубы 6 и перфорированные трубы 7 смесителя. Газопроницаемые стенки 2 и перфорированные трубы 7 смесителя, отдавая тепло излучением кожухам 5 паропе-; регревательных элементов 4 и тепловым трубам 6, охлаждаются, причем одновременно за счет излучения происходит выравнивание температур каждог

55

вая верхние части тепловых труб 6 над корпусом 1 контактного аппарата, нагревается. При этом пар внутри тепловых труб 6 конденсируется и стекает вниз, Температура тепловых труб 6 определяется соотношением.тепла, подводимого газом и отводимого охлаждающей водой. При пуске и работе контактного аппарата за счет охлаждаемой воды; например, в режиме испарительного охлаждения при постоянном давлении температура стенки тепловых труб меняется на JO-20 С. Теплообъем тепловых труб 6 при рабочих температулаждающий эффект пароперегревательго из указанных элементов и газа, проходящего через перфорированные трубы 7 смесителя на последующую, ступень контактирования.

Тепло от кожухов 5 к пароперегре- вательным элементам 4 также передается излучением и тем эффективнее, чем выше температура газа. При температуре ниже 350 С теплообмен между кожу- ком 5 и пароперегревательнын элементом 4 резко ухудшается. Поэтому при пуске контактного аппарата и разогрева слоев катализатора до ох температур 420-620°С коэффициент

чая пуск. При температуре 400 С и выше теплообмен между кожухом 5 и па- роперегревательным элементом 4 резко интенсифицируется. В рабочем интерва температур 420-620°С коэффициент

теплоотдачи излучением между ними достига#1- 45-85 . В результате коэффициент теплопередачи между охлаждаемым газом и паром, проходящим через пароперегревательные элементы 4, равен 25-45 т/м С и может регулироваться расходом пара, что позволяет регулировать теплосъем, а следовательно, и температуру газа . между ступенями контактирования в необходимых пределах.

Тепловые трубы 6 представляют собой герметично закрытые сосуды с рабочей жидкостью внутри, например водой. Нижняя часть тепловых труб 6, расположенная в корпусе контактног аппарата, работает как обычная котельная поверхность, охлаждая газ и испаряя находящуюся внутри воду.. Охлаждаемая среда, например вода, омы-

лаждаемая среда, например вода, омы-

вая верхние части тепловых труб 6 над корпусом 1 контактного аппарата, нагревается. При этом пар внутри тепловых труб 6 конденсируется и стекает вниз, Температура тепловых труб 6 определяется соотношением.тепла, подводимого газом и отводимого охлаждающей водой. При пуске и работе контактного аппарата за счет охлаждаемой воды; например, в режиме испарительного охлаждения при постоянном давлении температура стенки тепловых труб 6 меняется на JO-20 С. Теплообъем тепловых труб 6 при рабочих температуpax практически постоянен, В случае повреждения тепловая труба 6 выходит из строя, не нарушая герметичности корпуса 1 контактного аппарата и не влияя .на его работу.

В случае повреждения кожуха 5 в атмосферу выходит газ, если контактный аппарат работает под давлением, или подсасывается воздух, если кон- тактный аппарат работает, под разрежением. В последнем случае воздух, проходящий в зазоре между кожухом 5 и пароперегревательным элементом 4, нагревается вьше температуры точки росы и, охлаждая место повреждения, может прекратить дальнейшее повреждений кожуха 5. В случае повреткдения па- ропереграрательного элемента 5 пар выходит в атмосферу, указывая место расположения поврежденнного элемента В любом случае, таким образом, место повреждения пароперегревательного элемента 4 и его кожуха 5 обнаружено совершенно точно, а поврежденный эле- мент отглушен при кратковременной остановке в удобное время. Распределение теплообменником равномерно по площади вертикальных слоев катализатора позволяет резко уменьшить коли- чество рядов по глубине в них и не только эффективно охлаждать газопроницаемые стенки, но и за счет их мало рядности обеспечить низкое гидравлическое сопротивление, снижающее энер- гозатраты на протягивание газа через контактный аппарат. Малорядность дает возможность монтировать теплообменники в зазор между вертикальными слоями катализатора сверху как по эле ментам, так и в сборе. Это упрощает монтаж и ремонтные работы, особенно учитывая, что поврежденные элементы

иэвестны. При этом специальные монтажные зазоры между вертикальными слоями катализатора не нужны.

Трубная решетка, образованная перфорированными трубами 7 смесителя, выравнивает поля скоросте и температур газового потока на входе в вертикальные слои катализатора и используется для прогрева контактного аппарата при пуске, а также для ввода в газ кислорода или холодного газа через коллектор 8 смесителя,

Места засыпки катализатора 3 между газопроницаемыми стенками 2, зад вижки регулирования расхода пара, воды и газа, зоны обслуживания тепловых труб располагаются на площадке 9. Сюда же выведены и приборы КИП.В результате регулировка и обслуживание KOHTaKfHoro аппарата упрощаются.

Ф.ормула изобрнтнния

Контактный аппарат, содержащий корпус, внутри которого вертикально размещены короба, между параллельными газопроницаемыми стенками которых засыпан катализатор, теплообменники и смеситель газов, отличающийся тем, что, с целью повышения экономичности процесса и упрощения обслуживания, теплообменники и смеситель установлены последовательно между двумя коробами, при этом теплообменник выполнен в виде тепловых .труб и пароперегревательных элементов, каждый из которых заключен в кожух, а смеситель - в виде решетки иа перфорированных труб , объединенных посредством коллектора и равномерно распределеннь х по лспзерхноети вертикальных слоев катализатор.-а.

Изобретение относится к химической промышленности, может быть использовано при производстве серной кислоты и позволяет повысить экономичность процесса и надежность аппарата в работе. Контактный аппарат содержит корпус, в котором установлены газопроницаемые параллельные стенки, между которыми засыпан катализатор, пароперегревательные элементы, заключенные в кожухи, сообщающиеся с атмосферой. Тепловые трубы и перфорирован ные трубы смесителя, которые объединены коллекторами 8. Площадка 9 обслуживания установлена сверху на корпусе 1 контактного аппарата. 2 ил. с (Л

Фиг. 2