Контактный аппарат для окисления диоксида серы в трехокись серы Советский патент 1989 года по МПК B01J8/04 

1

Изобретение относится к контактным аппаратам для окисления диоксида серы в трехокись серы и может быть использовано в производстве серной кислоты.

Цель изобретения - повышение эффективности работы.

На фиг. 1 представлен контактный аппарат, общий вид; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. I; на фиг. 4 - разрез В-В на фиг. 1; на фиг. 5 - разрез Г-Г на фиг. 1.

Контактный аппарат содержит корпус 1 с крышкой и днищем, центральную трубу 2, клапан 3, подводящие исходный газ газоходы 4, распределитель исходного газа и сборник прореагировавшего газа, состоящие из пластин 5 с отверстиями, полностью перекрывающих сечение аппарата и размещенных между ними концентрически расположенных перегородок с образованием кольцевых каналов 6. Между распределителем исходного газа и сборником прореагировавшего газа радиально установлены вертикальные ребра 7 и 8. Образованный двумя коаксиально расположенными перфорированными цилиндрами 9 и 10 кольцевой объем 11 заполнен катализатором Газоходы 12 с клапанами 13 отводят прореагировавшую газовую смесь.

Контактный аппарат работает следующим образом.

Исходный сернистый газ из компрессорного отделения подается в клапан 3, из которого через секторный вырез в теле вращающегося барабана клапана поступает в один из подводящих газоходов 4 и по нем направляется в соответствующее кольце - вое пространство распределителя исходного газа (фиг. 2). Благодаря имеющимся в

4 1

03 00 СО СО

пластинах 5 отверстиям (фиг. 3), размещенным между радиально установленными вертикальными ребрами 7, исходный газ направляется по проходам, образованным ребрами 7, на слой катализатора, расположенный в кольцевом объеме 11, через перфорацию на внутреннем цилиндре 10 кольцевого объема (фиг. 4). В слое катализатора происходит нагрев исходного газа до температуры начала реакции и окисление SO2 в SO3 в движущемся в направлении фильтрации газового потока тепловом фронте - зоне реакции. Прореагировавший и разогретый газ выходит из слоя катализатора через перфорацию на внешнем цилиндре 9 кольцевого объема 11 в соответствующие проходы сборника прореагировавшего газа, образованные радиально установленными вертикальными ребрами 8 (фиг. 4), и через отверстия в пластине 5 поступает в соответствующее кольцевое пространство сборника, из которого отводящим газоходом 12 направляется в клапан 13. В зависимости от содержания диоксида серы в исходном газе процесс окисления SO2 в 5Оз может быть завершен и газ может быть направлен из клапана 3 на абсорбцию (в случае, если Концентрация S02 в исходном газе ниже 3,5 об. %), либо продолжен, для чего разогретый после первого слоя катализатора газ походит выносной теплообменник, в котором он охлаждается до необходимой температуры исходным газом, и затем описанным способом осуществляется окисление на втором слое катализатора и газ направляется на абсорбцию (в случае, если кон центрация SO2 в исходном газе выше 3,5 об.%). Через определенный период времени, когда тепловой фронт - зона реакции - достигнет в результате своего медленного перемещения участков катализатора, находящихся между закрытыми каналами входа исходного газа и открытыми каналами выхода прореагировавшего газа из слоя катализатора, производится одновременный поворот барабанов клапанов 3 и 13, установленных на подводящих исходный газ газоходах 4 и отводящих прореагировавший газ газоходах 12, вследствие чего происходит переключение подачи исходного газа на последующие каналы входа на слой катализатора и выхода прореагировавшего газа из слоя катализатора и тем самым обеспечивается непрерывное перемещение теплового фронта - зоны реакции - в слое катализатора, размещенного в кольцевом объеме. В соответствии с приведенным на фиг. 1 положением секторных выредов в телах вращающихся барабанов клапанов 3 на подводящих исходный газ газоходах 4 и от0

водящих прореагировавшую газовую смесь газоходах 12 стрелками показано направление хода газа на продольном разрезе контактного аппарата, а на фиг. 4 стрелками

показано направление хода газа на поперечном сечении аппарата. Приведенное конструктивное оформление контактного аппарата (фиг. 4) дает возможность осуществлять процесс окисления SO2 в 5Оз в чеg тырех одновременно перемещающихся в кольцевом объеме, заполненном катализатором, тепловых фронтах - в зонах реакции. Необходимо отметить, что данное решение не является единственно возможным и может меняться в меньшую или большую сто5 рону, т, е. количество тепловых фронтов - зон реакции, одновременно движущихся в кольцевом объеме, заполненном катализатором, может быть 1, 2, 3, 4, 5, 6 и т. д., в зависимости от объема перерабатываемого сернистого газа, содержания диоксида серы в нем, а также принятых технологических параметров ведения процесса окисления SO2 в 5Оз: объемной скорости, Начальной температуры, давлении.

5 Использование данного контактного аппарата для проведения процесса окисления в 5Оз в нестационарном режиме позволяет полностью исключить проскоки непрореагировавшего исходного газа мимо слоя катализатора и тем повысить общую

0 степень превращения SOj в 5Оз до X - 97,5-98%. Увеличениейбщей степени превращения при применении данного типа контактного аппарата дает возможность повысить выпуск готовой продукции - серной кислоты.

5

Формула изобретения

Контактный аппарат для окисления диоксида серы в трехокись серы, содержащий

П корпус с центральной трубой, слои катализатора, размещенные в кольцевом объеме, образованном двумя коаксиально установленными перфорированными цилиндрами, крышку и днище, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективноси работы,

5 он снабжен распределителем исходного газа и сборником прореагировавшего газа, выполненным в виде двух перекрывающих сечение корпуса пластин с отверстиями, между которыми размещены концентрические перегородки с образованием кольцевых ка0 налов и радиально установленных между ними вертикальных ребер, образующих вертикальные проходы для газа, при этом кольцевые каналы выполнены со смещением по отношению к вертикальным проходам.

Фив. 2

Изобретение относится к аппаратам для окисления диоксида серы в трехокись серы и позволяет повысить эффективность работы. Аппарат содержит корпус с центральной трубой, слои катализатора, размещенные в кольцевом объеме, образованном двумя коаксиально установленными перфорированными цилиндрами, распределитель исходного газа и сборник прореагировавшего газа, выполненный в виде двух перекрывающих сечение корпуса пластин с отверстиями, между которыми размещены концентрические перегородки с образованием кольцевых каналов и радиально установленных между ними вертикальных ребер, образующих вертикальные проходы для газа, выполненные со смещением к кольцевым каналам. 5 ил.

Фиг. 5