Ректификационная колонна Советский патент 1990 года по МПК B01D3/32 

Изобретение относится к тепломас- сообменным устройствам и может найти применение в химической и смежных отраслях промьгашенности при регенерации отработанной азотной кислоты.

Цель изобретения - интенсификация процесса абсорбции оксидов азота, уменьшение потерь товарного продукта от термохимического разложения и с дистиллятом, исключение загрязнения окружающей среды.

На фиг. 1 изображена ректификационная колонна слабой азотной кислоты, разрез; на фиг. 2 - установка предварительного концентрирования.

Установка включает ректификационную насадочную колонну 1, состоящую

из нескольких секций, наполненных контактными телами, и двух секций со встроенньтми трубчатыми тепломас- сообменными тарелками, а также ко- жухотрубчатьк теплообменников для конденсации паров водной фракции отгона 2, испарения азотной кислоты 3 и ее охлаждения 4, сборника продукционной кислоты 5 и отмывочной кислоты 6, связанных между собой коммуникациями.

Ректификационная колонна состоит из цилиндрических царг, наполненньк контактными телами 7 (укрепляющая) и 8 (исчерпывающая) части колонны,- а также секций тепломассообмена 9 и 10 соответственно с секцией подачи

Ф

О О)

00 OQ

и распределения кислоты 11 и крышками 12, соединенных между собой фланцами и оснащенных патрубками для подключения коммуникаций. Между секциями 7-12 и 8-10 установлены решетки 1 3 для удержания насадки и перераспределения потока жидкости и газа по сечению колонны.

Тепломассообменные секции 9, 10 оснащены конусными рещетками 14, в центральной части которых закреплены кожуха 15, имеющие ороситель 16 для отвода жидкой фазы с нижней части кожухов. На конусной решетке 14 размещены трубчатые тепломассообменные контактные тарельчатые элементы 17, имеющие в центральной части перпен- дикулярно к плоскости тарелок плотно сплетенные трубы 18, плотно входящие внутрь кожуха 15. Концы теп- лообменных труб объединены в коллек- . торы, герметично закрепляемые в патрубках подачи 19 и отвода 20 теплоносителей.

Узлы закрепления трубных решеток тештообменных устройств необходимо располагать вне контакта с жидкой средой, т.е. в газовой сгеде. На верхней крьщ1ке. колонны 12 размещен патрубок 20 для отвода паров в конденсатор. Секция 11 имеет патрубок 21 и коллектор 22 для подачи и равномерного распределения по сечению колонны слабой азотной кислоты. Нижняя тепломассообменная секция 10 оснащена патрубками 23 приема паров азотной кислоты из испарителя для охлаждения в теплообменнике 4. Испаритель азотной кислоты 3 оснащен трубчатым змеевиковым нагревателем 24, коллекторы подачи пара и отвода конденсатора которого расположены выше уровня жидкости в кипятильнике, т.е. в газовой фазе 25.

Патрубок 26 в нижней части колонны предназначен для отвода накопившей-- - ся в отстойнике кислоты с мехАни- ческими включениями. Царги 7, 8 оснащены люками для осмотра внутреннего состояния колонны.

Установка предварительного концентрирования слабой азотной кислоты работает следующм образом.

Слабая азотная кислота, проходя по трубкам тепломассообменного эле- мента холодильника 4 продукционной кислоты, нагревается до 80-100 С и подается через патрубок 21 секции

1606138л

11 на коллектор 22, где смешивается со стекающей флегмой, равномерно paci пределяется по сечению колонны и насадки царги 8. При контакте с поднимающимися парами температура кислоты повышается, происходит испарение из ее состава паров воды и, следовательно, повьщ1ение концентрации. При достижении нижнего уровня царги 8 кислота стекает по трубкам тепломассообменного элемента 17 и конусной решетке 14 в кожух 15. При этом ки10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

слота охлаждается на 1-3 С и при 120 с через ороситель 16 орошает пары кислоты, поступающей из испарителя по патрубку 22. Охлаждение труб 17 и 18 секций 10 осуществляется воздухом. Продукционная азотная кислота отстаивается от возможных механических включений в нижней части секции 10, через патрубок 26 отбирается для охлаждения в холодильнике 4 в качестве продукционной, а также для подачи на испаритель 3. Механические включения вьщеляюшиеся из азотной кислоты при упаривании накапливаются в нижней отстойной части секпии 10, а также на решетке 14 и кожухе 15.

Удаление этих включений производится эпизодически путем промывки и смыва их через патрубок 26 в сборник 6 . По мере протекания паровав верхнюю часть колонны они обедняются по составу от кислоты. Окончательная отмывка их от остатков кислоты происходит в пенном слое межтрубного пространства охлаждаемых поверхностей теплообмена контактной тепломассообменной тарелки секции 9. Полученный конденсат стекает в кожух 15, где охлаждается до 30-50 С и в виде флегмы через ороситель 16 равномерно распределяется по сечению долонны и насадочным телам царги 7.

Пары воды, отфильтрованные на тепломассообменной секции 9 от остатков кислоты, через патрубок 2, подаются в конденсатор 2. ормула изобре.тения

Ректификационная колонна для концентрирования азотной кислоты, содержащая вертикальный тдилиндрический корпус, разделенный по высоте на отдельные секции, парциальный конденсатор, шламоотсто-йник, оросители, трубчатые контактные тепломассообмен

0

5

0

5

0

45

50

55

слота охлаждается на 1-3 С и при 120 с через ороситель 16 орошает пары кислоты, поступающей из испарителя по патрубку 22. Охлаждение труб 17 и 18 секций 10 осуществляется воздухом. Продукционная азотная кислота отстаивается от возможных механических включений в нижней части секции 10, через патрубок 26 отбирается для охлаждения в холодильнике 4 в качестве продукционной, а также для подачи на испаритель 3. Механические включения вьщеляюшиеся из азотной кислоты при упаривании накапливаются в нижней отстойной части секпии 10, а также на решетке 14 и кожухе 15.

Удаление этих включений производится эпизодически путем промывки и смыва их через патрубок 26 в сборник 6 . По мере протекания паровав верхнюю часть колонны они обедняются по составу от кислоты. Окончательная отмывка их от остатков кислоты происходит в пенном слое межтрубного пространства охлаждаемых поверхностей теплообмена контактной тепломассообменной тарелки секции 9. Полученный конденсат стекает в кожух 15, где охлаждается до 30-50 С и в виде флегмы через ороситель 16 равномерно распределяется по сечению долонны и насадочным телам царги 7.

Пары воды, отфильтрованные на тепломассообменной секции 9 от остатков кислоты, через патрубок 2, подаются в конденсатор 2. ормула изобре.тения

Ректификационная колонна для концентрирования азотной кислоты, содержащая вертикальный тдилиндрический корпус, разделенный по высоте на отдельные секции, парциальный конденсатор, шламоотсто-йник, оросители, трубчатые контактные тепломассообменные устройства, конденсатор и испаритель, отличающаяся тем, что, с целью интенсификации процесса абсорбции «оксидов,азота, уменьшения потерь товарного продукта от термохимического разложения и с дистиллятом, исключения загрязнения окружающей среды, контактные тепломассооб16

1606138

менные устройства состоят из переплетенных труб, расположенных на ситча- той конусной решетке, при этом в центральной части решетки трубы заключены в кожух, закрепленный верхней открытой частью к решетке и имеющий ороситель, находящийся в верхней части кожуха.

Изобретение относится к тепломассообменным устройствам и может найти применение в химической и смежных отраслях промышленности в производствах регенерации азотной кислоты и позволяет осуществить интенсификацию процессов абсорбции оксидов азота, уменьшение потерь товарного продукта от термического разложения и с дистиллятом, исключение загрязнения окружающей среды. Установка предварительного концентрирования слабой азотной кислоты до 65% состоит из насадочной ректификационной колонны с двумя зонами выравнивания концентрации и температур, кожухотрубных теплообменников для испарения и охлаждения азотной кислоты и для конденсации и охлаждения водной фракции перегонки. Ректификационная колонна имеет контактные тепломассообменные устройства в виде труб, расположенные на ситчатой конусной решетке, имеющей в центральной части кожух, в который установлены трубы. Кожух в верхней части имеет ороситель. 2 ил.

Фие 1

Г