Контактный аппарат для окисления диоксида серы в трехокись серы Советский патент 1991 года по МПК B01J8/04 

(Л

С

Изобретение относится к химическому машиностроению и позволяет повысить эффективность процесса окисления диоксида серы в трехокись серы. Реактор снабжен теплообменными элементами, закрепленными в сплошных решетках, между которыми установлены перфорированные решетки с загруженным между ними и теплообменными элементами катализатором. При этом для хода исходного газа по теплообменным элементам и реакционной смеси по слоям катализатора имеются переточные камеры с обратными клапанами, размещенные между секциями с теплообменными элементами и катализатором, а также в центральной колонне, разделенной ребрами 3 ил.

Изобретение относится к химическому машиностроению, в частности к контактным аппаратам для окисления диоксида серы в трехокись серы.

Целью изобретения является повышение эффективности процесса окисления SOa в ЗОз за счет обеспечения эффективного теплосъема в зонах максимальных температур в тепловых фронтах-зонах реакции, движущихся в кольцевом слое катализатора, и исключения вероятности перегрева катализатора.

На фиг.1 представлен контактный аппарат, общий вид; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1; на фиг.З - разрез Б-Б на фиг.1.

Контактный аппарат содержит корпус 1 с крышкой и днищем, центральную колонну 2, разделенную вертикальными ребрами 3 на несколько переточных камер 4 с обратным клапаном, подводящие исходный газ газоходы 5, распределитель исходного газа,

состоящий из пластин 6 с отверстиями и размещенных между ними концентрически расположенных перегородок с образованием кольцевых каналов 7. В кольцевом объеме, образованном корпусом 1 и центральной колонной 2, размещаются секции с теплообменными элементами 8, закрепленными в сплошной решетке 9, установленной по всей высоте аппарата, и сплошной решетке 10. Между сплошными решетками 9 и 10 размещаются перфорированные решетки 11с загруженным между ними и теплообменными элементами катализатором.

Секции с теплообменными элементами имеют глухие боковые стенки, днище и крышку.

Между секциями с теплообменными элементами и катализатором, корпусом 1 и центральной колонной 2 размещаются переточные камеры 12 с обратным клапаном.

Os Х| 00 СО СО

го

Перетомные камеры 12 соединяются с переточными камерами 4 газоходом 13.

Каналы, образованные сплошными решетками 9 и 10 и перфорированными решетками 11, соединяются с переточными камерами 4. Газоход 14 отводит прореагировавшую газовую смесь.

Контактный аппарат работает следующим образом.

Исходный сернистый газ из компрессорного отделения направляется через газоход 5 в один из кольцевых каналов 7, откуда через несколько отверстий в пластине 6 подается несколькими параллельными потоками в переточные камеры 12, из которых направляется внутрь теплообменных элементов 8.

Пройдя теплообменные элементы 8 первой по ходу газа секции, исходный сернистый газ поступает через клапан в переточную камеру 12, из которой входит в теплообменные элементы второй по ходу газа секции. В связи с тем, что в переточную камеру 12, находящуюся за второй по ходу исходного сернистого газа секцией, одновременно ведется параллельная подача исходного сернистого газа из распределителя для осуществления аналогичного хода внутри теплообменных элементов двух других параллельно установленных секций, в этой переточной камере создается перепад давлений (АР) между исходным сернистым газом, поступающим из распределителя, и исходным сернистым газом, прошедшим теплообменные элементы двух секций. Вследствие этого клапан, установленный после трубного пространства второй секции, находится в закрытом положении и газ направляет по газоходу 13 в переточную камеру 4.

Из переточной камеры 4 по каналу, образованному сплошной решеткой 9 и перфорированной решеткой 11, исходный сернистый газ поступает на окисление в катализатор, размещенный между теплооб- менными элементами.

В слое катализатора идет процесс окисления S02 в 50з в движущемся в направлении фильтрации газового потока тепловом фронте - зоне реакции. Процесс окисления S02 в 50з сопровождается значительными тепловыделениями, при этом избыточное количество реакционного тепла отводится за счет теплообмена с исходным сернистым газом, одновременно идущим внутри теплообменных элементов. Съем избыточного реакционного тепла из слоя катализатора позволяет исключить перегрев катализатора и тем самым его инактивацию, что в конечном итоге дает возможность повысить степень превращения ЗОг в ЗОз. Реакционная газовая смесь, пройдя слой катализатора первой по ходу газа секции, из канала,

образованного сплошной решеткой 10 и перфорированной решеткой 11, поступает в следующую переточную камеру 4 через открытый клапан. Из этой камеры смесь через аналогичный канал входит в слой катализа0 тора второй секции, пройдя который, через газоход 14 направляется на абсорбцию. Последнее обеспечивается благодаря тому, что клапан в переточной камере 4, расположенной после хода реакционной смеси по

5 слою катализатора второй секции, находится в закрытом состоянии, поскольку параллельно идущий поток исходного сернистого газа входит в эту же переточную камеру с избыточным давлением и создает перепад

0 давления (ЛР) между прореагировавшей реакционной смесью.

Через период времени, равный полуциклу, когда тепловой фронт-зона реакции при своем перемещениивслое катализатора пе5 рейдет во вторую секцию по ходу газа, про исходит переключение подачи исходного газа в распределитель и тем самым обеспечивается непрерывное перемещение теплового фронта - зоны реакции в слое

0 катализатора.

Применение предлагаемого контактного аппарата при утилизации отходящих газов металлургических предприятий с колеблющимся содержанием 502 позволя5 ет повысить степень превращения SOa в 50з до Хк 98,5% за счет обеспечения эффективного теплосъема в зонах максимальных температур в тепловых фронтах - зонах реакции, движущихся в кольцевом

0 слое катализатора, и исключить вероятность перегрева катализатора, что дает возможность использовать катализатор в течение установленного нормативного срока.

5

Формула изобретения Контактный аппарат для окисления диоксида серы в трехокись серы по авт.св. № 1579554, отличающийся тем, что, с

0 целью повышения эффективности процесса, он снабжен теллообменными элементами, закрепленными в сплошных решетках секций, между которыми установлены перфорированные решетки с размещенным

5 между ними и теплообменными элементами катализатором, и переточными камерами, расположенными между секциями и центральной колонкой,разделенной радиальными ребрами

fUH-Lin

tcfram

К

Фиг.З