Устройство для плавления металлов с выделением газообразных веществ Советский патент 1991 года по МПК B01J6/00 

Изобретение относится к химическому машиностроению и может быть использовано в процессах жидкостной сероочистки отходящих газов по реакции Клауса, в частности, на стадии регенерации контактного раствора.

Цель изобретения - снижение энергозатрат.

На чертеже схематически представлено предлагаемое устройство

Устройство содержит корпус 1 с помещенным внутри него термосифоном 2.

Термосифон 2 представляет собой герметичный сосуд, заключенный между двумя трубами и частично заполненный водой. В верхней расширяющейся части термосифона 2 закреплен трубчатый холодильник 3, выше которого расположен серозагрузоч- ный патрубок 4. На корпусе 1 расположен коллектор восстановительного газа 5, из которого по наклонной фурме 6 газ под давлением подают в расплав серы 7

Водоохлаждаемая наклонная под углом 30° фурма 6 представляет собой конструкцию труба в трубе со спиральным движением воды на ее охлаждение. Глубина погружения сопла фуомы от уровня расплава серы составляет 150-250 мм. Указанное расположение фурмы дает циклонно-барбо- тажный эффект при взаимодействии синтез- газа с серой при раскручивании жидкой серы вокруг термосифона увеличивается зеркало испарения и одновременно осуществляется интенсивное барботирование верхнего слоя расплава.

Вода, необходимая для реакций гидролиза, подается из оросительного кольца через форсунки 8. Оросительное кольцо представляет собой трубу, выполненную в виде тороида, вмонтированную во внутреннюю футеровку аппарата. По внутреннему

о. ю

Јь

ю

00

периметру кольца просверлены отверстия, через которые вода вытекает струйками к центру аппарата. Распределительная решетка 9 охлаждается водой с паром,

Продукты реакции восстановления серы, полученные в слое катализатора 10, выводятся из генератора через штуцер 11. Для периодического слива шлама в нижней части корпуса, выполненного в виде опрокинутого конуса, расположен штуцер 12, Отбор товарной серы проводится через отборник 13. В днище термосифона выполнены отверстия 14.

Работу устройства можно проиллюстрировать на примере плавления серы.

Сначала осуществляется загрузка комовой серы во внутреннюю трубу термосифона 2 сверху через патрубок 4 с помощью шнека. Подача серы рассчитана на необходимое для процесса количество серы и может регулироваться в любую сторону. Загруженная сера задерживается днищем термосифона 2. По мере наплавления она стекает через отверстия 14 в нижний конус генератора, компенсируя испарившуюся серу.

Внутрь устройства в коллектор 5 подается восстановительный газ при избыточном давлении 0,6 атм и температуре 950-900°С. Происходит плавление серы, ее частичное испарение и столб серорасплава поднимается внутри термосифона 2 на расчетную высоту Н. Получая тепловую энергию, внешняя труба термосифона 2 и рабочая жидкость (вода) в межтрубном пространстве нагреваются, вода испаряется и пар под действием возникающей разности давления устремляется вверх к холодильнику 3. Здесь он конденсируется и под действием гравитационных сил конденсат возвращается к нагретой части. Тем

самым обеспечивается необходимая постоянная температура всей поверхности трубки (120-130°С), ибо она полностью определяется строго постоянными температурами испарения и конденсации рабочей жидкости в межтрубном пространстве при заданном давлении ее паров.

Колебания температуры восстановительного газа отразятся лишь на интенсивности испарения, а тангенциальная подача дутья повышает интенсивность тепломассообмена,

После захвата паров серы синтез-газ орошается водой из отверстий оросительного кольца 8. Температура газового потока с паровой серой снижается и после прохождения распределительной решетки 9, охлаждаемой паром, не превышает 450- 480°С. В слое катализатора 10 получается

сероводородный газ, выводимый через штуцер 11 на стадию регенерации контактного раствора.

Через штуцер 12 периодически сливаются серный шлам, а отбор чистой расплавленной серы осуществляется из верхних слоев серорасплава 7 через выводной отборник 13.

Формула-изобретения Устройство для плавления металлов с

выделением газообразных веществ, включающее корпус с размещенным внутри плавильником металла, патрубки ввода и вывода реагентов, отличающееся тем, что, с целью снижения энергозатрат, устройство снабжено размещенными внутри корпуса перфорированным оросительным кольцом и распределительной решеткой со слоем катализатора, при этом плавильник металла выполнен в виде термосифона с

размещенным в его верхней части холодильником. .

ВыходбоЗы Зход боды

Уродень 8оЭы б Оч „ fl термосифоне Уровень жидкой серы

И

$о9а+пар

0одаСинтез-газ

Уродень рас- плаоа серы.

Товарная Д

-

Изобретение относится к устройствам для плавления металлов и позволяет снизить энергозатраты Устройство содержит корпус с размещенными внутри плавильником металла, перфорированным оросительным кольцом и распределительной решеткой со слоем катализатора. Плавильник металла выполнен в виде термосифона с размещенным в его верхней части холодильником 1 ил