Конденсатор Советский патент 1935 года по МПК C01B25/20 

При получении фосфорной кислоты методом окисления фосфора водой под давлением по реакции:

Р.1 + 1бН..О- 4НзРО4 + 10Н,

в аппарате, предложенном В. Л. Волковым и А. М. Гинстлинг (авт. свид. № 43883) по ходу процесса происходит испарение ок. 50% воды, задаваемой на реакцию. При этом отходящие из реакционного аппарата водород и водяной пар уносят с собой тепло в количестве, в 1,3-1,5 раза превышающем количество тепла, необходимого для подогрева воды, подаваемой в реакционный аппарат.

В целях использования этой теплоты отходящих водорода и пара для подогрева воды, задаваемой на реакцию, а также рекуперации парообразной воды для возвращения ее вновь в реакционную колонку, предлагается аппарат, изображенный в разрезе на фиг. 1 чертежа. На фиг. 2 представлена схема всей установки.

Аппарат представляет собой установленную вертикальную колонну, снабженную двумя крышками, рассчитанную на рабочее давление процесса порядка 100 атм.

Нижняя крышка имеет два канала/и J. Из канала 7 выходит во вну(15)

тренность колонны короткая заканчивающаяся коленом трубка 2 для ввода нагретой смеси водород с водяным паром; второй канал 3 предназначен для выпуска нагретой воды.

Верхняя крышка имеет также два канала - и 6, из коих канал 4 (центральный) заканчивается уширением, в котором помещен распылитель 5 для ввода холодной воды; канал б предназначен для выпуска охлажденного водорода.

Внутренность колонны заполнена помещенной на решетке насадкой 7, содержащей фосфид меди и служащей для развития поверхности контакта жидкой и газообразной фаз и катализатором для окисления фосфористого водорода.

Весь аппарат для предохранения его от коррозии футерован внутри медью или серебром.

Действие аппарата состоит в следующем (фиг. 2). Входящая из реакционного аппарата 5 смесь водорода с водяным паром, имеющая температуру, близкую к температуре в верхней части колонны, непрерывно- поступает в рекуператор Р под решетку, на которой находится насадка.

Сверху насадка непрерывно орошается холодной водой, подаваемой в рекуператор насосом 10 высокого давления.

проходя через насадку, смесь горячих газов встречает на своем пути холодную воду, причем происходит конденсация водяного пара и нагрев поступающей в рекуператор воды. Одновременно происходит охлажденние водорода и очистка его от фосфористого водорода, который благодаря присутствию катализатора (фосфида меди) окисляется парами воды в фосфорную кислоту и поглощается водой.

В верхней части насадки конденсация пара происходит практически полностью и очищенный водород уходит из рекуператора для дальнейшего его использования.

Как указано выше, тепловой баланс процесса сводится таким образом, что количества теплоты, приносимой смесью горячих газов, достаточно для подогрева поступающей в рекуператор холодной воды до температуры начала реакции в реакционной колонне и компенсации тепловых потерь рекуператора и коммуникации.

Сконденсировавшийся водяной пар вместе с подогретой водой возвраш,ается в реакционный аппарат. Подача в реакционный аппарат общего количества подогретой воды производится при помощи специального насоса 11.

Таким образом, предлагаемый рекуператор тепла и воды является конденсатором смещения с сильно развитой, благодаря применению насадки, поверхностью контакта жидкой и газообразной фаз, работающим под высоким давлением по принципу противотока газа и жидкости.

Основными преимуществами данной конструкции являются:

а)рекуперация теплоты реакций уносимой из реакционного аппарата водяным паром и водородом с использованизм ее для подогрева подающейся в реакционный аппарат воды, что позволяет вести процесс получения фосфорной кислоты без сообщения тепловой энергии извне;

б)рекуперация парообразной воды для подачи ее вновь на реакцию, что примерно на 50% снижает расход воды потребной для получения кислоты и, соответственно, энергии на подачу воды под давлением;

в)очистка водорода от фосфористого водорода благодаря применению специальной катализирующей насадки;

г)простота устройства, разборки и ремонта всего аппарата.

Предмет изобретения.

1.Конденсатор для использования теплоты пзро-газовой смеси, получаемой при осуществлении способа по авторскому свидетельству № 43883 посредством орошения названной смеси холодной водой, направляемой для реагирования с фосфором и выделения из нее водорода, состоящий из автоклава с насадкой, отличающийся тем, что, в целях окисления. содержащегося в названной смеси фосфорического водорода, насадка покрыта катализатором-фосфидом меди.

2.Применение в означенном в п. 1 конденсаторе в верхней части распылителя 5 для воды, а в нижней-загнутой вниз трубки 2 для ввода паро-газовой смеси. к зависимому автовскому свидетельству В. Л. Волкова и А. М. Гинстдииг 44234:

---Х| Пп fidi ,, . , - ш,

. J

. с