Реактор окисления аммиака Советский патент 1981 года по МПК B01J8/04 

I

Изобретение относится к реакторам для каталитического окисления аммиака и может использоваться, например, в азотной промьшшенности.

Известен реактор окисления аммиака, снабженньй установленными перед каталитическим элементом по ходу потока реагентов распределительной решеткой в ввде перфорированной пластины толщиной 2 мм с отверстиями 2 мм, размещенными с шагом 6-7 мм, и отстоящей от нее детурбулизирующей металлической сеткой с диаметрсам проволок 2 мм и размером отверстия в свету 6 мм причем расстояние между распределительной решеткой и каталитическим элементом составляет 0,25-0,33 от диаметра корпуса реактора, а расстояние между металлической сеткой и каталитическим элементом 0,1 этого же диаметра ГЗ

Недостатком известного реактора окисления аммиака является возможность взрыва смеси аммиака и кислородсодержащего газа в реакторе.

Наиболее близким известным техническим решением к данному изобретению является реактор окисления аммиака, содержащий корпус со штуцером для входа реагентов, внутри которого расположен каталитический элемент с размещенной перед ним .по потока реагентов на расстоянии 10 мм огнепреграждающей насадкой DJ.

Недостатком указанного реактора является недостаточный пламягасящий эффект огнепреграждающей насадки, обусловленный повышенной температу5рой насадки, вследствие ее нагрева теплоизлучением от каталитического элемента.

Цель изобретения - повышение огнепреграждающего эффекта.

0

Поставленная цель достигается тем, что насадка, решетка и слой сеток размещены друг от друга на расстоянии от 1/100 до 1/20 эквивалентного диаметра корпуса реактора, а слой сеток расположен от каталитического элемента на расстоянии от 1/100 до 1/15 того же диаметра. На чертеже изображен предлагаемый реактор, продольный разрез. Реактор состоит из корпуса 1 со штуцером 2 ввода реагентов, В корпусе по ходу потока реагентов последовательно расположены огнепрегражда ющая насадка 3, распределительная решетка 4 в виде перфорированной пластины, слой детур5улизирующих сеток 5 и каталитический элемент 6, Реактор работает следующим образом. При нормальном технологическом режиме поток реагентов - смесь аммиака и кислородсодержащего газа-пос.тупает в реактор через штуцер 2 и последовательно проходит сверху вниз через огнепреграждающую насадку 3, распределительную решетку 4, слой детурбулизирующих сеток 5 и подходи к каталитическому элементу 6, Распр делительная решетка 4 устраняет кру номасштабные неоднородности поля ск ростей, а слой детурбулизирующих се ток уменьшает степень турбулентност потока. Поток реагентов с достаточн однородным полем скоростей дале пр ходит сквозь каталитический элемент 6 где происходит реакция образования окислов азота, В случае нарушения , технологического режима и образования взрывоопасной смеси аммиака и Кислородсодержащего газа каталитический элемент, нагретый до 850900°С, может поджечь эту смесь. При этом сначала сгорает газовая смесь |В объеме между ка.талитическим элементом 6 и слоем детурбулизирующих сеток 5, Вследствие относительно небольшой скорости распространения пламени сме-си аммиака и кислородсодержащего газа, а также некоторого гасящего эффекта от слоя детурбулизирующих сеток, пламя проскакивает через них с определенной задержкой во времени, в результате чего давление, возникающее при сгорании в первом объеме, успевает перераспределиться во второй (между слоем детурбулизирующих сеток. 5 и распределительной решеткой 4) и третий (между решеткой 4 и огнепреграждающей насадкой З) объемы реактора. Сгорание смеси во втором и третьем обьемах происходит последовательно примерно таким же образом, как и в первом объеме с задержкой при проскоке в соседние объемы и выравниванием ; Давления за счет малого газодинамического сопротивления решетки 4 и сеток 5, В результате этого к огнепреграждающей насадке 3 медленно (без разгона подходит пламя при давлении, практически не отличающемся от первоначального, вследствие чего пламягасящая способность огнепреграждающей насадки существенно повьгаается, Предлагаемое размещение насадки 3, решетки 4 и слоя сеток 5 друг от друга на расстоянии от 1/100 до 1/20 эквивалентного диаметра корпуса реактора, а слоя сеток 5 на расстоянии от 1/100 до 1/15 того же диаметра от слоя каталитического элемента 6 позволяет значительно повысить пламяга-, сящий эффект насадки 3, выражающийся в значительном увеличении критического расстояния между насадкой 3 и каталитическим элементом 6 (см. таблицу) при безопасной вероятности проскока аммиачно-воздушного пламени, В таблице представлены расстояния между различными элементами огнепреграждающего узла и каталитическим элементом реактора.