Тепломассообменный аппарат Советский патент 1982 года по МПК B01J19/00 B01D3/18 

Изобретение относится к массообменным аппаратам для проведения процесса осушки и отдувки сернистого газа при производстве серной кислоты под давлением

При производстве серной кислоты широко применяются массообменные аппараты, для эффективной работы которых необходимо создание значительных плотностей орошения, что приводит к повьпиению энергозатрат на циркуляцию абсорбента и к повышению гидравлического сопротивления аппарата И .

К предлагаемому аппарату наиболее близок масообменный аппарат, включающий корпус с установленными по его высоте контактными тарелками с переливными устройствами, выполненными в виде патрубков с отбойными дискамитарелками с двумя зонами контакта фаз 2 .

При этом плато тарелки разбито на :несколько самостоятельно функционирующих элементов, в центре которых установлены переливные устрой,ства,

В связи с тем, что на тарелках должны быть одновременно проведены процессы осушки воздуха и отдувки сернистого газа в условиях ввода на

тарелку воды, моногидрата или олеума, в .таком массообменном аппарате нельзя создать равномерное температурное поле, что приведет к локальным разогревам кислоты с последующей за этим генерацией тумана. Кроме уого, локальное повышение температуры за счет смешения воды с кислотой на плато тарелки будет способствовать

10 интенсивной коррозии, что приведет к разрушению массообменных устройств. Целью изобретения является обеспечение возможности осуществления процесса осушки воздуха и отдувки

15 сернистого газа в производстве серной кислоты под давлением при создании равномерного поля температур на плато тарелки.

Поставленная цель достигается

20 тем, что тепломассообменный аппарат, содержащий корпус с установленными по его высоте тарелками и переливными устройствами, выполненными в виде патрубков с отбойными дисками под ни25ми, снабжен средством для ввода реагента, выполненным в виде коллектора с соплами, расположенными над переливными патрубками соосно им, а внутри патрубков по оси смонтированы

30 отбойные элементы. Такое выполнение аппарата позволяет осуществлять интенсивное смешение кислоты с водой (моногидратом, олеумом), в результате чего повышается температура смеси внутри переливного патрубка. Вытекающая из щелей последнего жидкостная пленка разогретой смеси контактирует с воздухом. Разогрев способствует улучшению условий десорбции из кислоты рас творенного в ней сернистого газа. В процессе контакта кислота охлаждается и отдутая серная кислота поступает в барботажный слой нижерасположенной тарелки, при этом исключается возможность локального повьпиения тем пературы в этом слое, а следователь но, исключаются условия туманообразования и интенсивной коррозии плато тарелки. На чертеже схематично изображен тепломассообменный аппарат, продольный разрез, Б корпусе 1 paзмe цe ы тарелки 2 с двумя контакта фаз, на плато которых распределены переливные устройства 3, представляющие собой патрубки с отбойными дисками под ними, образующими с нижним обрезом патрубк щели. Верхний обрез переливного устройства расположен над плато тарелки В межтарельчатом пространстве смонтировано средство для ввода реагента, выполненное в виде коллектора 4, по которому подводится вода (моно гидрат, олеум).В коллекторе установлены соосно с переливными устройства ми сопла 5f нижний обрез которых рас положен выше верхнего обреза перелив ного устройства . Внутри последнего соосно установлены отбойные элементы 6 с плоской или конической поверхностью . Взаимодействие газа и жидкостей в аппарате протекает в следующей последовательности. Воздух контактирует с сушильной кислотсэй на тарелках аппарата и при этом протекают процессы осушки его и десорбции из кислоты растворенного сернистого газа. С целью интенсификации процесса десорбции температура кислоты повышается путем разбавления кислоты водой или разбавления моногидрата (оле ума) сушильной кислотой. Процесс осушки и отдувки сернистого газа в условиях ввода воды протекает следую1цим образом. Предварительно проконтактировавшая На вышерасположенных тарелках кислота поступает на тарелку, представляющую собой перфорированное плато, на котором установлены клапаны, колпачки, жалюзи и т.д., и после контакта с воздухом переливается через верхний обрез переливного патрубка в 1|ереливное устройство. Одновременно через коллектор и сопло в переливное устройство подается струя воды, что исключает возможность смешения кислоты с водой вне объема перелива. Для лучшего смешения струя воды Направляется на отбойный элемент из кислотостойкого Материала, например из фторопласта. Поверхностьотбойного элемента может быть конической или плоской. Ударяясь об этот элемент,.вода отбрасывается к стенкам переливного устройства и встречается с потоком сушильной кислоты. Это соударение потоков интенсифицирует процесс смешения, в результате которого происходят разбавление кислоты и повышение температуры. Разогретая кислота вытекает из кольцевых щелей переливного устройства в виде пленок, которые дробятся воздухом, и при этом интенсивно протекают процесс десорбции сернистого газа и охлаждение кислоты. Далее кислота поступает на нижерасположенную тарелку для последующего контактирования с осушаег 1ым воздухом. В барботажном слое нижерасположенной тарелки могут быть установлены теплоотводящие трубы. Осуществление смешения кислоты с водой в переливном устройстве исключает воздействие сильно агрессивной среды на плато тарелки, при этом исключается возможность локального повышения температуры в слое и,следовательно, интенсивной коррозии плато тарелки. Формула изобретения Тепломассообменный аппарат, содержащ й корпус с установленными по его высоте тарелками и переливными устройствами, выполненными в виде патрубков с отбойными дисками под ними, отличающийся т ем, . что, с целью обеспечения возможности осуществления процесса осушки воздуха и отдувки сернистого газа в производстве серной кислоты под давлением при создании равномерного поля температур на плато тарелки, аппарат снабжен средством для ввода реагента выполненным в виде коллектора с сопками, расположенными над переливными патрубками соосно им, а внутри патрубков по оси смонтированы отбойные элементы. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Рамм В.М.Абсорбция газов. М., Химия, 1976, с.349-350. 2.Авторское свидетельство СССР Г 194764, кл.В 01 D 3/22, 1967 , (прототип).

- f