Контактный аппарат для окисления сернистого газа Советский патент 1982 года по МПК B01J8/04 

(54) КОНТАКТНЫЙ АППАРАТ ДЛЯ ОКИСЛЕНИЯ СЕРНИСТОГО ГАЗА

Изобретение относится к химическому машиностроению, а именно к конструкциям контактных аппаратов, входящих в установку, предназначенную для каталитического окисления сернистого газа по схеме двойного контактирования с промежуточной абсорбцией.

Известен контактный аппарат,содержащий корпус с центральной трубой, внутри которого размещен катализатор со средствами распределения газового потока и встроенный теплообменник, выполненный в виде радиально располо : енных секций, соединенных посредством коаксиально установленного коллектора с центральной трубой, снабженные горизонтально установленной глузСЬй перегородкой, а в нижней части корпуса размещен дополнительный теплообменник, состоящий из расположенных по кольцу ряда секций. Окисление сернистого газа в атом аппарате осуществляется на нескольких слоях контактной массы, расположенных горизонтально и занимающих все поперечное сечение аппарата ИЗ.

Однако такое размещение контактной массы приводит к развитию наружной поверхности аппарата и, следовательно к росту величины теплопотерь в окружающую среду, а также определяет относительно высокое гидравлическое со- противление слоев, обусловленное увеличением скорости прохождения газа через слои вследствие выделения реакционного тепла при протекании экзотермической реакции окисления сернистого ангидрида.

fO

Цель изобретения - повышение эффективности процесса за счет уменьшения теплопотерь и снижения гидравлического сопротивления .

Поставленная цель достигается тем,

15 что аппарат снабжен, установленньп и мелщу теплообменными секциями патронами, образованными коаксиал1ьно размещенными перфорированными трубками, между которыми засыпан катализатор,

20 при этом каждый патрон имеет кольцевую крышку, закрывающую сверху внутpeiHHee пространство патрона, днище в виде диска, перекрывающее все сечение патрона с.низу, и закрепленную на

25 корпусе глухую-перегородку.

На фиг. 1 и 2 представлены два контактных аппарата, входящие в установ.ку. обптй вид на фиг. 3 - разрез А-Л,Р разр.ез Б-Б на фиг. и 2 ; яа

30 фиг. 4 - разрез В-В jia Фиг.З. Аппарат ссщержит корпус 1 с крышкой и днищем, центральную трубу 2, которая используется в качестве трубопровода, средство распределения газового потока 3, под которым расположен промежуточный теплообменник 4 после первого слоя, выполненный в виде радиально расположенных секций, между которыми размещены патроны 5 с контактной массой первого слоя. Для обеспечения необходимого направления прохождения сернистого газа через пат роны сечение контактного аппарата выше секций теплообменника 4 между патронами 5 и корпусом 1 перекрывается глухой перегородкой 6. Ниже , теплообменника 4 установлено средство для смещения и распределения газа 7. Под этим устройством располагается промежуточный теплообменник после второго слоя, между секциями которого размещены патроны с контактной массой второго слоя. Коаксиально установленный кольцевой коллектор 8 промежуточного теплообменника после второго слоя не соединяется с центральной трубой, а имеет подводящий 9 и отводящий 10 газ патрубки. Под секциями промежуточного теплообменника после второго слоя установлено устройство для смешения и ..распределения газа, после ко торого установлены патроны с кбнтактной массой третьего слоя, Секции дополнительного теплообменника 11 представляют собой вертикальный пучок труб, скрепленных верхней и Нижней решетками и кожухом, образующими межтрубное пространство с входным 12 и выходным 13 патрубками Данные секции сгруппированы в две параллельные линии, расположенные по кольцу и последовательно соединенные по межтрубному пространству. Объединение потоков двух линий осуществляется посредством патрубка 14., соединенного с центральной трубой 2, которая в местах установки промежуточ ного теплообменника после первого слоя выполнена перфорированной, и коаксиально ей размещен кольцевой коллектор 15, причем кольцевой коллектор и. труба снабжены горизонтально установленной глухой перегородкой. Второй аппарат, входящий в устано ку для каталитического окисления сер нистого газа, имеет конструктивные решения, аналогичные принятым в первом аппарате, и содержит корпус с центральной трубой, внутри которого устанавливаются промежуточный теплообменник после четвертого слоя и пат роны с контактной массой четвертого слоя, размещенные между секциями это го теплообменника, устройство для см шения и распределения газа после это го слоя, патроны с контактной массой пятого слоя и дополнительный теплообменник. Установка работает следующим образом. Свежий газ из компрессорного отделения подается во входной патрубок 12 теплообменника 11 первого контактного аппарата. Пройдя две линии дополнительного теплообменника 11, газ по патрубку. 14 поступает в трубу 2, распределяется по секциям промежуточного теплообменника 4 и собирается в верхней части трубы 2. Далее через средство 3 для распределения газового потока газ направляется в патроны 5 с контактной массой первого слоя. При этом, благодаря установлзнной между корпусом аппарата 1 и патронами 5 глухой перегородке б, а также наличию у каясдого патрона кольцевой, крышки, (закрывающей сверху внутреннее пространство патрона между коаксиально размещенными перфорированными трубками, и днище в виде диска, перекрывающего все сечение патрона снизу, газ постпуает в объем, образованный внутренними трубками патронов, затем радиально проходит контактную массу первого слоя и выходит через отверстия на поверхности наружных трубок патронов. Поскольку площадь, занимаемая контактной массой в патроне, через которую проходит газ по мере своего радиального движения, растет, то, несмотря на увеличение объема газа за счет выделения тепла экзотермической реакции окисления сернистого ангидрида в серный, величина линейной скорости прохо : дения через слой контактной массы уменьшается, что ведет, к падению гидравлического сопротивления слоя контактной массы в целом. Выходящий из патронов газ направляется для охлаждения в межтрубное пространство промежуточного TeJ лqoбмeнникa 4после этого слоя. Охлажденный в этом теплообменнике до требуемой температуры газ проходит средство для смещения и распределения газа 7 и направляется в патроны с контактной массой второго слоя, где .происходит дальнейшее окисление и соответствующий ему разогрев. Разогретый газ подается в межтрубное пространство промежуточного теплообменника после этого слоя, где охлаждается до требуемой температуры. Затем газ проходит средство для смешения и распределения и поступает в патроны с контактной массой третьего слоя, где и заканчивается первая стгщия контактирования. После третьего слоя газ попадает в трубное пространство двух линий секций дополнительного теплообменника 11, из которого выводится на промежуточную абсорбцию. После абсорбции газ подается во входной патрубок второго аппарата и

и далее в межтр бное пространство дополнительного теплообменника, откуда он поступает в нижнюю часть центральной трубы,, и по ней - в трубки секций промежутоного теплообменника после четвертого слоя. Затем газ выводится из второго аппарата и, поступает через подводящий патрубок 9 в трубки секций промежуточного теп лообменника после вторргб слоя, размещенногр в первом аппарате, выходит по отводящему йатрубку 10 и возвращается во второй аппарат. Пройдя распределительное устройство, газ направляется в патроны с контактной массой четвертого слоя, где окисляется и соответственно нагревается, пЬтом входит вмежтрубное пространство теплообменника после этого слоя где охлаждается до требуемой температуры. Далее газ проходит средство для смешения и распределения его . п поступает в патроны с контактной массой пятого слоя, где завершается процесс окисления. После пятого слоя газ распределяется.- по трубному пространству двух линий секций дополнительного теплообменника, откуда направляется на конечную абсорбцию.

Предлагаемый контактный аппарат, снабженный установленными между тёплообменными секциями патронами с кон: актной массой, значительно повьшает эффективность процесса окисления за счет уменьшения теплопотерь а также отличается более низким гидравлическим сопротивлением.

Формула изобретения

Контактный аппарат для окисления серниртого газа, содержащий корпус с центральной трубой, внутри которого размещен катализатор со средствами распределения газового потока и встроенный теплообменник, выполненный в виде радиально расположенных секций, соединенных при помощи коаксиальнр

установленного коллектора с центральной трубой, снабженные горизонтально установленной глухой перегородкой, а в нижней части корпуса размещен дополнительный теплообменник, состоящий из расположенных по кольцу ряда секций, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности процесса за счет уменьшения теплопотерь и снижения гидравлического сопротивления , аппарат снабжен установленными между теплообменными секцияГю1 патронами,образованными коаксиально размещенньп«1и перфорированными трубками, между которыми засыпан катлли.затор, при этом каждый патрон имеет кольцевую крышку, закрывающую сверху внутреннее пространство патрона,днище в виде диска, перекрывающее все сечение патрона снизу, и закрепленную

на корпусе глухую перегородку.

Источники информации , принятые во внимание при экспертизе

1,., Авторское свидетельство СССР № 797755, кл. В 01 J 8/04, 1976.

15

Фаг.1

-I

5jL .1

i.