Контактный аппарат Советский патент 1983 года по МПК B01D53/04 B01J8/04 

(54) КОНТАКТНЫЙ АППАРАТ

1

Изобретение относится к контактным устройствам для осуществления адсорбционно-каталитичерких процессов в системе газ - твердое тело в химической, нефтехимической, лесохимической и других отраслях промышленност.и, в частности может, быть использовано при очистке и разделении газовых смесей.

Известен контактный аппарат, включающий корпус с размещенными в нем плоскими кассетами, заполненными слоем зернистого материала, наклонные перегородки между ними, входной и выходно газовые коллекторы 1.-

Недостатков этого аппарата является вероятность проскока части непрореагировавшего газа через слой зернистого материала вследствие недостаточно равномервого -распределения газового потока по сечению аппарата.

Целью изобретения является повыщение равномерности газораспределения.

Эта цель достигается тем, что в контактном аппарате, включающем корпус с размещенными в нем плоскими кассетами, заполненными слоем зернистого материала, наклонные перегородки между ними, входной и выходной газовые коллекторы, толщина слоя зернистого материала выбирается в пределах от 40 до 100 диаметров зерен, а угол между каждой Наклонной перегородкой

и плоскостью кассеты составляет 1-8°.

На фиг. 1 представлен общий вид контактного аппарата; на фиг. 2 - узел верхней кассеты в увеличенном масщтабе; на фиг. 3 - узел верхней кассеты, снабжен10 ный поворотными лопатками; на фиг. 4 - график зависимости степени неравномерности газораспределения от толщины слоя зернистого материала для зерен щаровой формы; на фиг. 5 - график зависимости степени неравномерности газораспределения

15 от угла между наклонной перегородкой и плоскостью кассеты для, зерен щаровой формы.

Контактный аппарат выполнен с прямоугольным корпусом и состоит из трех па20 раллельно установленных друг под другом горизонтальных кассет 1, загруженных неподвижным зернистым материалом 2. Верхняя и нижняя части кассет изготовлены из металлической сетки или рещетки. Все кассеты снабжены наклонными пластинами 3, которые образуют с горизойтальной плоскостью постоянный угол d. На входе и на выходе газа из корпуса аппарата также имеются параллельные друг другу перегородки 4, образующие с вертикальной плоскостью угол jS, равный 10-15°. Перегородки 4 йепосредственно примыкают к входному 5 и выходному 6 патрубкам аппарата. Эти пластины 4 в совокупности с выравнивающими решетками 7 толщиной 6 2- 5 мм с отверстиями 04 мм обеспечивают плавный поворот потока и равномерную его раздачу по всем трем кассетам. Другой вариант контактного аппарата выполнен с поворотными лопатками. Лопатки 8 криволинейные. Высота отдельной лопатки равна двухкратному расстоянию между лопатками. Причем число их сверху и снизу каждой из кассет одинаково. Обрабатываемый газ поступает через патрубок 5 во входной коллектор и равномерно распре деляется по кассетам 1 с зернистым материалом. Обработанный газ выводится из аппарата по патрубку 6. Зернистый слой жестко фиксируется внутри кассет, чтобы избежать истирания и разрушения зерен. Гидравлическое сопротивление всех кассет должно быть одинако Г51.1М, чтобы обеспечить равномерную раздац ii;:j;i по всем кассетам. Пример 1. Во время проведения испытаliiisi iUHiiipaT с кассетой размером ЗООХ Х()ООхМ):) мм загружали зернистым материа-лол; В ня.к колец Рапшга 10x10x2.мм, таблеток 1х 10 и 0 2Х 10 мм и шаров фракции 3-5 мм. Исследование рданомерности распределения газового потока в аппарате производили при расходах воздуха 50, 100, 150, 200 и 250 . Испытания показали высокую эффективность от применения наклонных пластин. Угол наклона этих пластин сЛ в опытах изменяли от 0,5 до 10°. Наилучшее газораспределение для шаров и таблеток получено при угле ct 3-5°, а для колец - при d. 5-7°. В сравнимых условиях (при средней скорости в аппарате 0,4 м/с) наилучшее газораспределение достигается для шаров при C5t 4° (Т 21% а ЛР 42 мм вод.ст.). В тех же условиях значения для таблеток и колец Рашига соответственно на 5 и на 33% выше, т.е. неравномерность потока у них больше, чем у зерен шаровой формы. Проведенные опыты показали, что увеличение высоты слоя зерен в отдельной кассете до Н lOd уже не приводит к дальнейшему снижению степени неравномерности газораспределения t по сечению аппарата. В то же время уменьшение высоты засыпки зерен в кассетах аппарата до Н 40d наоборот вызывает резкое увеличение степени неравномерности f ДО величины до 40-60%, что недопустимо по уеловиям проведения процесса адсорбции или катализа. Пример 2. Изготовлен кассетный аппарат с размером отдельной кассеты бООхЗООХ X 100 мм. В кассету в качестве зерен загружали кольца или шары. По обоим сторонам кассеты на входе и выходе газового потока из нее установлены поворотные лопатки высотой 15 мм каждая. 22 лопатки были равномерно расположены с каждой из сторон кассеты. Причем лопатки были установлены заподлицо с нижней кромкой входного и верхней кромкой выходного из кассеты прямоугольных отверстий. Испытания контактного аппарата с поворотными лопатками показали, что их использование способствует более равномерному газораспределению по длине аппарата, уменьшает образование застойных зон, а также уменьшает отклонение потока внутри слоя зерен от вертикального направления. Установлено также, что наибольший выравнивающий эффект в этом случае имеет место для колец Ращига. Так, при скорости W 0,4 мм и угле наклона пластины оС 4 применение поворотных лопаток снизило параметр Y для колец Рашига на 24%, а для шаров - на 4%. Однако при этом несколько возросло и сопротивление аппарата ( на 10%). Пример 3. Общие габариты аппарата 1200x1775x340 мм. Кассеты расположены в аппарате параллельно друг под другом. Расстояние между кассетами 108 мм. Угол Наклона пластин оС 4°. Размеры отдельной кассеты 600x300x100 мм. Высота входного и выходного зазора 1 64 мм, угол ft 10°, решетки 7 имеют толщину S 2 мм, диаметр отверстий в решетках 4 мм. Живое сечение решетки составляет 48%. Проведенные испытания аппарата показали эффективность предложенного технического решения по выравнивающему действию. Положительный эффект от использования изобретения заключается в снижении неравномерности газораспределения по всему поперечному сечению контактного аппарата, что, в свою очередь, позволяет уменьшить расходные коэффициенты или увеличить выход конечного продукта. При менительно к производству слабой азотной кислоты уменьшение расходного коэффициента по NH,, составляет 2%. Формула изобретения Контактный аппарат, включающий корпус с размещенными в нем плоскими кассетами, заполненными слоем зернистого материала, наклонные перегородки между ними, входной и выходной газовые коллекторы, отличающийся тем, что, с целью повышения равномерности газораспределения, толшина слоя зернистого материала выбирается в пределах от 40 до 100 диаметров зерен, а угол между каждой наклонной перегородкой и плоскостью кассеты составляет 1-8°.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 874136, кл. В 01 D 53/04, 1979.

/

7

fJc/f., i/i/c/ o зё/7е//

fff г Jff ff SO ffff фуг. 4

70 20 JO fff ffff 70 ,

фуг.