Аппарат для концентрирования серной кислоты

 

Изобретение относится к аппаратам для концентрирования растворов, например, серной кислоты путем контакта с газообразным теплоносителем. Внутри вертикального футерованного корпуса 1 установлены полки 6 с о севыми отверстиями 7 и размещенные над ними отбойники 8 с отверстиями 9, расположенными по периферии. Отбойник установлен над полкой на расстоянии 0,3-0,8 D, где D - диаметр осевого отверстия полки. Газообразный теплоноситель, пройдя через осевое отверстие полки, контактирует с серной кислотой, захватывает часть кислоты и, поднимаясь, ударяется о поверхность отбойника, в результате чего кислота дробится, образуя высокоактивную и развитую поверхность контакта фаз. При выборе в указанном диапазоне расстояния между полкой и отбойником образуется высокотурбулизированный газожидкостный поток с поступательно-возвратным движением, что обеспечивает высокую скорость теплопередачи, интенсифицирует процесс концентрирования серной кислоты и увеличивает производительность аппарата. 2 ил., 1 табл. с (Л Is:) 00 ;о сд 1C

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1289521 (59 4 В 01 D 1/14

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3675526/23-26 (22) 12.12 ° 83 (46) 15,02.87. Бюл. N 6 (72) К.В.Нейперт, А.Д.Марков, Б.Т.Васильев, В.С.Сущев, А.Ф.Сафонов, Е.П,Парфенов и С.В.Закарян (53) 66 ° 048.541(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 565669, кл. В 01 D 1/ 14, 1977.

Справочник сернокислотчика, Химия., 1971, с. 489 †4.

Патент США Ф 3198241, кл. 159-13, 1965. (54) АППАРАТ ДЛЯ КОНЦЕНТРИРОВАНИЯ

СЕРНОЙ КИСЛОТЫ (57) Изобретение относится к аппаратам для концентрирования растворов, например, серной кислоты путем контакта с газообразным теплоносителем.

Внутри вертикального футерованного корпуса 1 установлены полки 6 с осевыми отверстиями 7 и размещенные над ними отбойники 8 с отверстиями

9, расположенными по периферии. Отбойник установлен над полкой на расстоянии 0,3-0,8 D, где D — диаметр осевого отверстия полки. Газообразный теплоноситель, пройдя через осевое отверстие полки, контактирует с серной кислотой, захватывает часть кислоты и, поднимаясь, ударяется о поверхность отбойника, в результате чего кислота дробится, образуя высокоактивную и развитую поверхность контакта фаз. При выборе в указанном диапазоне расстояния между полкой и отбойником образуется высокотурбулизированный газожидкостный поток с поступательно-возвратным движением, ю что обеспечивает высокую скорость теплопередачи, интенсифицирует процесс концентрирования серной кислоты и увеличивает производительность аппарата. 2 ил., 1 табл.

12895

21 2 поверхность отбойника 8, выполненного с отверстиями 9 по периферии, проекции которых не совпадают с осевым отверстием 7 полки 6. В результате удара кислота дробится и в виде брызг и капель падает обратно на полку 6, образуя развитую и высокоактивную поверхность контакта фаз. Отсепари-, рованный газ поднимается вверх через отверстия в отбойнике 8.

Целесообразность выбора расстояния между полкой и отбойником (LH) в диапазоне 0,3-0,8 D объясняется следующим.

В этом диапазоне в пространстве между полкой и отбойником образуется высокотурбулизированный газожидкостной поток с поступательным движением.

Количество жидкости, находящейся в виде брызг и капель, во взвешенном состоянии приближается к теоретичес1 ки максимально возможному, чему отвечает и максимально развитая реакционная поверхность контакта теплообмена. Вместе с тем, в указанном диапазоне линейная скорость и траектория газожидкостногD потока обеспечивает и большую активную поверхность брызг и капель жидкости, что обеспечивает высокую скорость теплопередачи.

В таблице представлены экспериментальные данные, подтверждающие эффективность выбора соотношения размеров. дН = Р(0) Гидравлическое сопротивление, мм вод.ст.

145

1260

0,2

1190

0,3

0 5

i 100

1040

0,8

720

0,,9 возрастает сопротивление аппарата, что снижает e ro экономические показатели . Увеличение расстояния аН более

О, 8 D ведет к снижению скоростного напора га з ожидко с тно го потока „ Это уменьшает эффект удара о поверхность отбойника и, следовательно, диспергиИзобретение относится к аппаратам для проведения тепло- и массообменных процессов, а именно к устройствам для концентрирования серной и других кислот. 5

Целью изобретения является повышение производительности аппарата за счет увеличения контакта кислоты и газообразного теплоносителя.

На фиг.1 изображен аппарат, общий вид; на фиг.2 — сечение A-А на фиг. 1.

Аппарат содержит вертикальный корпус 1 с патрубками подачи газообразного теплоносителя 2 и его отвода

3, подачи слабой серной кислоты 4 и отвода концентрированной кислоты 5, установленные по высоте корпуса горизонтальные полки 6 с осевым отверстием ?, размещенные над полками отбойники 8 с отверстиями 9 для перетока жидкости.

Аппарат работает следующим образом.

Серная кислота, подаваемая на концентрирование, поступает в корпус аппарата 1 через патрубок 4. Газообразный теплоноситель подают снизу через патрубок 2. Газ, пройдя через осевое отверстие 7 полки 6, вступает в первичный контакт с серной кислотой и при этом захватывает часть кислоты.

Далее газожидкостный поток, поднимаясь вверх,. ударяется по инерции о

Из таблицы видно, что оптимальная величина коэффициента теплопередачи, определяющая интенсивность работы аппарата, достигается в заявленном диапазоне дН = 0,3-0,8 D, При соотношении ьН/D менее 0,3 коэффициент теплопередачи остается высоким, но резко

Коэффициент теплопередачи ккал/м ч С

1289521

PuzZ

Составитель Е.Сотникова

Редактор А.Долинич Техред Л.Олейник Корректор Н.Король

Заказ 7841/7 Тираж 678 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул.Проектная, 4 рование. Кроме того, часть жидкости исключается из возвратно-поступательного движения, так как уносится с га-. зом через отверстия в отбойнике. Все это приводит к снижению коэффициента теплопередачи и производительности аппарата.

Конструкция аппарата позволяет увеличить скорость газа в 3-6 раз по сравнению с известными аппаратами, где скорость не превышает 1 м/с и тем самым повысить эффективность аппарата в 3-6 раз.

Предложенный аппарат может быть использован и для других тепло- и массообменных процессов, в частности в качестве промывной башни в сернокислотном производстве.

Формула иэ обретения

Аппарат для концентрирования серной кислоты, содержащий вертикальный корпус с патрубками подачи и отвода газообразного теплоносителя, подачи слабой серной кислоты и отвода концентрированной кислоты, установленные по высоте корпуса горизонтальные пол.— ки с осевыми отверстиями, размещенные над полками отбойники, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повыше" ния производительности аппарата за счет увеличения контакта кислоты и газообразного теплоносителя, отбой" ники выполнены с отверстиями для перетока жидкости, расположенными по периферии и установлены над полками на расстоянии 0 3-0,8 Р, где D — диаметр осевого отверстия полки.