Диссоциатор аммиака

 

Изобретение относится к устройствам для диссоциации аммиака, используемым в химическом машиностроении , приборостроении и авиастроении и позволяет повысить качество диссоциированного аммиака. Диссоциатор аммиака содержит испаритель и соединенную с ним трубопров.одом реторту, заполненную катализатором, при этом испаритель снабжен стабилизатором расхода, инжектором, направляющим аппаратом с отверстиями, а реторта выполнена в виде двух концентрично установленных труб, на наружной поверхности внутренней трубы которой и на внешней поверхности испарителя установлены тарелки обтекаемой со стороны потока газа формы. В испарителе осуществляется испарение жидкого аммиака до газообразного за счет тепла отходящего диссоциированного аммиака. Инжектор обеспечивает циркуляцию испаренного газообразного аммиака вдоль стенок испарителя. Чис ло съемных тарелок должно быть таким, чтобы обеспечить распределение тепла отходящего диссоциированного аммиака на нагрев испарителя и подогрев газообразного аммиака перед подачей его на катализатор. 2 3.п. ф-лы, 3 нл. 9 (Л Оо

СОЮЗ СО8ЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (59 4 В О! J 19/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4011527/24-26 (22) 15.11.85 (46) 07.04.87. Бюл. М !3 (7!) Всесоюзный научно-исследовательский проектно-конструкторский и технологический институт электро термического оборудования (72) С.З.Васильев, И.И.Иаергойз и Л.И.Пушкарев (53) 66.023(088.8) (56) Эстрин Б.И. Производство иприменение контролируемых атмосфер.

М.: Металлургия, 1973, с. 68, рис.lб.

Установка для приготовления контролируемых атмосфер. Каталог

l8.01 03-75. Информэлектро, 1975, с. 31 рис. 26. (54) ДИССОЦИАТОР АМИИАКА (57) Изобретение относится к устройствам для диссоциации аммиака, используемым в химическом машиностроении, приборостроении и авиастроении, и позволяет повысить качество диссоциированного аммиака. Диссоциатор

„.SU 1301481 А1 аммиака содержит испаритель и соединенную с ним трубопроводом реторту, заполненную катализатором, при этом испаритель снабжен стабилизатором . расхода, инжектором, направляющим аппаратом с отверстиями, а реторта выполнена в виде двух концентрично установленных труб, на наружной поверхности внутренней трубы которой и на внешней поверхности испарителя установлены тарелки обтекаемой со стороны потока газа формы. В испарителе осуществляется испарение жидкого аммиака до газообразного за счет тепла отходящего диссоциированного аммиака. Инжектор обеспечивает циркуляцию испаренного газообразного аммцака вдоль стенок испарителя. Число съемных тарелок должно быть таким, чтобы обеспечить распределение тепла отходящего диссоциированного аммиака на нагрев испарителя и подогрев газообразного аммиака перед подачей его на катализатор.

2 з.п. ф-лы, 3 ил.! 1 301 48

Изобретение относится к устройствам для диссоциации аммиака, используемых в химическом машиностроении, приборостроении и авиастроении.

Цель изобретения — повышение качества диссоциированного аммиака за счет снижения в нем остаточного аммиака.

На фиг.l схематически изображен диссоциатор аммиака, общий вид; на !О фиг.2 — испаритель; на фиг,З вЂ” установка тарелок в испарителе.

Диссоциатор аммиака содержит испаритель 1 с патрубком 2 подвода жидкого аммиака и трубопроводом 3 га-!5 зообразного аммиака, на котором установлены регулятор 4 давления и расходомер 5. Испаритель 1 установлен соосно в верхнем торце реторты 6 и соединен с ней с помощью трубопро- 20 вода 3 газообразного аммиака, а кольцевое пространство, образованное внутренней и наружной трубами реторты, заполнено катализатором 7. На наружной поверхности внутренней трубы реторты 6 в ее верхней части, а также на наружной поверхности испарителя 1 установлены съемные тарелки 8 обтекаемой со стороны потока газа формы. Их количество соотносится меж-З0 ду собой как 1:(0,3-0,8), Реторта 6 расположена в футерованном корпусе 9 с нагревателями 10. На трубопроводе

ll жидкого аммиака установлены регулятор 12 уровня, регулирующий вен- 3g тиль 13 и стабилизатор !4 расхода, выполненный в виде обратного клапана. Патрубок 2 подвода жидкого аммиака снабжен инжектором 15 с соплом 16, при этом отношение диаметра 40 отверстия сопла инжектора к внутреннему диаметруинжектора равно 0,1-0,8.

В испарителе 1 размещен направляющий аппарат 17, выполненный в виде трубы с отношением ее диаметра к дли-45 не, равном !:(2-10), с рециркуляционными отверстиями 18, размещенными по ее поперечному сечению, расположенному на расстоянии, составляющем

0,05-1,0 диаметра трубы. 50

Диссоциатор аммиака работает следующим образом.

Жидкий аммиак по трубопроводу 11 поступает в испаритель I через гатру. бок 2 подвода жидкого аммиака. В испарителе осуществляется испарение жидкого аммиака до газообразного за счет тепла отходящего диссоциированного аммиака. Газообразный аммиак

1 2 поступает в реторту 6, которая обогревается до 900 нагревателями 10, размещенными в футерованном корпусе 9.

При высокой температуре аммиак по реакции

2NH — ЗН + И 3

2 9 диссоциирует на водород и азот.

Расход жидкого аммиака стабилизируется системой, состоящей из регулятора 12 уровня, регулирующего вентиля 13, и стабилизатора 14 расхода. Система стабилизации работает следующим образом.

Жидкий аммиак из емкости регулятора 12 уровня:под давлением проходит через регулирующий вентиль 13, сопло

16 инжектора 15 и поступает в испаритель 1. При превышении давления в испарителе I жидкий аммиак по трубопроводу ll через стабилизатор 14 расхода давлением вытесняется в емкость регулятора 12 уровня.

Инжектор 15 обеспечивает циркуляцию испаренного газообразного аммиака вдоль стенок испарителя 1. Для эффективной работы инжектора отношение диаметра отверстия сопла 16 инжектора 14 к внутреннему диаметру инжектора 15 равно 0,1-0,8. Отношение менее 0,1 в этом случае вызывает черезмерно большое гидравлическое сопротивление потоку жидкого аммиака в инжекторе, и инжектор не работает. Отношение более 0,8 нецелесообразно из-за малых скоростей истечения аммиака из сопла и в связи с этим уменьшения эффективности работы инжектора.

Наибольший эффект создает испаритель с размещением в нем соосно направляющего аппарата 17, выполненного в виде трубы с рециркуляционными отверстиями 18 по ее поперечному сечению. Наиболее эффективна работа направляющего аппарата при соотношении диаметра трубы к ее длине

1:(2-10). Соотношение менее 1:2 приводит к повышению содержания остаточного аммиака. в восстановительной атмосфере из-за низкого коэффициента использования тепла отхОдящего диссоциированного аммиака. Соотношение более 1:10 нецелесообразно, так как снижается кратность рециркуляции.

В направляющем аппарате рециркуляционные отверстия должны быть размещены на расстоянии от выходного

3 3014 торца сопла, составляющем 0,05-1,0 диаметра трубы. На расстоянии, превышающем отношение 1,0, уменьшается эффективность работы инжектора, а на расстоянии менее 0,05 работа инжектора невозможна.

Количество съемных тарелок подобрано с таким расчетом, чтобы распределить тепло отходящего диссоциированного аммиака на нагрев испари- !О теля и на подогрев газообразного аммиака перед подачей его на,катализатор. При соотношениях менее 1:0,3 недостаточно тепла на испарение жидкого аммиака, при соотношениях более

1:0,8 мала поверхность теплоотдачи от стенки реторты к газообразному аммиаку.

Диссоциированный аммиак из диссо- 20 циатора выходит следующего состава, ИЗ 75, Hà 25 ""з0,05 0, Внедрение диссоциатора аммиака в промышленности позволяет получить значительный экономический эффект эа счет уменьшения расхода электроэнергии на процесс. Так в установке производительностью 40 м /ч восстаноs вительного газа удельный расход элек-30 троэнергии равен 0,78 кВт/мЗ, а при внедрении. изобретения расход электроэнергии составляет 0,40 кВт/м . Расчеты показывают, что годовой экономический эффект на одну установку со- 35 ставляет 2000 руб. Потребность в установках составляет 100 шт. в год.

Таким образом, суммарный экономический эффект составляет 200 тыс.руб, в год. 4Q

81 4

Формула изобретения

1 . Диссоциатор аммиака, содержащий испаритель и соединенную с ним посредством трубопровода парообразного аммиака реторту, заполненную катализатором, отличающийся тем, что, с целью повышения качества диссоциированного аммиака за счет снижения в нем остаточного аммиака, испаритель размещен соосно в верхнем торце реторты и снабжен установленным внутри него инжектором с трубопроводом жидкого аммиака со стабилиза. торов ;расхода, выполненным в виде об" ратного клапана, при этом отношение диаметра отверстия сопла инжектору к, внутреннему диаметру инжектора равно 0,1 — 0,8.

2. Диссоциатор по п. 1, о т л и— ч а ю шийся тем, что он снабжен размещенным в испарителе направляющим аппаратом, выполненным в виде трубы с отверстиями по ее поперечному сечению, при этом отношение диаметра трубы к ее длине составляет

1:(2-10), а отверстия. размещены на расстоянии от выходного торца сопла, составляющем 0,05-1,0 диаметра трубы.

3. Диссоциатор по пп. и 2, о т— л и ч а ю шийся тем, что реторта выполнена в виде двух концентрично установленных труб с образованием кольцевого пространства, при этом реторта и испаритель снабжены закрепленными на внешней поверхности испарителя и наружной поверхности внутренней трубы реторты тарелками обтекаемой со стороны потока газа формы, количество которых соотносится между собой как 1:(0,3-0,8).

130!481

Puz. 2

Составитель Н. Захарова

Техред Л.Сердюкова Корректор И.Эрдейи

Редактор М.Бланар

Заказ 1174/8 Тираж 511 Подписное

В11ИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул.Проектная, 4