Абсорбер хлора

Изобретение относится к аппаратуре для массообменных процессов химической технологии, протекающих с выделением тепла. Абсорбер содержит составной корпус 1 с охлаждаемым трубчатым теплообменником 2 в нижней части и противоточной оросительной колонной 3 в верхней части. Хлорсодержащий газ подается через патрубок 4 в нижнюю часть абсорбера, очищенный от хлора газ выводится из верхней части абсорбера через патрубок 7. Абсорбент на орошение противоточной колонны 3 подается через патрубок 6, а абсорбат выводится из донной части абсорбера через патрубок 5. Охлаждаемый трубчатый теплообменник 2 оборудован центральной циркуляционной трубой 8, а ниже теплообменника 2 расположена газораспределительная решетка 9. Технический результат: уменьшение пульсаций и вибрации аппаратуры, создание равномерного течения процесса и распределения концентраций, а также условий для внутренней циркуляции жидкой фазы. 1 ил.

 

Изобретение относится к аппаратуре для процессов химической технологии, а именно к абсорберам хлора в хлорной промышленности.

Абсорберы широко распространены в различных областях техники. Так, известны конструкции абсорберов, которые используются для осушки газа в газодобывающей промышленности [авт. св. СССР №587981, В01Д 53/18, опубл. 15.01.78], могут быть использованы в установках сероочистки газа, масляной абсорбции [авт. св. СССР №597401, B01D53/18, B01J 1/22, опубл. 15.03.78]. К такому же типу относится абсорбер по авт. св. СССР №799794, B01D 53/18, B01D 53/20, опубл. 30.01.81. Перечисленные абсорберы характеризуются малой теплонапряженностью и не требуют использования теплоносителей для снятия выделяющегося тепла.

Малой теплонапряженностью характеризуется абсорбер по авт. св. СССР №1386257, B01D 53/18, опубл.07.04.88, используемый в химической промышленности для проведения процессов в системах газ-жидкость и газ-жидкость-твердое. В последнем варианте предусматривается использование теплоносителя только для охлаждения крышек абсорбера. Зона абсорбции не пригодна для снятия тепла абсорбции, поскольку подвод газовой фазы осуществляют по перфорации по всей высоте барботажных труб.

Абсорбция хлора характеризуется особенностями. Так, при абсорбции хлора четыреххлористым углеродом выделяется 65 ккал тепла на 1 кг хлора, поэтому для абсорбции хлора применяют охлаждаемые абсорберы.

Известен абсорбер хлора, содержащий составной корпус с охлаждаемым трубчатым теплообменником в нижней части абсорбера и противоточной оросительной колонной в верхней части абсорбера, патрубок для подачи хлорсодержащего газа в нижнюю часть абсорбера, патрубок для вывода очищенного от хлора газа в верхней части абсорбера, патрубок для подачи абсорбента на орошение противоточной колонны абсорбера и патрубок для вывода абсорбата из донной части абсорбера [Л.М.Якименко. Производство хлора, каустической соды и неорганических хлорпродуктов. М.: Химия, 1974, стр.335-336].

Экспериментально установлено, что коэффициент скорости абсороции хлора четыреххлористым углеродом зависит от скорости газа. Наиболее высокий коэффициент скорости абсорбции установлен при скоростях газа 0,2-0,3 м/с, когда наблюдаются крупномасштабные пульсации и вибрация аппаратуры. Подаваемый газ распределяется в трубчатке теплообменника неравномерно, что приводит к флуктуациям степени абсорбции хлора.

Техническая задача изобретения - уменьшение пульсаций и вибрации аппаратуры, улучшение равномерности распределения потоков по трубчатке теплообменника, создание организованной циркуляции жидкой фазы трубчатого теплообменника абсорбера.

Поставленная техническая задача решается тем, что в абсорбере хлора, содержащем составной корпус с охлаждаемым трубчатым теплообменником в нижней части и противоточной оросительной колонной в верхней части абсорбера, патрубок для подачи хлорсодержащего газа в нижнюю часть абсорбера, патрубок для вывода очищенного от хлора газа в верхней части абсорбера, патрубок для подачи абсорбента на орошение противоточной колонны абсорбера и патрубок для вывода абсорбата из донной части абсорбера, согласно изобретению охлаждаемой трубчатый теплообменник оборудован центральной циркуляционной трубой, а ниже теплообменника расположено газораспределительное устройство.

Газораспределительное устройство выполнено в виде решетки, закрепленной на корпусе абсорбера, с гидрозатвором, расположенным по центру решетки.

Срез центральной циркуляционной трубы трубчатого теплообменника расположен ниже среза гидрозатвора газораспределительного устройства.

На чертеже изображен абсорбер хлора. Абсорбер хлора имеет корпус 1 с трубчатым теплообменником 2 в нижней части абсорбера и с противоточной оросительной колонной 3 в верхней части абсорбера. В нижней части абсорбера расположен патрубок 4 для подачи хлорсодержащего газа и патрубок 5 для вывода абсорбата. В верхней части абсорбера расположен патрубок 6 для подачи абсорбента на орошение противоточной колонны абсорбера и патрубок 7 для вывода очищенных от хлора газов. По оси трубчатого теплообменника расположена центральная циркуляционная труба 8, а снизу трубной доски трубчатого теплообменника расположено газораспределительное устройство 9, выполненное в виде решетки, снабженное гидрозатвором 10. Срез циркуляционной трубы расположен ниже среза гидрозатвора газораспределительного устройства.

Абсорбер хлора работает следующим образом.

Через патрубок 6 подаст абсорбент хлора - четыреххлористый углерод на орошение противоточной колонны 3 и полностью затапливают трубчатый теплообменник 2 абсорбера. Хлорсодержащий газ на абсорбцию хлора подают по патрубку 4. За счет сопротивления газораспределительного устройства 9 под ним создается газовая подушка и равномерное истечение пузырьков газа через всю поверхность решеток газораспределительного устройства 9. Газонасыщенная жидкость поступает в трубчатку теплообменника 2, где происходит отвод тепла, выделяющегося при абсорбции хлора. Образующийся раствор хлора в четыреххлористом углероде свободно возвращается по циркуляционной трубе 8 в нижнюю часть абсорбера. Несорбирующаяся часть хлора дополнительно улавливается в противоточной оросительной колонне 3 абсорбера хлора. Очищенный от хлора газовый поток выводят через патрубок 7. Полученный раствор хлора в четыреххлористом углероде выводят через патрубок 5 и направляют на утилизацию с выделением абсорбированного хлора в качестве целевого продукта. Очищенный четыреххлористый углерод возвращают через патрубок 6 на абсорбцию хлора.

Таким образом, предлагаемый абсорбер хлора по сравнению с прототипом более надежен в эксплуатации, за счет свободного движения полученного раствора хлора в четыреххлористом углероде по циркуляционной трубе исключаются крупномасштабные пульсации и вибрация аппарата, за счет распределения газовой фазы по всему сечению трубчатки теплообменника создаются равномерное течение процесса и распределение концентраций, а также условия организованной внутренней циркуляции жидкой фазы.

Абсорбер хлора, содержащий составной корпус с охлаждаемым трубчатым теплообменником в нижней части и противоточной оросительной колонной в верхней части абсорбера, патрубок для подачи хлорсодержащего газа в нижнюю часть абсорбера, патрубок для вывода очищенного от хлора газа в верхней части абсорбера, патрубок для подачи абсорбента на орошение противоточной колонны абсорбера и патрубок для вывода абсорбата из донной части абсорбера, отличающийся тем, что охлаждаемый трубчатый теплообменник оборудован центральной циркуляционной трубой, а ниже теплообменника расположено газораспределительное устройство, причем газораспределительное устройство выполнено в виде решетки, закрепленной на корпусе абсорбера, с гидрозатвором, расположенным по центру решетки, а срез центральной циркуляционной трубы трубчатого теплообменника расположен ниже среза гидрозатвора газораспределительного устройства.