Конвертор аммиака

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскнк

Социалистических

Республик (11}982777 (61) Дополнительное . к авт. сеид-ву— (22) Заявлеио30. 06. 81 (21) 3310654/23-26

1И)М. Кл.з с присоединением заявки ¹â€”

В 01 J 8/04 н

Государственный комитет

СССР но делам изобретений и открытий (23) Приоритет— ($3) УДК 6.6.097 (088 ° 8) Опубликовано 2312Я2. Бюллетень № 47

Дата опубликования описания23. 12. 82 (72) Авторы йзобретения.Э.астановскии, A.Ф.Гокгтт, А.и }Сяврнков, В. С.Мягких и,В.Я.Круглянскитй

Научно-производственное объединение "ТехзнерГох лм и Всесоюзный научно-исследовательский инсТитут / по комплектным технологическим линиям (71) Заявители (S4) КОНВЕРТОР АММИАКА

Изобретение относится к химической технологии и может быть использовано в производстве слабой азотной кислоты.

Известны конверторы аммиака, содержащие вертикальный цилиндрический корпус, в верхней части которого размещена платиноидная:. катализаторная сетка (Г), 10 Недостатками данных конверторов является пониженный выход цЕлевого продукта из-за слабой закалки газов, трудность транспортирования высокоте}лпературных газов (t = 900 C) и низкая экономичность, так..как тепло конвертированного газа в технологии не ис-. пользуется.

Известен также конвертор аммиака, содержащий вертикальный цилиндрический корпус, внутри которого размещена платиноидная катализаторная сетка, расположенный под сеткой трубчатый теплообменник с входной и выходной газовыми камерами, к трубным доскам которых подсоединены трубы теплообменника, и патрубки для подвода и отвода хвостовых нитрозных газов (2 3.

Недостатками известного устройства являются низкая надежность и экономичность вследствие перегрева и выхода из строя верхней трубной доски даже при прямоточном движении теплоносителя, которое к тому же приводит к снижению температуры хвостовых газов на выходе из теплооб}ленника и увеличению металлоемкости.

Целью изобретения является повышение надежности и экономичности.

Эта цель. достигается тем, что, ° входная и выходная газовые камеры установлены вертикально и снабжены соединяющим. их верхние торцы между собой дополнительным пучком. труб,при этом патрубки подвода и отвода хвостовых газов размещены, соответствен-. но, на входной и выходной камерах.

Кроме того, камеры выполнены с высотой, равной высоте теплообменника.

При этом камеры установлены со ... смещением по высоте, приче}л выходная газовая камера установлена выше входной.

Патрубок для подвода хвостовых газов подсоединен к верхней части входной камеры, а патрубок для отвода — к нижней части выходной камеры.

На фиг. 1 изображен конвертор аммиака, продольный разрез;на фиг.2разрез A-A на Фиг.1; на фиг. 3982777

Формула изобретения конвертор (вариант II) продольный разрез.

Конвертор аммиака содержит вертикальный цилиндрический корпус 1 с патрубками 2 и 3 для подвода аммиачно-воздушной смеси и отвода конверти- 5 рованного газа и фланцевым разъемом

4. Внутри корпуса 1 размещена на опорных элементах 5 платиноидная ката- . лиэаторная сетка б, под которой расположен трубчатый теплообменник 7 с 10 входной и выходной газовыми камерами

8 и 9, к трубным доскам 10 и 11 которых подсоединены трубы 12 теплооб менника 7. Входная и выходная газовые камеры 8 и 9 снабжены, соответст-I5 венно, патрубками 13 и 14 поДвода и отвода хвостовых газов. Верхние торцы газовых камер 8 и 9 соединены между собой дополнительным пучком труб 15, на горизонтальном участке

16 которого установлены опорные элем енты 5.

Газовые камеры 8 и 9 могут быть выполнены высотой, равной высоте теплообменника 7 (фиг. 1), или высотой, близкой расстоянию между крайними трубами 12, причем при этом выходная газовая камера 9 установлена выше камеры 8 (фиг. 3).

Патрубок 13 для подвода хвостовых газов может быть подсоединен к верхней части входной камеры 8, а патру-. бок 14 для отвода — к нижней части выходной" камеры 9. Стенки корпуса 1 изнутри закрыты огнеупорным материалом 17. 35

Конвертор аммиака работает следующим образом.

Аммиачно-воздушная смесь под давлением 7-8 кгс/см через патрубок 3 поступает в корпус 1 и проходит че рез платиноидную катализаторную сетку 6, где при 850-950 С происходит конверсия аммиака по следующим реакциям:

4%1э+ . 504ИО + бН О + 216,7 ккал, 4NH + 40 2N О + бНдО + 263,9 ккал.

Э . Конвертировайный гаэ с температу.рой 850-950 С последовательно проходит дополнительный пучок труб 15 и трубы 12 теплообменника 7, где происходит фиксация окислов азота за счет резкого охлаждения газа. Охлажденный до 450-500ОС газ через патрубок 3 отводится на дальнейшую технологию, М

Хвостовые нитрозные газы из абсорбционной колонны -с давлением 65—

75 кгс/см и при 130-150ОC через пат- рубок 13 вводятся во входную камеру 8. 60

Большая часть хвостовых- газов проходит по камере 8, затем по трубам 12 поступает в выходную камеру 9 и с температурой 500-600 С отводится через патрубок 14 на газовую турбину. 65

Другая — меньшая часть хвостовых газов из входной камеры 8 через верхний торец по трубному пучку 15 поступает в верхний торец выходной камеры

9, где смешивается с основным потоком газа, При прохождении по дополнительному пучку труб 14 хвостовой газ нагревается на 50-100 С.

Таким образом, торцы камер 8 и 9 и, верхние, наиболее нагретые участки труб 12, а также трубные доски 10 и

11 камер 8 и 9 защищены от радиационного излучения катализаторной сетки б, что устраняет перегрев этих элементов и приводит к повышению наде>кности.

Кроме того, соединение верхних торцов камер 8 и 9 пучком труб 15 устраняет застойные зоны в этих мес.тах, обеспечивая постоянный проток холодных газов, что также устраняет перегрев металла в этих местах.

Повышению надежности способствует выполнение камер 8 и 9 высотой, равной или близкой высоте теплообменника 7, так как при этом со стороны камер 9 и 10 охлаждается тракт конвертированного газа.

Повышению надежности устройства способствует подсоединение патрубка

13 к верхней части входной камеры 8, а патрубка 14 — к нижней части камеры

9, так как весь хвостовой газ проходит по камерам 8 и 9, интенсивно охлаждая трубные доски 10 и 11.

Повышается надежность катализаторной сетки б, так как опорные элементы 5, на которых размещена катализаторная сетка, опираются на холодные трубы пучка 15. Трубы пучка 15 не коробятся, сохраняется горизонтальность их прямого участка 16 и, следовательно, самой катализаторной сетки б. Срок службы катализаторной сетки увеличивается, что повышает экономичность.

Кроме того, предлагаемая конструкция конвертора позволяет организовать противоточное движение газов, что приводит к повышению температуры хвостовых газов на выходе из конвертора и снижению раствора высоколегированной стали вследствие увеличения температурного напора.

1. Конвертор аммиака; содержащий вертикальный цилиндрический корпус, внутри которого размещена платииоидная катализаторная сетка, расположенный под сеткой трубчатый теплооб-. менник с входной и выходной газовыми камерами, к трубным доскам которых подсоединены трубы теплообменника, и патрубки для подвода и отвода хвостовых нитрозных газов, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повйше982777

Нюи7

Id/Õ 7ЮЮ

080 ГЖЫ ния надежности и экономичности,входная и выходная газовые камеры установлены вертикально и снабжены соединяющим их верхние торцы между собой дополнительным пучком труб, при этом патрубки подвода и отвода хвостовых газов размещены, соответственно, на входной и выходной камерах.

2, Конвертор по п,1, о т л ич а ю шийся тем, нто камеры выполнены с высотой, равной высоте 10 теплообменника.

3. Конвертор по пп.1 и 2, о т л и ч а ю шийся тем, что камеры установлены со смещением по высоте, бкад аимиачнопричем выходная газовая камера установлена вьме входной.

4. Конвертор .по пп. 1-3, о т л ич а ю шийся тем, что патрубок для подвода хвостовых газов подсоединен к верхней части входной камеры, а патрубок для отвода — к нижней части выходной камеры.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Справочник Азотчика. M. "Химия", 1969, 1, т.2, с.64.

2. Проектнный чертеж Сумского машиностроительного завода им.М.Ф.Фрун зе, Р 11390-78-0100СБ. 1976.

98277 7

A-A

Р

ЮРУ аттиачиоАаи8 кР

Жх еалУ

ВНИИПИ Заказ 9776/12 Тираж 583 Подписное

Филиал ППП "Патент", r, Ужгород, ул.Проектная,4 ч.