CS198256B2 - Cooling plant - Google Patents

Description

Vynález se týká chladicího zařízení pro prudké zc.hlazování horkých, vysoce korozívních spalin, obsahujících chlorovodík, zejména takových, které pří společném spalování spalin obsahujících chlorovodík a kapalných zbytku chlorovodíku vznikají jako produkt spalování.

Konstruktivně nejobtížnější a nej choulostivější částí spalovacího zařízení je chladicí zařízení zhotovené z oceli, ve kterém se spaliny prudce zchlazují. Chladicí zařízení bývá obvykle provozována jak nad rosným bodem spalin, tak i pod tímto rosným bodem, což se také týká odpařené chladící kapaliny, zejména vody nebo kyseliny solné, a má tedy být v místech horkých spalin žáruvzdorné a v místech možného poklesu pod rosný bod odolné proti působení kyselin.

Tyto požadavky nebylo dosud možno v praxi uspokojivě splnit, takže docházelo k rychlé korozi chladicího zařízení, zejména také tehdy, jestliže chladicí zařízení bylo vyloženo v oblasti horkých spalin, tedy nad přívodem chladicí kapaliny, žáruvzdornou vyzdívkou a v místech možného poklesu teploty pod rosný bod, tudíž pod přívodem chladící kapaliny, kyselinovzdornými keramickými deskami. Takováto ochrana by sice mohla dostačovat pro prudké zchlazování spalin vznikajících při spalování kapalných zbytků chlorovodíku, protože v tomto případě při rovnoměrném dávkování je možné přibližné ohraničení mezí horkými a zchlazenými spalinami, ale při spalování spalin obsahujících chlorovodík, dokonce při jejich společném spalování s kapalnými zbytky chlorovodíku dochází k provozně podmíněným okamžitým výchylkám v množství í teplotě, čímž se značně posunou teplotní pásma v chladicím zařízení a pak může dojít k přehřátí i k poklesu teplot v jednotlivých pásmech.

Vynález má za úkol navrhnout chladicí zařízení, u něhož by se. zmíněné nedostatky známých zařízení nevyskytovaly a byly spojeny protichůdné požadavky žáruvzdorné vyzdívky a kyselinovzdorného vyložení.

Podstata chladicího zařízení podle vynálezu spočívá v tem, že zařízení skládá z podlouhlé, nahoře a dole zaoblené ocelové nádrže, ze středového hrdla pro přívod plynu na horním konci ocelové nádrže, ze tří až osmí šikmých hrdel pro uložení trysek na rozprašování chladicí kapaliny. obíhající v okruhu, uspořádaných ekvidistantně. v horní třetině ocelové nádrže pod zakřivením ve vodorovné rovině, z bočního hrdla v dolní třetině ocelové nádrže nad zakřivením, vytvořeného jako výstup pro zchlazené plyny a c^Ha^zLcí kapalinu, ze středového hrdla na'dolním konci ocelové nádrže pro montáž, opravy a čištěni, jakož i pro odtok chladicí kapaliny, z vrsty tvrdé pryže na vnitřních plochách ocelové nádrže a hrdel, z kyselinnvzdnrt.é keramické vyzdívky na vrstvě tvrdé pryže, ze Žáruvzdorné vyzdívky žáruvzdornými cihlami na kyselinovzdorné vyzdívce nad hrdly, ze zástrčné trubky z ušlechtilé ocelí v hrdle, z ocelového kof^ppnnátt^jru obklopuj ícího zástie^nou trubku a uspořádaného na hrdle, pro utěsnění horního otvoru ocelové nádrže s přihlédnutím na tepelnou roztažnost zástrčné trubky, jakož i z přívodní trubky pro inertní plyn na ocelovém komppenátoru pro ochranu jeho vnitřních ploch před korozí.

Kyselínovzdornou vyzdívku pod hrdly tvoří dvojitá vrstva keramických pláštových desek, uložených v ksseltnovzdorném tmelu, přičemž v hrdlech a nad nimi je tato vyzdívka z jednoduché vrstvy keramických spárových dlouhých půlek uložených v kysnltnovzdornép tmelu.

Žáruvzdorná vyzdívka je z žáruvzdorných cihel uložených v žáruvzdorném tmelu a její tlouska je v místech zakřivení ocelové nádrže nad hrdly největší.

Podle dalšího význaku vynálezu bývá poměr výšky ocelové nádrže k jejímu průměru 1,5 až 3.

V horní třetině ocelové nádrže pod rovinou hrdel jsou uspořádána dvě teplotní Čidla pro samočinné přerušení přívodu spalin při překročení předem volitelné teploty, ležící mezi 100 až 200 °C. V přímém hrdle bývá uspořádáno další teplotní Čidlo, které má zpusobbt samočinné přerušeni přívodu spalin při překročení předem vojLtnltě teploty, ležící mezi 70 áž 140 °C.

Pokrok chladicího zařízení podle vynálezu lze tudíž shrnout do těchto opatření:

Aby se čelilo negativním důsledkům poklesu teploty pod rosný bod, což se může vyskytnout všude, je celé chladicí zařízení vyloženo lyselinnvzdorné. Ježto toto ky 8nlinovzdorné vyložení chladicího zařízení není odolné proti horkým spalinám, nutno je chránit tím, že na této kyselinovzdorné vrstvě nad přívodem chladicí kapaliny jsou přizděny žáruvzdorné cihly různé tloustíky, které tepelný obsah horkých spalin pohlcuj í a tlumí.

Uspořádáními tří až osmi trysek pro chladicí a absorpční kapalinu v horní třetině chladicího zařízení je z^Jjišt:ěno, že je stále dostatek chladicí kapaliny, aby se horké spaliny zahlazovaly rychle a úplně.

Pocistata vynálezu je podrobný i vysvětlena na příkladu provedeni, znázorněném na výkrese. dad^cí zařízení, jehož výška odpovídá zhruba dvojnásobku jeho průměru, sestává v zásadě z válcové ocelové nádrže 1, opatřené nahoře stňddovým hrdlem 2 pro uložení zástrčné trubky . z lorozivzdnrné speciální kterou proudí spaliny obsahuúící chlorovodík o teplotě přibližně 1000 °C. V horní třetině chladicího zařízení jsou v jedné rovině ve vzájemně rovnoměrných odstupech uspořádána šikmá hrdla .3, a t0 tři až osm hrdel, v nichž .jsou upevněny dolů a Sovvttř tpěěující trysky pro rozprašování chladicí kapaliny, zejména vody nebo kyseliny solné. Tím je zajištěno dostatečné a rychlé zchlazcvání spalin i při.lojíttjících hodnotách tepelného obsahu.

V dolní třetině chladicího zařízení je uspořádáno boční přímé hrdlo £ jako výstup pro zchlazené spaliny a pro část zahřáté chladicí kapaliny. DDoní středové hrdlo 5_ je určeno pro mmonáž, opravy a čištění a tvoří současně výstup pro chladicí kapalinu shromatЗující se v chladicím zařízení.

Pro pokles teploty pod rosný bod, k němuž může dooit všude, a tím i pro ochranu proti kyselinám, je celá vn^řní plocha ocelové nádrže £ a hrdel 2» 2., £, .5 potažena vrstvou 6. tvrdé pryže. Všechny opryžované vnitřní plochy jsou kromě toho opatřeny v jedné nebo ve dvou vrstvách kyse 1 ^vzdornou vyzdívkou 7_·

Pro pohlcovaní čáási . tepelného obsahu horkých spalin, které jsou škodlivé pro vrstvu 6. tvrdé pryže a‘ pro kyselinovzdornou vyzdívku £, jsou opryžované a kyselinovzdorně vyzděné vn^řní plochy nad hrdlem 2 opatřeny jednou nebo několika vrstvami žáruvzdorné vyzdívky 8.

Na hrdle _2 je zvnějšku uspořádán ocelový kommeeinátor £0, který obklopuje zástrčnou trubku 9 a . horní otvor chladicího zařízeni i se zřeteeem na tepe^^ou roztažnost zástí-čné trubky

9. Aby se. zabránilo úniku chlorovodíkových par prstene mu rumemu, širokou 1 až 5 mm, zejména 1 až 2 mm, mezi zastι^j^ϊιnu trubkou 2 a vnitiřiím enuzdlн^m. hrdla £, do vnitřního prostoru ocelového kompe-ntáánru 10, je tento opatřen přívodní. trubkou ££, kterou se přivádí inertní plyn, zejména dusík nebo vzduch, který vytlačuje chlorovodíkové páry.

V horní třetině chladícího zařízení, zhruba pod rovinnou hrdel 3 · jsou zabudována dvě diametrálně, proti sobě uspořádaná čidla 1 , 2 . Teplota v tomto pásmu činí obvykle 90 °C.,S toupne-li tato teplota někdy výjimečné na 150 °C_? teplotní Čidlo 2,2 způsobí okamžité samočinné přerušení přívodu paliva a tím i přívodu spalin do chladicího zařízení. Ze stejného důvodu · je uspořádáno ve výstupním hrdle £ třetí teplotní čidlo £3» kde je obvyklá teplota 60 °C. Toto třetí teplotní čidlo , O způsobí samočinné přerušení pří vzestupu teplo t.y_snapřík.lad na 90 °C> Těmito opatřeními se zabrání přehřátí vrst^vy 6 tvrdá pryže, jakož i výstupu nedostatečně zchlazených spalin.

Příklad provedeni chladícího za-řízení:

CCladicí zařízení sestává z ocelové nádrže· £ o výšce 3,60 m a o průměru 1,60 m. Poměr výšky k průměru · je tudíž 2,25. Ci1i^c^í.cí zařízení má přitom obsah 7 m a nekoroonjicí zastřená trubka 2 ^z nelegované oceli má průměr 58,5 cm. šířka volné prstencové štěrbiny mezi zastřenou trubkou £ a vnitřním pouzdrem hrdla 2 činí 1 až 2 mm. Ve výšce 2,90 m nese ocelová nádrž £ čtyři boční šikmá hrdla 3_, která jsou uspořádána rovnom^irně ve vzájm^r^í^m odstupu o 90°, přičemž každé šikmé, hrdlo 3 je vybaveno tryskou, směřuj-cí dolů a dooviiř. Ve výši 2,70 m jsou umístěna diametrálně pгotiltllá dvě teplotní čidla 12, Boční výstupní hrdlo £ s teplotním čidlem 13 je uspořádáno ve výši 70 cm.

Mnn^ožtví ²²⁵⁰ Nm^m/h s^^I.í o sJ.o^žen^{í 32} % ob^jemových ⁱcertcí^c^h plyn^ů /^, ЖЛ 4,0 % obj. HCl, 13 7_a obj. vodní páry a 1 7, obj. 0~ vstupuje o teplotě přibližně 1000 °C shora zastřenou trubkou ^{£ d}o c^a^cího zařízeni, ^kde se zchladí, celkovým mrnojsstvim ^{20 n}^^í/^/i, ted^y na ka^ou tr^ysku ^při^pa^dá 5 Nm^/h kyselin^y soké o konccnnrací. 30 ⁷ hmo0^, a te^plot^{ě 17} °C na ^te^plo^t^u ⁶⁰ °C. ^přívo^dcí trutikou 11 se ^přive^de mmc^sví 1°^{0 N}^^m/^{h d}usiku nebo vz^duchu ocelového ko^meenátoru D, které vniká prst^in^í^^ovou štěrbinou kolem zástrčné trubky 2 úo chladicího zařízení.

S^p^l-iny, zchlazené na 60 °C, o^c^outí^jí v souproudu s kyselinou solnou, zahřátou na · 47° Cekia, chladicí zařízení hrdly £, popřípadě £. V absorpčním chladiči, který je dále zařazen, se plyny ochladí na 30 °C, přičemž část vodních par zkondennuue, a plyny jsou pak obvyklým způsobem čištěny. Současně se kyselina solná ochladí na 170 °C a pak zředěna s celkovým mnnostvim 340 kg/h vody, kterou tvoří kondenzát a přídavná voda, se čerpá zpět do oběhu ^k tryskám £ ja^ko tyselm so^ s ³⁰ Z tomt. ^po^oí1 kyselⁱc^y so^ přtsahajíc^{í 20} Nm^m/^h /486 kg za hodinu/ se odebírá a p^i^užje na jiném místě. Tímto způsobem se z m^cožství 146 kg/h HC1 obsažných ²²⁵⁰ Ntí^/¹ ^alá a z ^{340 kg/h} vody získá ⁴⁸⁶ _ ^kg^/h kyseliny so^ o ³⁰ % ^hmc>o.

Claims (7)

1. PŘEDMĚT VYNÁLEZU

   1. Cdadicí zařízení pro prudké zchlazování horkých, vysoce korozívních spalin ob 33Ηαΰχ — cích chlorovodík, vyznačené ti^m, že se skládá z podlouMé, nahoře a dole zaoblené ocelové nádrže /1/, ze středového hrdla /2/ pro přívod plynu na horním konci ocelové nádrže /1/, ze tří až osmi šikmých hrdel /3/ pro uložení trysek na rozprašování chladicí kapaliny obí-hajicí v okruhu» uspořádaných ekvídittdctcě v horní třetině ocelové nádrže /1/ pod zakřivením ve vodorovné rovině, z bočního hrdla /4/ v dolní třetině ocelové nádrže /1/ nad zakřivením, vytvořeného jako výstup pro zchlazené plyny a chladicí kapalinu, ze středového hrdla /5/ na dolním konci ocelové nádrže /1/ pro monnáž, opravy a čištění, jakož i pro odtok chladicí kapaliny, z vrstvy /6/ tvrdé pryže na vnitřních plochách ocelové nádrže /1/ a hrdel /2, 3, 4, 5/, z kyselinovudnl·né keramické vyzdívky /7/ na vrstvě /6/ tvrdé pryže, ze žáruvzdorné vyzdívky /8/ žáruvzdornými cihlami na kyselinovzdorné vyzdívce /7/ nad hrdly /3/, ze zastřené trubky /9/ z ušlechtilé oceli v 'hrdle /2/, z ocelového knmíPecUtoru /10/, obkl.opu u Icího zá“ střenou trubku /9/ a uspořádaného ca hrdle /2/, pro utěsnění horního otvoru ocelové nádrže /1/ s přihlédnutím na tepelnou rrztdicrst zástrčné trubky /9/, jakož, i z přívodní trubky /11/ pro inertní plyn, uspořádané ca ocelovém knmppncátoru /10/ pro ochranu jeho vnitř ní c h ploch před korozú.
2. 2. CMailící zařízení podle, bodu 1, vyznačené tím, že kyselin o vzdorná vyzdívka /7/, pod hrdly /3/ je z d^víj-té vrstvy keramických plástových desek, uložených v kyselinovzderném tmelu.
3. 3. CChaaicí zařízení podle bodů 1 a 2, vyznačené tm, že kyselínovzdorná vyzdívka /7/ v hrdlech /3/ a nad nimi· je z jednoduchic vrstvy keramických spárových dlouhých půlek uložených v kyše 1ícnvudnl^г<ι^m tmelu.

   ι
4. 4. Chladicí zařízeni podle bodů 1 až 3, vyznačené tím, že žáruvzdorná vyzdívka /8/ je ze žáruvzdorných cihel, uložených v žáruvzdorném tmelu a její tlouštíka v místech zakřivení ocelové nádrže /1/ je nad hrdly /3/ největší.
5. 5. Chladicí zařízení podle bodů 1 až 4, vyznačené tím, že poměr výšky ocelové nádrže /1/ к jejímu průměru je 1,5 az 3.
6. 6. Chladicí zařízení podle bodů 1 aŽ 5, vyznačené tím, že v horní třetině ocelové nádrže /1/ pod rovinou hrdel /3/ jsou uspořádána dvě teplotní čidla /12/ pro samočinné přerušení přívodu spalin při překročení předem volitelné teploty, ležící mezi 100 až 200 °C,
7. 7. Chladicí zařízení podle bodů 1 až 6, vyznačené tím, Že v hrdle /4/ je uspořádáno teplotní čidlo /'14/ pro samočinné přerušení přívodu spalin při překročení předem volitelné teploty, ležící roexí 70 až 140 °C,