Przedmiotem wynalazku jest urzadzenie do ba¬ dania procesu utleniania amoniaku.Dotychczasowe urzadzenia do badania procesu utleniania skladaja sie: ze sprezarki powietrznej, filtrów powietrza i amoniaku, mieszalnika, pod¬ grzewacza mieszaniny NH3-powietrze, reaktora zwanego utleniaczem amoniaku. Utleniacz ten jako glówny aparat ma ksztalt naczynia cylindryczne¬ go, w którego dolnej czesci jest zabudowany wy¬ miennik ciepla sluzacy do schladzania gazów ni- trozowych i podgrzewania powietrza. Dolna czesc wymiennika ciepla jest zamknieta dnem stozko¬ wym., z którego jest wyprowadzony krociec wylo¬ towy gazów nitrozowych. Gazy nitrozowe po przejsciu przez wymiennik ciepla., kierowane sa do aftmosfery.Dotychczasowe urzadzenia badawcze posiadaja ta niedogodnosc, ze moga byc stosowane do nis¬ kich cisnien najczesciej atmosferycznego, max 0,2 MPa, a wiekszosc kwasu azotowego produkuje sie w instalacjach cisnieniowych, w których cis¬ nienie utleniania NH3 z reguly przekracza! 0,2 MPa, najczesciej 0,35—03(50 MPa. Wada równiez jest brak dokladnego' ustabilizowania procesu, co pogarsza jakosc otrzymywanych wyników pomiarów.Rozwiazanie wedlug wynalazku usuwa wymie¬ nione niedogodnosci.Charakterystyczna cecha wynalazku jest to, ze urzadzenie posiada zwarta i lekka konstrukcje przenosna skladajaca sie z trzech glównych pola¬ czonych ze soba podzespolów a mianowicie: filtra, podgrzewacza: i utleniaczy.Istota wynalazku polega na tym, ze urzadzenie posiada filtr swiecowy, którego ksztalt jest w po¬ staci zamknietego naczynia ogrzewanego z zew¬ natrz, wewnatrz którego jest umieszczony element filtrujacy mocowany z jednej strony do- pokrywy, a z drugiej jest podparty odpowiedniego- ksztal¬ tu koncówka w króccu wylotowym, natomiast pod¬ grzewacz mieszaniny NH3-(powlietrze sklada sie z polaczonych szeregowo ze soba wymienników cie¬ pla u-rurkowych. W urzadzeniu wedlug wynalaz¬ ku takze istotna jest konstrukcja utleniacza, który zaopatrzony jest w kosz katalityczny skladajacy sie z rury wewnetrznej oraz rury zewnetrznej, mocowany rozlacznie do kolnierza, a ponadto jest zaopatrzony w pojemnik i izolaicje wewnetrzna w postaci koncentrycznych rur, wypelnienia i piers¬ cieni izolacyjnych.Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony przykla¬ dowo na rysunkach, na których fig. 1 jest prze¬ krojem pionowym filtra, fig. 2 przekrojem piono¬ wym podgrzewacza, fig. 3 przekrojem poziomym podgrzewacza, fig. 4 przekrojem pionowym utlenia¬ cza, fig. 5 widokiem urzadzenia z góry,, a fig. 6 widokiem urzadzenia z boku.Rozwiazanie wedlug wynalazku polega na tym, ze urzadzenie posiada odpowiedni filtr 65, w któ¬ rym znajduje sie swieca spelniajaca role elementu ^ filtrujacego 25. W filtrze tym jest odpowiedni kol¬ io 15 20 25 117 587117 587 3 4 nierz 15 na którym osadzono element filtracyjny 25 za pomoca tulejki 16 i uszczelki 23, przy pomocy pierscienia 17 polaczonych rozlacznie srubami 18.Jeden koniec filtra stanowi dno stozkowe 29 zao¬ patrzone w cerutryczna rure 26 zakonczona kolnie¬ rzem 31 z którym polaczono uszczelke 33. Element 32 stanowi przewód wylotowy 27. Filtr ten posia¬ da ce-ntryczna obudowe 28, której koniec stanowa dno plaskie 35. W dnie tym jest osadzona rurka 34 polaczona na stale z kolnierzem 20 z którym polaczono rozlacznie element 21 srubami 36 a usz¬ czelniony uszczelka 19. Element 21 stanowi prze¬ wód wlotowy 24. W rurce 34 jest osadzona kon¬ cówka 22 z kitóra polaczono za pomoca nakretki 41 trzpien 37 przeprowadzony przez denko 38 pod¬ trzymujace element filtracyjny 25. Trzpien 37 jest zaopatrzony w podkladke 40 i sprezyne 39.Na obudowie 28 elementu filtrujacego 25 jest nawinieta wezownica do ogrzewania i utrzymywa¬ nia zadanej temperatury prowadzonego procesu.Podgrzewacz 66 (fig. 2 i 3) sklada sie z kolektora I odpowiedniego ksztaltu, który z jednego konca jest zamkniety dnem 3. Kolektor ten sluzy do od¬ bierania gazów nitrozowych z jednego lub kilku utleniaczy 67. Kolektor 1 posiada od strony utle¬ niaczy 67 krócce wlotowe 6. We wnetrzu kolekto¬ ra sa umieszczone odpowiednie rury 2, które z je¬ dnego konca sa zamkniete dnami 4, a z drugiego dnami sitowymi 14. W dnach sitowych 14 sa wprowadzone i wyprowadzone odpowiednie rury 7, 8, 9 w ksztalcie litery ,„U". Wewnatrz rur 2 sa odpowiednio umieszczone rury 7, 8 i 9 przy czym rury 2 sa dystansowane rurka 11 laczaca wewne¬ trzne przestrzenie rury 2. W osi rurki dystansowej II na zewnetrznej stronie rury 2 sa umieszczone krócce 5, z których jeden laczy sie z kolektorem 1 zasilajacym podgrzewacz gazami nitrozowymi.Kazda z rur 7, 8, 9 umieszczonych w rurze 2 sta¬ nowi swój odrebny obieg w urzadzeniu od wejscia do wyjscia odpowiedniego med&um . W rurze 2 jest umieszczona przegroda 10, stanowiaca kierow¬ nice gazów nitrozowych.Nastepny podzespól to utleniacz 67 posiada on kosz (fig. 4) zbudowany z odpowiedniej rury we¬ wnetrznej 42 zakonczonej z jednego konca piers¬ cieniem 43 a z drugiego konca kolnierzem 44 oraz z rury 45 zakoszonej z jednego konca pierscie¬ niem 46, a z drugiego konca kolnierzem 47. Mie¬ dzy pierscienie 43 i 46 umieszczona jest uszczelka, miedzy którymi znajduje sie katalizator np. siatki platynowe.Siatka zamocowana jest przez sciagniecie kol¬ nierzy 44, 47 za pomoca srub 4$. Kosz zamocowa¬ ny jest za pomoca srub 49 do kolnierza 5i. W ut¬ leniaczu 67 sa zainstalowane wewnetrzne rury koncentryczne 51, miedzy którymi znajduje sie od- powiedni wypelniacz 32 np. azbest. W górnej czes¬ ci rur koncentrycznych 51 sa umiejscowione piers¬ cienie 53 i 55 miedzy które nalozone jest szczeli¬ wo 54. Czesci te znajduja sie w obrebie siatek (ka¬ talizatora). Dolna czesc rur koncentrycznych 51 jest przymocowana do pierscienia 56, który opie¬ ta sie na wypelnieniu izolacyjnym „A** dolnej raesci utleniacza.W dolnej czesci utleniacza W znajduje sie wkla¬ dka rurowa „B" sluzaca do wyprowadzenia ga¬ zów nitrozowych chroniaca przed przegrzaniem obudowy 57. Wkladka rurowa „B" ma koncówke „C" w ksztalcie kielicha, a ponadto posiada mini¬ mum trzy wsporniki dystansowe „D" ustalajace polozenie wkladki rurowej „B" centrycznie wzgle¬ dem krócca wylotowego „K2" gazów nitrozowych.Pod siatkami (katalizatorem) jest umieszczony pojemnik 58 sluzacy do umiejscowienia pochla¬ niacza katalizatora zakonczonego w dolnej czesci denkiem perforowanym 59 zawieszonym zmiennie w zaleznosci od potrzeb technologicznych na róz¬ nej wysokosci za pomoca kolków 60. W górnej czesci utleniacza .67 jest umieszczona spirala za¬ palajaca 61, a po przeciwleglej stronie nieco nad spirala zapalajaca 61 jest umieszczona odpowied¬ nia rurka 62 posiadajaca w czesci dolnej otworki, a na koncu zaslepiona stanowiaca króciec wloto¬ wy „K3" wodoru. Nad rurka 62, a ponizej krócca wlotowego „KI" we wnetrzu koncówki górnej czes¬ ci utleniacza 67 jest umieszczona przyslona 63 Skladajaca sie z czesci cylindrycznej i stozka zscie- tego, gdiziie czesc stozkowa jest zamocowana na stale do scianki glowicy utleniacza 67. Nad czes¬ cia cylindryczna przyslony 63 jest umieszczony centrycznie wziernik 64. Przyslona ta sluzy do centrycznego i równomiernego doprowadzenia ga¬ zu reakcyjnego na siatki (katalizator).Ponadto utleniacz (fig. 4) jest zaopatrzony w króciec „K5" na termopare doprowadzona do wne¬ trza utleniacza.W dolnej czesci utleniacza jest umieszczony króciec „K4" na termopare d króciec „K6" do po¬ boru medium.Istotnym równiez dla urzadzenia do badania procesu utleniania amoniaku jest to, ze usytuo¬ wanie filtra 65 i podgrzewacza 66 jest w ukladzie poziomym. Filtr 65 posdada odpowiedni króciec polaczony z zaworem 70 którym doprowadza sie badane medium.Ponadto filtr 65 jest zaopatrzony w kolektor 72 i zawory 71. Kolektorem 72 oczyszczone medium badawcze zostaje skierowane przez zawory 71 trzema niezaleznymi ciagami do podgrzewacza 66.Charakterystyczne i dosyc istotne dla urzadze¬ nia wedlug wynalazku jest to, ze posiada jeden wspólny podgrzewacz 66 i filtr 65 dla trzech nie¬ zaleznych ciagów badawczych, z których kazdy ciag jest zaopatrzony w utleniacz badawczy 67, Rozwiazanie wedlug wynalazku posiada odpowied¬ ni króciec 68, którym jest doprowadzone powie¬ trze sluzace do regulacji temperait/usry prowadzone¬ go procesu technologicznego. Ponadto urzadzenie to jest wyposazone w potrzebna aparature pomiaro¬ wa jak: termometry, manometry, termopary, rejes¬ tratory temperatury, kryzy pomiarowe, umozliwiia- jace okreslenie wydatku medium na poszczegól¬ nych ciagach badawczych.Calosc urzadzenia stanowi instalacje zwarta, któ¬ ra jest zamontowana na konstrukcji wsporczej 69.Urzadzenie to dzieki takiemu rozwiazaniu moze byc w calosci wygodnie przemieszczane tam gdzie zachodzi potrzeba okreslenia stanu prowadzonego procesu technologicznego.Zasada dzialania: zaworem 70 zostaje doprowa- 10 15 20 25 30 35 4* 45 50 96117 587 5 *dzona mieszanina reakcyjna, która moze wcho¬ dzic na filtr 65 lub go omijac, oo ewentualnym oczyszczeniu zostaje skierowana przez zawory 71 trzema ciagami do podgrzewacza 66 lub tez omija go calkowicie lub czesciowo bocznikami z zawora¬ mi 71a. Zawory 71 i 71a sluza do regulacji tem¬ peratury i natezenia przeplywu mieszaniny reak¬ cyjnej. Po uzyskaniu zadanej temperatury i na¬ tezenia przeplywu mieszanina kierowana jest do utleniaczy 67. Na rurociagach doprowadzajacych znajduja sie mierniki natezenia przeplywu, tem¬ peratury i cisnienia. W utleniaczach zachodzi pro¬ ces utleniania NH3 do NO, a wytworzone gazy ni¬ trozowe przechodza przez pojemnik 58 i krócce „K2" do kolektora 1. Gazy z kolektora 1 przeply¬ waja do podgrzewacza 66 (fig. 6) gdzie podgrzewa¬ ja mieszanine reakcyjna do zadanej temperatury.'Czesc tych gazów moze byc skierowana do wezo- wnicy nawinietej na obudowe 28 zapobiegajac stratom ciepla do otoczenia od mieszaniny prze¬ plywajacej przez filtr. Gazy nitrozowe z podgrze¬ wacza 66 (fig. 6) i z wezownicy nawinietej na fil-, trze wyprowadzone sa na zewnatrz instalacja.Zastosowanie w rozwiazaniu wedlug wynalazku ogrzewania filtra z zewnatrz poprzez wezownice nawinieta na jego obudowe 28 przez która prze¬ plywaja gorace gazy nditrozowe zapobiega ochlo¬ dzeniu mieszaniny reakcyjnej na skutek strat cie¬ pla do otoczenia. Rozwiazanie to pozwala na zmniejszenie powierzchni wymiany ciepla w pod¬ grzewaczu 66 (fig. 6).Nastepna zaleta rozwiazania konstrukcyjnego filtra mieszaniny jest zamocowanie elementu fil¬ trujacego 25 do kolnierza 15 i podparcie w rurze 34 co ulatwia prace montazowe i zabezpiecza ;przed ixzszczelnianiem elementu filtrujacego 25 wzgledem elementów mocujacych. Natomiast za¬ stosowanie w podgrzewaczu mieszaniny, U-rurko- wych wymienników ciepla stwarza mozliwosc uzyskania zwartej konstrukcji przy zachowaniu niezbednie dlugiej ze wzgledu na wymiane ciepla drogi przeplywu mieszaniny na poszczególne utle¬ niacze amoniaku 67. Ponadtto skolekitorowanie ga¬ zów nitrozowych i wprowadzenie ich kolektorem 1 do podgrzewacza 66 (fig. 6) pozwala na zreali¬ zowanie podgrzewania mieszaniny na poszczegól¬ ne utleniacze w jednym aparacie. Korzystna jest takze konstrukcja kosza katalitycznego bo umoz¬ liwia dogodne przygotowanie i zamocowanie kata¬ lizatora poza obrebem instalacji, a izolacja we¬ wnetrzna utleniacza 67 zapobiega nadmiernym stratom ciepla do otoczenia w kierunku promienio¬ wym ponizej katalizatora i w kierunku osiowym powyzej katalizatora co stwarza mozliwosc uzys¬ kania odpowiedniej temperatury tego katalizatora.Zastosowanie pod katalizatorem pojemnika 58 -stwarza mozliwosc uzycia wypelnienia stanowia- 6 cego ekran cieplny przed promieniowaniem kata¬ lizatora na dolne elementy utleniacza. W pojem¬ niku tym mozna równiez umieszczac drugi stopien katalizatora lub mase do wychwytywania strat katalizatora. Poza tym rozwiazanie krócca wyloto¬ wego „K2" gazów poreakcyjnych w postaci wspól- srodkowych rur zabezpiecza plaszcz 57 utleniacza i zewnetrzna rure „D" przed nadmiernym nagrze¬ waniem i dajac mozliwosc zastosowania latwodo- stepnych materialów konstrukcyjnych.Powyzsze rozwiazania . konstrukcyjne eliminuja lub zmniejszaja niedogodnosci dotychczasowych rozwiazan.Zastrzezenia patentowe 1. Urzadzenie do badania procesu utleniania amoniaku, znamienne tym, ze stanowi- go prze¬ nosna konstrukcja skladajaca sie z czterech glów¬ nych podzespolów a mianowicie: konstrukcji nos¬ nej (69), filtra (65), podgrzewacza (66) i utleniaczy (67), przy czym filtr (65) posiada ksztalt zamknie¬ tego naczynia zaopatrzonego w nagrzewnice zew¬ netrzna nawinieta na obudowe (28), a wewnatrz filtra (65) jest element filtrujacy (25) mocowany z jednej strony do kolnierza (15), a z drugiej jest podparty koncówka (22) w przewodzie wylotowym (20), natomiast podgrzewacz mieszaniny NH3-po- wietrze stanowi zespól polaczonych ze soba u-rur- kowych wymienników ciepla posiadajacych prze¬ grode wewnetrzna (10) i kolektor (1) gazów nitro¬ zowych doplywajacych z utleniaczy amoniaku (67) zaopatrzony w krócce (6), poza tym urzadzenie po¬ siada utleniacz amoniaku (67) zaopatrzony w kosz katalityczny zbudowany z rury wewnetrznej (42) oraz rury zewnetrznej (45) zamocowanych rozlacz¬ nie do kolnierza (50) stnJbami (49), natomiast w dolnej czesci umiejscowiony jest pojemnik (58) i izolacja wewnetrzna w postaci koncentrycznych rur (51), wypelniacz (A) oraz wypelniacz (52) na¬ tomiast nad rurami konoentrycznymli (51) i wypel¬ niaczem (52) sa umieszczone pierscienie izolacyjne (53), (54) i (55). 2. Urzadzenie wedlug zastrz. 1, znamienne tym, ze usytuowanie filtra (65), i podgrzewacza (66) jest w uklaxtaae poziomym. 3. Urzadzenie wedlug zastrz. 1, znamienne tym, ze pojemnik (58) jest zaopatrzony we wkladke ru¬ rowa (B) posiadajaca koncówki (C) w ksztalcie kielicha, a na obwodzie sa umieszczone wsporniki dystansowe (D) ustalajace polozenie wkladki ruro¬ wej (B), oenitryoznie wzgledem krócca wylotowego (K2) gazów initrozowych. 4. Urzadzenie wedlug zastrz, 1, znamienne tym, ze posiada jeden wspólny podgrzewacz (66) i filtr (65) dla trzech niezbednych ciagów badawczych, z których kazdy jest zaopatrzony w utleniacz ba¬ dawczy (67).117 587 Fig. 3117 587 Fig.6. PL