PL22672B1 - Sposób wytwarzania kwasu siarkowego systemem katalicznym oraz urzadzenie do przeprowadzania tego sposobu. - Google Patents

Description

Wynalazek dotyczy sposobu wytwarza¬ nia kwasu siarkowego systemem katalitycz¬ nym. Mase katalityczna umieszcza sie w u- rzadzeniach rurowych podobnie, jak np. w znanych aparatach systemu fabryki ,,Ba- dische Anilin- und Sodafabrik", opisanego w patencie niemieckim Nr 113932, a gazy reakcyjne, w celu wymiany ciepla, przed wprowadzeniem do rur przeprowadza sie z zewnatrz wzdluz scian tych rur w prze- ciwpradzie do przeplywu gazów w rurach lub tez, odwrotnie, mase katalityczna umie¬ szcza sie w przestrzeniach pomiedzy rura¬ mi, a gazy przed wprowadzeniem do masy katalitycznej przeprowadza sie przez rury w przeciwpradzie do kierunku przeplywu gazów w masie katalitycznej. Wynalazek dotyczy równiez urzadzen, w których mase katalityczna umieszcza sie w dwóch komo¬ rach o przekroju pierscieniowym, ograni¬ czonych dwiema wspólsrodkowemi komo¬ rami walcowemi, jak równiez innych do¬ wolnych urzadzen podobnych.Przy dzialaniu takich urzadzen okaza¬ lo sie, ze poza strefa najsilniejszej prze¬ miany chlodzace dzialanie swiezych gazów na mase katalityczna, wywierane przez sciany, rozdzielajace poszczególne komo¬ ry, nie jest wystarczajace wskutek nad¬ miernego podgrzania swiezych gazów,prt&Z co w i&asiepnej .*!refife masy katali¬ tycznej nie mozna uzyskac mozliwie naj¬ wiekszej przemiany.Wystepowaniu tej niedogodnosci zapo¬ biega sie wedlug wynalazku w ten sposób, ze do komory lub komór, przez które przeplywaja swieze gazy, w miejscu, od¬ powiednio oddalonem od miejsca wlotu gazu do komór, zawierajacych mas^ kata¬ lityczna, wprowadza sie stosunkowo zim* ny, swiezy gaz, który przy wylocie miesza sie z gazaitii, ptzjepfowadz&a^mi wzdluz scian, oddzielajacych mase katalityczna, poczem mieszanina gazowa doplywa wkoó- cu do masy katalityczniej, przez która na¬ stepnie przeplywa w kierunku przeciwnym do kierunku poprzedniego.Ten swiezy gaz, nazywany w opisie „ga¬ zem pomocniczym", wprowadza sie do stre¬ fy, która w stosunku do kierunku przeply¬ wu gazów ku masie katalitycznej znajduje sie nieco poza glówna strefa reakcyjna, to jest od miejsca wlotu gazów do masy ka¬ talitycznej, jest bardziej oddalona, anizeli glówna strefa reakcyjna.Ta najdogodniejsza odleglosc pomiedzy miejscem doprowadzania gazu pomocni¬ czego i miejscem wlotu mieszaniny gazo¬ wej do masy katalitycznej, zawartej w ru¬ rach lub komorach, zmienia sie od przypad¬ ku do przypadku, w zaleznosci od warun¬ ków pracy, np. w zaleznosci od zawarto¬ sci S02 w gazach reakcyjnych. NaogóLj odleglosc ta nie przekracza lub przekracza nieznacznie % dlugosci lub grubosci war^ stwy masy katalityczniej.W przypadku zastosowania kilku wylo¬ tów do gazu pomocniczego, rozmieszczo¬ nych, np. równomiernie, na calym prze¬ kroju wolnej przestrzeni pomiedzy narza¬ dami, wypelnionemi masa katalityczna, mozna je wszystkie rozmiescic w jednako¬ wej odleglosci od miejsca wlotu gazu do przestrzeni, wypelnionych masa katalitycz¬ na. W zwyklym aparacie katalitycznym, w kt6rym wlot gazu odbywa sie we wszystkich miejscach w tej samej plaszczyznie po¬ przecznej aparatu, wyloty do gazu pomoc¬ niczego znajduja sie równiez w jednej pla¬ szczyznie. Aby uzyskac szczególnie dodat¬ nie wyniki lub porównac spadek ciepla wpoblizu, albo *w kierunku sciany zbiorni¬ ka, co ma równiez miejsce w rurowych aparatach katalitycznych, wyloty do gazu pomocniczego mozna umieszczac w roz¬ maitych odleglosciach od miejsc wlotu ga¬ zu do przestrzeni, zawierajacych mase ka¬ talityczna, np. równomiernie wzrastaja¬ cych wraz z ich odlegloscia od linji srod¬ kowej aparatu, wskutek czego wyloty zo¬ staja rozmieszczone nie w jednej pla¬ szczyznie, lecz na powierzchni krzywej, np. kulistej.Gaz pomocniczy mozna doprowadzac do wlasciwej strefy w dowolny sposób, np. zapomoca rur, równoleglych do rur z ma¬ sa katalityczna, których otwory wylotowe znajduja sie we wlasciwej strefie wyplywu gazu. Rury te moga byc przytem umie¬ szczone w ten sposób, ze gaz przeplywa przez nie az do miejsca wylotu badz wspólpradowo z innym gazem, plynacymi nazewnatrz, badz w kierunku przeciwnym.Gaz pomocniczy mozna równiez doprowa¬ dzac i w inny dowolny sposób, np. zapo¬ moca rur, umieszczonych w strefie wyply¬ wu gazu prostopadle do kierunku stru¬ mienia innego gazu, a nastepnie zapomoca rur pierscieniowych, umieszczonych w tej strefie lub otaczajacych ja, lub wreszcie w inny dowolny sposób.Aby w calej strefie wylotowej gazu pomocniczego uzyskac mozliwie równo¬ mierny jego doplyw do wszystkich prze¬ strzeni, wypelnionych masa katalityczna, gaz pomocniczy do tej strefy nalezy naogól doprowadzac przez mozliwie wielka licz¬ be otworów, rozmieszczonych odpowiednio na calym przekroju wolnych przestrzeni pomiedzy narzadami, zawierajacemi mase katalityczna.Chociaz w urzadzeniach, np. utworfco- — 2 -rrych z rur, mozna osiagnac juz zadowala¬ jace dzialanie, jezeli, przy zastosowaniu rur, np. okolo dwustu, zapelnionych masa katalityczna wzglednie otaczajacych te mase, stosuje sie tylko nieznaczna liczbe, np. cztery rury, doprowadzajace niepod- grzewany gaz i rozdzielone równomiernie na caly przekrój strefy wyjsciowej, to jed- nak przez zwiekszenie liczby tych rur oraz miejsc wylotu gazu w ogólnosci dzialanie ich mozna znacznie spotegowac.W przypadku, gdy masa katalityczna jest umieszczona we wspólsrodkowych ko¬ morach o przekroju pierscieniowym, jest rzecza korzystna doprowadzac gaz pomoc¬ niczy przez narzady pierscieniowe, wpro¬ wadzone wspólsrodkowo do scian granicz¬ nych przestrzeni pomiedzy kazdemi dwie¬ ma komorami z katalizatorem. Przytem nalezy dbac tak, jak i w dowolnych innych urzadzeniach, aby przez odpowiedni po¬ dzial miejsc wyplywu gazu na caly prze¬ krój urzadzenia osiagane bylo mozliwie równomierne dzialanie gazu chlodzacego na calym tym przekroju.Doprowadzanie gazu pomocniczego we¬ dlug wynalazku oprócz opisanego dziala¬ nia chlodzacego pozwala na wyrównywa¬ nie rozmaitego dzialania cieplnego, wy¬ stepujacego w poszczególnych miejscach calego aparatu, np. wskutek pewnej nie- równomiernosci rozmieszczenia komór, wy¬ pelnionych masa katalityczna. Wyrówny¬ wanie takie przeprowadza sie przez odpo¬ wiednie zmniejszanie ilosci gazu pomocni¬ czego, doprowadzanego do miejsc o slab- szein dzialaniu ciepLnem, co osiaga sie al¬ bo przez zmniejszenie w omawianych miej¬ scach liczby rur przy jednoczesnem utrzy¬ maniu ich przekrojów bez zmiany, albo tez przez utrzymanie ich liczby i zmniejszenie ich przekrojów, albo wreszcie przez jedno¬ czesne zastosowanie obydwóch tych srodi ków. Zmniejsze nie, przeplywu gazu mozna spowodowac równiez przez wbudowanie narzadów dlawiacych. W' ten sposób uraz¬ il* uzyskac bardzo równomierny rozdzial ciepla, w masie katalitycznej w calym jej przekroju poprzecznym.Jak wladano* rurowe aparaty katali¬ tyczne podczas pracy sa wewnatez gocei- sze, niz przy sciankach. Tej okolicznosci mozna zapobiec w powyzej opisany sposób, mianowicie przez zmiane liczby rur lub przez zmiane przekroju ruarr doprowadza^ jacych gaz pomocniczy wpobKzu lub w kie¬ runku sciany aparatu, W celu przyspieszenia bezposredniego dzialania gazu pomocniczego w miejscach jego wylotu na sciany komór, wypelnionych masa katalityczna, nalezy w odpowiedniej odleglosci od miejsc wylotu umiescic przegrody odbojowe, które powoduja zmia¬ ne kierunku gazu i kieruja go wbok ku scianom komór, wypelnionych masa katali¬ tyczna. W aparatach, w których masa ka¬ talityczna jest zawarta w rurach, zamiast poszczególnych przegród odbojowych moz* na zastosowac z korzyscia dno, zajmujace caly przekrój poprzeczny aparatu i zaopa¬ trzone w otwory do rur, wypelnionych ma¬ sa katalityczna oraz do gazu, przeplywa¬ jacego obok nich. Wraz z odfeojowenri przegrodami wymienionego rodzaju do do¬ prowadzania gazu pomocniczego mozna zastosowac rury zamkniete na koncu, lecz zboku (w pewnej odleglosci od konca) za- opatrzone w okragle lub szczelinowe otwo¬ ry przelotowe, ^ Aby w strefie wylotowej gazu pomoc¬ niczego uzyskac mozliwie dobre chlodze¬ nie masy katalitycznej, co stanowi cel opi¬ sanych urzadzen, nalezy zapobiec w odpo^ wiedni sposób podgrzewaniu gazu pomoc¬ niczego w doprowadzajacych go rurach przez otaczajacy je gaz, ogrzany scianka¬ mi komory katalitycznej, np. w ten sposób, ze rury, doprowadzajace gaz pomocniczy, otacza sie z zewnatrz izolatorem cieplnym lub wykonywa je z materjaltt o zlem prze¬ wodnictwie cieplnem, np. z porcelany, lub tez w ten sposób, ze otacza sie je powtór- — ^ —tiic z zewnatrz rurami, dzieki czemu po¬ miedzy sciana wewnetrzna rury ochronne j i sciana zewnetrzna rury doprowadzajacej wytwarza sie nieruchoma warstwa gazu, tworzaca izolator cieplny.Naogól stosuje sie urzadzenie, w któ- rem rury lub inne narzady, sluzace do do¬ prowadzania gazu pomocniczego, wchodza do komory zbiorczej aparatu, polaczonej z glówna rura, doprowadzajaca gaz, przy- czem gaz z tej komory zbiorczej dopro¬ wadza sie do tych narzadów. Plaszczyzny kierownicze, znajdujace sie w tych komo¬ rach zbiorczych, umozliwiaja w znany spo¬ sób równomierny rozdzial gazu, doprowa¬ dzonego z glównego przewodu do poszcze¬ gólnych narzadów doprowadzajacych.Jest rzecza wazna, aby stosownie do potrzeby regulowac ilosc doprowadzanego gazu pomocniczego dokladnie w zaleznosci od ilosci gazu, plynacego, pomiedzy komo¬ rami, wypelnionemu masa katalityczna, w przeciwpradzie do przeplywu gazu w ko¬ morach, zawierajacych mase katalityczna.Na rysunku przedstawiono przyklady wykonania urzadzen wedlug wynalazku, przyczem fig. 1 przedstawia przekrój po¬ dluzny urzadzenia, w którem gaz pomoc¬ niczy doprowadza sie od dolu, fig. 2 — od¬ powiedni przekrój poprzeczny wzdluz linji A — fi na fig. 1, fig. 3 — odmiane wyko¬ nania z rurami, zawierajacemi mase kata¬ lityczna tylko w górnej czesci, fig. 4 — in¬ na odmiane wykonania urzadzenia wedlug fig. 1, fig. 5 — odmiane, w której do urza¬ dzenia doprowadza sie gaz pomocniczy od góry i fig. 6 — postac wykonania wedlug fig. 1, jednak z odwrotnem urzadzeniem.Zbiornik, który w znany sposób jest otulony z zewnatrz warstwa masy, stano¬ wiaca izolator cieplny, i który jest uwi¬ doczniony na fig. 1 rysunku, sklada sie z bocznej scianki 1, pokrywy 2 oraz dna 3.Zbiornik jest zaopatrzony w króciec 4, do¬ prowadzajacy gaz. Rury 5 calkowicie lub tylko-w górnej czesci $a wypelnione masa katalityczna i otwarte z obydwóch stron, przyczem sa osadzone szczelnie w dnie 6.Rury 7, doprowadzajace gaz pomocniczy, który doplywa do komory zbiorczej 9 przez króciec 10, wchodza od dolu pomiedzy ru¬ ry 5 i sa osadzone szczelnie w dnie 8 oraz w dnie 6. Plaszczyzny kierownicze 11 slu¬ za do równomiernego doprowadzania do rur 7 gazu pomocniczego', doplywajacego do komory 9. Liczba 23 oznacza przegro¬ dy odbojowe.Gaz, doplywajacy przez króciec 4 i przechodzacy pomiedzy rurami 5 od dolu ku górze, wchodzi od góry do rur 5, prze¬ plywa przez nie wdól razem z gazem po¬ mocniczym, doprowadzanym przez rury 7 i odchylanym wbok plaszczyzna odbojowa 23, i zbiera sie w komorze 12, która wkon- cu opuszcza przez króciec 13.Masa katalityczna w rurach 5 spoczy¬ wa na wkladkach sitowych 14. Wkladki te. moga byc równiez umieszczone (fig. 3) w rurach 5 powyzej dna 6, przyczem czesci rur 5, znajdujace sie ponizej tych wkla¬ dek, sluza tylko do wymiany ciepla miedzy gazami, przeplywajacemi przez rury 5 wdól, i gazami, przeplywajacemi zewnatrz nich wgóre.Przez króciec 15 doprowadza sie rów¬ niez swiezy gaz, rozprowadzany przegro¬ dami kierowniczemu 16 bezposrednio do rur z masa katalityczna.W odmianie, przedstawionej na fig. 4, konce wylotowe, rur 7 sa zamkniete i za¬ opatrzone w boczne otwory w celu silniej¬ szego rozpraszania gazu pomocniczego.W odmianie, przedstawionej na fig. 5, rury 5 sa równiez otwarte z obu stron i wypelnione masa katalityczna. Dolne konce rur 5 sa osadzone szczelnie w dnie 6. Przez rury 7 doprowadza sie gaz pomocniczy do przestrzeni pomiedzy rurami 5 od góry.Dno 8, w którem osadzone sa rury 7 znaj¬ duje sie w górnej czesci zbiornika. Nad dnem 8 znajduje sie komora zbiorcza 9 do gazu pomocniczego, doprowadzanego przez — 4 —króciec iO, zaopatrzona w przegrody kie¬ rownicze 11. Komora zbiorcza 12 do gazu, wyplywajacego dolnym koncem rur 5 i od¬ prowadzanego przez króciec 13, znajduje sie na dole. Przez króciec 15 mozna dopro¬ wadzac swiezy gaz bezposrednio do rur katalitycznych.Na fig. 6 przedstawiono odmiane wyko¬ nania, w której gaz przeplywa wdól przez przestrzen pomiedzy rurami 5, wypelnio- nemi masa katalityczna/ otwartemi z obu stron i górnemi koncami osadzonemi szczel¬ nie w dnie 6. Gaz ten wchodzi do rur 5 przez ich dolne konce, przeplywa przez mase katalityczna zdolu do góry, poczem dostaje sie do zbiorczej komory 12, a z niej przez króciec 13 wyplywa nazewnatrz.Rury 7 sa otwarte z obu stron i osadzone szczelnie w dnie 8. Konce dolne rur 7 znaj¬ duja sie w przestrzeni pomiedzy rurami 5 i dosiegaja odpowiedniej strefy chlodzacej.Do przestrzeni pomiedzy rurami 5 przez rury 7 wprowadza sie gaz pomocniczy, do¬ prowadzany przez króciec 10 do zbiorczej komory 9 i rozdzielany równomiernie po calej komorze 9 za posrednictwem prze¬ gród kierowniczych //. W przestrzeniach miedzy rurami 5 gaz ten miesza sie z ga¬ zami, doprowadzanemi przez króciec 4 i plynacemi pomiedzy rurami 5 równiez wdól, poczem wraz z temi gazami wchodzi -przez dolne konce rur 5 do masy katali¬ tycznej.Przez króciec 15 doplywa swiezy gaz, rozdzielany równomiernie w komorze 18 zbiorczej przegrodami 16, a nastepnie do¬ prowadzany bezposrednio od dolu do rur 5.W urzadzeniu, przedstawionem na fig. 6, mieszanine gazowa, która ma ulec prze¬ mianie, doprowadza sie przez rure 19. Za- pomoca zaworów 20, 21 i 22 mozna dowol¬ nie i jak najdokladniej regulowac doplyw tego gazu do krócca 10, przez który doply¬ wa gaz pomocniczy, i do krócca 4, przez który doplywa gaz glówny, lub wreszcie do krócca dodatkowego; 15, jirzez który doplywa swiezy gaz do komory 18.We wszystkich przypadkach pomiedzy gazami, doprowadzanemi do aparatu ka¬ talitycznego przez króciec 4, i gazami go- racemi, uchodzacemi przez króciec 13, moz¬ na przeprowadzic zapomoca znanych apa¬ ratów w zwykly sposób wymiane ciepla w stopniu pozadanym.Rury, zawierajace mase katalityczna, moga posiadac przekrój dowolny.Naogól, jako gaz pomocniczy, mozna stosowac te mieszanine gazu, która jest doprowadzana bezposrednio pomiedzy ru¬ ry kontaktowe; mozna jednak równiez sto¬ sowac i inne gazy, np. powietrze, lub tez mieszanine gazowa, rózniaca sie od innych stosowanych mieszanin gazów tylko swa zawartoscia S02.W urzadzeniach wedlug wynalazku o- prócz rur lub komór, wypelnionych masa katalityczna, mozna równiez stosowac i inne komory dodatkowe, wypelnione ma¬ sa katalityczna (np. wypelniajace calkowi- ty przekrój zbiornika), lub warstwy masy katalitycznej w dowolnej liczbie, oddzielo¬ ne od siebie calkowicie lub czesciowo war¬ stwami gazu lub oddzielone od poprzednio wymienionych komór katalitycznych, przy- czem przez te komory dodatkowe przepro¬ wadza sie gazy reakcyjne po przejsciu ich przez pierwsze z wymienionych narzadów katalitycznych. PL PL

Claims (3)

1.Zastrzezenia patentowe. 1. Sposób wytwarzania kwasu siarko¬ wego systemem katalitycznym, przy któ¬ rym mase katalityczna umieszcza sie w rurach, w przestrzeniach miedzy rurami lub w komorach o przekroju pierscienio¬ wym, ograniczonych dwiema spólsrodko- wemi powierzchniami walcowemi, a mie¬ szanine gazowa przed jej wejsciem do ma¬ sy katalitycznej przeprowadza sie pomie¬ dzy sciankami komór, zawierajacych mase — 5 —katalityczna, w przeciwpradzie do prze¬ plywu gazów w tych komorach, znamienny tern, ze do przestrzeni pomiedzy komora¬ mi, wypelnionemi masa katalityczna, nieco za glówna strefa reakcyjna, (t. j. w miej¬ scu, polozonem w nieco wiekszej odleglo¬ sci niz miejsce wejscia gazu do masy kata¬ litycznej), w mozliwie wielkiej liczbie miejsc, rozmieszczonych na calej przestrze¬ ni pomiedzy komorami, wypelnionemi ma¬ sa katalityczna, doprowadza sie gaz nie- podgrzany lub mozliwie malo podgrzany, np. o skladzie identycznym ze skladem pozostalego gazu, doprowadzanego do u- rzadzenia. 2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamien¬ ny tern, ze doprowadzany gaz pomocniczy rozdziela sie na caly przekrój aparatu, dzieki czemu uzyskuje sie mozliwie rów¬ nomierny rozdzial ciepla w masie katali¬ tycznej w calym jej przekroju poprzecz¬ nym. 3. Urzadzenie do przeprowadzania sposobu wedlug zastrz. 1 i 2, posiadajace postac aparatu, zaopatrzonego w pewna liczbe rur, wypelnionych masa katalitycz¬ na i szczelnie osadzonych w dnie swemi koncami, sluzacemi do wyplywu gazu, do którego mieszanine gazu, majaca ulec przemianie, doprowadza sie miedzy rury kontaktowe wpoblizu dna, sluzacego do osadzenia rur, znamienne tern, ze w prze¬ strzeniach pomiedzy rurami katalityczne- mi umieszczona jest najkorzystniej duza liczba innych rur, równoleglych do rur ka¬ talitycznych i wchodzacych jednym koncem otwattym do komory zbiorczej, zawieraja¬ cej niepodgrzany gaz pomocniczy, a dru¬ gim koncem otwartym — pomiedzy rury katalityczne nieco za glówna strefe reak¬ cyjna, liczac w kierunku przeplywu gazów ku masie katalitycznej. 4. Urzadzenie wedlug zastrz. 3, zna* mienne tern, ze rury do doprowadzania ga¬ zu pomocniczego sa przeprowadzone do miejsc, w których wywiazuje sie mniejsza ilosc ciepla, np. wpoblizu lub w kierunku sciany zbiornika, przyczem uzywa sie od¬ powiednio mniejsza liczbe rur o odpowied¬ nim przelocie lub odpowiednio wieksza liczbe rur o mniejszym przelocie. 5. Urzadzenie wedlug zastrz. 3 i 4, znamienne tern, ze jest zaopatrzone w ru¬ ry do gazu pomocniczego o róznej dlugo¬ sci, dzieki czemu konce wylotowe rur nie leza w jednej plaszczyznie. 6. Urzadzenie wedlug zastrz. 3 — 5, znamienne tern, ze rury, doprowadzajace gaz pomocniczy, posiadaja zamkniete kon¬ ce wylotowe, a w pewnej odleglosci od tych konców sa zaopatrzone w boczne okragle lub szczelinowe otwory do gazu. 7. Urzadzenie wedlug zastrz. 3 — 6, znamienne tern, ze w niewielkiej odleglosci od wylotowych konców rur, doprowadzaja¬ cych gaz pomocniczy, rozmieszczone sa znane przegrody odbojowe, np. w apara¬ tach, w których masa katalityczna jest za¬ warta w rurach, umieszczone jest dno, zaj¬ mujace caly przekrój aparatu i posiadajace dostatecznie wielkie otwory do umieszcze¬ nia rur z masa katalityczna i umozliwienia przeplywu obok nich gazu. M e t a 11 g e s e 11 s c h a f t Aktiengesellschaft. Zastepca: Inz. J. Wyganowski, rzecznik patentowy,Do opisu patentowego Nr 22672. Ark, 1. ,/5 ^ 16v *~\ f~* r~\ /-n <~^\ r^i a^ r\ f~\ ^~ a s tl 23 li i w w n w V, I Fig.i -/ 5 # /£' 75 O o o o o o o o p o o o o o o o o o o o o Fig.2 ODo opisu patentowego Nr 22672. Ark.

2.Do opisu patentowego Nr 2Z672. Adc.

3. r 73 7 i V A 1 1 1 L?} 1 1 i I H 1 m 1 l U i 1 t^l l^/V_y ^*_/ v^V^ vV^ v L . v-VV Druk L. Boguslawskiego i Ski, Warszawa. PL PL