Przedmiotem wynalazku jest aparat kontaktowy, mogacy byc stosowany w przemysle chemicznym, zwlaszcza do konwersji SO2 na SO3 w instalacjach do produkcji H2SO4 metoda pojedynczej lulb wie¬ lostopniowej absorpcji. Przedmiot wynalazku mo¬ ze byc równiez stosowany przy refonmowaniu we¬ glowodorów w przemysle rafineryjnym, miedzy in¬ nymi przy procesach hydrorafinacyjnych.Sa znane aparaty kontaktowe, w których belki nosne maja ksztalt prosty (plaski), przepony mie- dzypólfcowe maja ksztalt czaszowy iflkuMsty), a ka¬ talizator (masa kontaktowa) jest rozlozony pla- strowo, natomiast belki nosne sa zwiazane z pla¬ szczem i rura centralna oraz znajduja sie w prze- istrzemi wylotowej gazu z pólki, przy czym plaszcz ma otwory dla krócców doprowadzajacych i od¬ prowadzajacych gaz, polaczonych z gazociagami, oraz rure centralna, stanowiaca jedynie element konstrukcyjny (rure nosna) aparatu.Wymienione cechy konstrukcyjne znanych apa¬ ratów kontaktowych powoduja ich jnasteipujaice (odpowiadajace poszczególnym cechom) wady i niedogodnosci, takie jak: stosunkowo niska wy¬ trzymalosc mechaniczna belek plaskich, zmniejszo¬ na dodatkowo skutkiem pracy tych belek w wy¬ sokiej temperaturze, dajaca mozliwosc jedynie nie¬ zbyt duzych srednic aparatu kontaktowego, mala mozliwosc kompensacji temperaturowej, spowodo¬ wana pirzez duza sztywnosc czaszy kulistej jaka stanowi kazda przepona z otworem dla centralnej rury nosnej, to jest niepodatnosc takiej czaszy na odksztalcenia w kierunku osi tej rury, przy czym duza wysokosc przepon czaszowych powoduje zwiekszenie wysokosci aparatu, niezbyt duzy sto- pien rozlozenia masy kontaktowej, utrudniona kompensacje temperaturowa belek, a takze wy¬ mienione juz narazenie tych belek na wysoka i rózna dla róznych pólek temperature, co zmniej¬ sza ich wytrzymalosc, duza odleglosc pomiedzy i° pólkami, powodujaca zwiekszona wysokosc aparatu kontaktowego, polaezenia wyprowadzonych z ot¬ worów plaszcza aparatu krócców z gazociagami o srednicach powyzej 2 metrów, którymi praeplywa gaz majacy temperature 400—600°C, powodujace znaczne odksztalcenia termiczne scian tego pla¬ szcza, wywolujace naprezenia powodujace niszcze¬ nie wymurówki zaroodpornej i powstawanie szcze¬ lin miedzy scianka aparatu a warfctwa masy kon¬ taktowej, przez które to szczeliny swobodnie prze- plywa nieprzereagowany gaz, obwodowe punktowe zasilanie i odbiór gazu utrudniajace równomierne rozprowadzenie tego gazu W przekroju poprzecz¬ nym aparatu i równomierne zabranie go po kazdej pólce.Aparat kontaktowy bedacy przedmiotem wyna¬ lazku charakteryzuje sie tym, ze ma belki nosne o ksztalcie lukowym i przepony miedzypólkowe o ksztalcie lupinowym (o przekroju lukowym odr" powiadajacym ksztaltowi belek ^(tj. ksztalt „pal- mowy", czyli powierzchnia jaka tworzy kazda ( 95 9203 95920 4 przepona powstaje przez obrót górnej krawedzi belki o kat 360° wokól osi aparatu kontaktowe¬ go), katalizator (masa kontaktowa) jest rozlozony sklepieniowo w ksztalcie odpowiadajacym ksztal¬ towi przepon, belki nosne sa rozmieszczone pro¬ mieniscie oraz umieszczone przesuwnie do plasz¬ cza i rury centralnej oraz znajduja sie w prze¬ strzeni wlotowej gazu na kazda pólke, a przepo¬ ny sa docisniete do belek nastepnej pólki ukla¬ dem podpór oraz przyspawane do plaszcza i ru¬ ry centralnej, natomiast plaszcz jest bezotworowy a rura centralna (nosna) stanowi zarazem central¬ ny dwudrogowy kolektor gazu, majacy dwie glo¬ wice; górna — doprowadzajaca gaz do pierwszej i drugiej pólki i odprowadzajaca gaz z tych pólek oraz dolna — doprowadzajaca gaz do trzeciej i czwartej pólki i odprowadzajaca gaz z tych pólek, w których to glowicach otwory wlotowe maja kie¬ runkowe lopatki spiralne, zas otwory wylotowe -maja kierunkowe lopatki promieniowe, oraz mie¬ dzy rura zewnetrzna a wewnetrzna znajduja sie ' kanaly pionowe, biegnace w dól od glowicy górnej oraz w góre od glowicy dolnej, majace korzystnie ksztalt falisty z pofaldowaniami poprzecznymi na odcinkach prostych.Rozwiazanie wedlug wynalazku wykazuje na¬ stepujace (odpowiadajace poszczególnym powyzej podanym cechom) korzysci, takie jak znaczne zwiekszenie wytrzymalosci mechanicznej belek, co daje mozliwosc wydatnego zwdejkszenia srednicy aparatu kontaktowego, oraz zwielokrotniona mo¬ zliwosc kompensacji temperaturowej przepon, a dzieki zmniejszeniu^ wysokosci przepon obnizenia wysokosci aparatu kontaktowego, wiekszy stopien rozlozenia masy kontaktowej i wieksza objetosc tej masy, wydatna poprawe mozliwosci kompensa¬ cji temperaturowej belek oraz zapewnienia belkom prawidlowych warunków pracy, poniewaz belki te stykaja sie z gazem nie na wylocie tego gazu z pólki, ale na jego wlocie — dzieki czemu belki pracuja wylacznie w atmosferze gazu doprowadza¬ nego na poszczególne pólki i ta poprawa termicz¬ nych warunków pracy belek pozwala na zmniej¬ szenie ich wymiarów poprzecznych i zwiekszenie ich dlugosci, przy zachowaniu tej samej co w zna¬ nych rozwiazaniach wytrzymalosci mechanicznej kazdej belki, uzyskanie poprawy szczelnosci masy kontaktowej od strony plaszcza aparatu przez zli¬ kwidowanie ruchu („chodzenia") plaszcza spowo¬ dowanego wystepowaniem naprezen cieplnych w znajdujacych sie na plaszczu króccach polaczonych z rurociagami, przez poprawe termicznych warun¬ ków pracy aparatu wyeliminowanie strat cieplnych oraz zmniejszenie wysokosci aparatu przez usunie¬ cie otworów (i krócców) w plaszczu.Dzieki temu, ze elementy bedace w znanym roz¬ wiazaniu tylko konstrakcyjnymi, wykorzystano za¬ kazem jako funkcjonalne tj. dzieki wprowadzeniu centralnego — „odosiowego" zasilania igazem pó¬ lek i odbierania gazu z tych pólek, zamiast do¬ tychczasowego punktowego — „odobwodowego", nastepuje zasadnicze polepszenie warunków roz¬ prowadzenia gazu, co — w polaczeniu z wprowa¬ dzeniem dodatkowo poprawiajacych to rozprowa¬ dzenie lub zbieranie gazu — odpowiednio lopatek rozprowadzajacych spiralnych na wlocie oraz lo¬ patek zbierajacych promieniowych na wylocie — umozliwia stworzenie jednakowych warunków pra¬ cy masy kontaktowej we wszystkich punktach pólek i pozwala na lepsze wykorzystanie tej ma¬ sy i zmniejszenie jej ilosci a faliste i pofaldowa¬ ne kanaly miedzy rura zewnetrzna i wewnetrzna centralnego kolektora gazu umozliwiaja dobra kompensacje temperaturowa miedzy tyimi rurami, co zapewnia nieulegajaca niszczacym wplywom prace spoin elementów laczacych te rury.Przedmiot wynalazku przedstawiono w przykla¬ dzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 ob¬ razuje aparat kontaktowy w przekroju pionowym, fig. 2 — glowice centralnego kolektora gazu w przekroju poprzecznym wzdluz linii A—A (przez króciec oslony rurowej glowicy, przebieg wlotu gazu), fig. 3 — glowice centralnego kolektora ga¬ zu w . przekroju poprzecznym wzdluz linii B—B N i(przez króciec rury zewnetrznej kolektora, prze¬ bieg wylotu gazu), fig. 4 — centralny kolektor ga¬ zu w przekroju poprzecznym wzdluz linii C—C (otwory wlotowe gazu na pólki), fig. 5 — central¬ ny kolektor gazu w przekroju poprzecznym wzdluz linii D—D (otwory wylotowe gazu z pólek), fig. 6 — czesc rozwiniecia rury zewnetrznej central¬ nego kolektora gazu, w widoku, z otworami wlo¬ towymi i wylotowymi (niewidoczne kanaly piono¬ we gazu w przestrzeni miedzyrurowej zaznaczono linia przerywana), oraz fig. 7 przedstawia czesc rozwiniecia rury wewnetrznej centralnego kolekto¬ ra gazu, w widoku (z zaznaczonymi kanalami pio¬ nowymi wlotu i wylotu gazu w przestrzeni miedzy rurowej).Jak pokazano na fig. 1—7 aparat kontaktowy wedlug wynalazku ma ksztalt zbiornika cylindry¬ cznego z czterema pólkami, liczac kolejno od gó¬ ry aparatu: pierwsza I, druga II, trzecia III i czwarta IV. Belki nosne 1 maja ksztalt lukowy, zas przepony miedzypólkowe 2 ksztalt lupinowy (o przekroju lukowym odpowiadajacym ksztaltowi belki 1). Katalizator 3 jest rozlozony sklepieniowo.Belki 1 sa rozmieszczone promieniscie oraz umie¬ szczone przesuwnie do plaszcza 4 i rury centralnej , to jest oparte swobodnie na wspornikach 6 przy¬ mocowanych do plaszcza 4 i wspornikach 7 przy¬ mocowanych do rury centralnej 5. Belki 1 znajdu¬ ja sie w przestrzeni wlotowej gazu na kazda pól¬ ke I-hIV.Belki nosne 1 stanowia konstrukcje podtrzymu¬ jaca dla azurowych rusztów 8, korzystnie zeliw¬ nych, wspartych takze na wspornikach 6 i 7 oraz na ukladzie podpór 9. Przepony 2 kolejnej pólki sa umieszczone ponad belkami 1 nastepnej pólki, w niewielkiej odleglosci od tych belel^ 1 lub bez¬ posrednio na nich, i te przepony 2 sa docisniete do belek 1 ukladem podpór 9 oraz polaczone szczelnie, korzystnie przez spawanie, z plaszczem 4 i rura centralna 5.Masa kontaktowa jako katalizator 3 jest roz¬ mieszczona w jednakowych sklepieniowych war¬ stwach na rusztach 8, opartych przez podpory 9 jednoczesnie na przeponach 2 i belkach 1. Prze¬ strzenie miedzy przeponami 2 tworza kolejno czte¬ ry pólki I, II, III i IV aparatu kontaktowego, z 40 45 50 55 8005920 Wyjatkiem pólki I, która jest od góry ograniczona dennica dachowa 10, zamykajaca plaszcz 4 apara¬ tu. Plaszcz 4 aparatu kontaktowego jest bezotwo- rowy l(bezkróccowy) i od zewnatrz ten plaszcz 4 jest zabezpieczony izolacja termiczna 12. Warstwa wykladziny zaroodpornej 11 moze byc równiez korzystnie wylozona przepona 2 pólki I od strony tej pólki I.Caly aparat kontaktowy spoczywa na. fundamen¬ cie 13. Dla umozliwienia wymiany katalizatora 3 (masy kontaktowej), w plaszczu 4 aparatu sa wy¬ konane wlazy 14. Rura centralna 5 usytuowana w osi aparatu, tworzaca element konstrukcyjny pod¬ trzymujacy dla belek 1 dzieki przymocowanemu do niej ukladowi wsporników 7, stanowi zarazem ocentralny dwudrogowy kolektor gazu, utworzony przez rure wewnetrzna 15, o srednicy mniejszej, umieszczonej wspólsrodkowo w rurze zewnetrznej 16, o wiekszej srednicy.Rura wewnetrzna 15 ma u dolu, w strefie fun¬ damentu 13 aparatu kontaktowego króciec wloto¬ wy 17 oraz u góry w strefie dennicy dachowej 10 króciec wylotowy 18 gazu, zas w strefie srodko¬ wej aparatu kontaktowego sa do rury wewnetrz¬ nej 15 przymocowane dwa denka 1S, dzielace te rure 15 na dwie czesci, dolna — doprowadzajaca i górna — odprowadzajaca gaz. W strefie dennicy dachowej 10 aparatu kontaktowego kolektor 5 ma glowice górna 20, a w strefie fundamentu 13 apa¬ ratu kontaktowego — glowice dolna 21.Glowice 20 i 21 maja bardzo zblizony ksztalt konstrukcyjny. Glowica górna 20 kolektor?. 5 skla¬ da sie z oslony rurowej 22 o srednicy wiekszej od srednicy rury zewnetrznej 16, zamknietej od góry daszkiem 23, i z trzech krócców: krócca wiotowa¬ go górnego 24 oslony 22, krócca wlotowego dol¬ nego 25 oslony 22 i krócca wylotowego 28 rury zewnetrznej 16. Wewnatrz glowicy 20 jest umo¬ cowany poziomy pierscien rozdzielajacy 27, umozli¬ wiajacy rozdzielenie strumieni gazu. W przestrze¬ ni miedzy rurowej, miedzy rura wewnetrzna 15 a rura zewnetrzna 16 kolektora 5 gazu sa przy¬ mocowane do tych rur 15 i 16 plaskowriikowe przegrody promieniowe 28, tworzace pionowe, sa¬ siadujace ze soba na przemian, kanaly wlotowe S0 i kanaly wylotowe 31 gazu.Przegrody 28 maja ksztalt falisty z pofaldowa¬ niami 29 na odcinkach prostych. W strefie krócca wlotowego górnego 24 oslony 22 sa wykonane w rurze zewnetrznej 16 kolektora 5 otwory wlotowe 32 gazu do przestrzeni miedzyrurowej (kanalów wlotowych 30), zas w strefie znajdujacej sie po¬ nad przepona 2 w I pólce sa w tej rurze 16 wy¬ konane otwory wylotowe 33 gazu z I pólki do przestrzeni miedzyrurowej (kanalów wylotowych 31), odpowiednio przesuniete w stosunku do otwo¬ rów 32 o szerokosc kanalów 30.Glowica dolna 21 kolektora 5 sklada sie z oslo¬ ny rurowej 34 o srednicy wiekszej od srednicy rury zewnetrznej 16, zamknietej od dolu denkiem , i z trzech krócców: krócca wylotowego dolne¬ go 36 oslony 34, krócca wylotowego górnego 37 oslony 34 i krócca wlotowego 38 rury zewnetrznej 16. Wewnatrz glowicy 21 jest równiez przymoco¬ wany poziomy pierscien rozdzielajacy 27, spelnia¬ jacy te saima role qo w glowicy górnej 20. W stre¬ fie krócca wylotowego dolnego 36 oslony 34 sa wykonane w rurze zewnetrznej 16 kolektora 5 ot¬ wory wylotowe 39 gazu z przestrzeni miedzyru- rowej i pólki III (kanalami 31), zas w strefie znaj¬ dujacej sie ponad przepona 2 w IV pólce sa w tej rurze 16 wykonane otwory wlotowe 40 gazu na IV pólke (kanalami 30), odpowiednio przesuniete w stosunku do otworów 39 o szerokosc kanalu 31. io W strefach czesci górnych pólek II i III ponad warstwami katalizatora 3, sa w kolektorze 5 wy¬ konane otwory wlotowe 4,1 gazu. Dla pólki I ot¬ wór wlotowy 42 gazu jest w glowicy 20, miedzy oslona rurowa 22 a rura zewnetrzna 16. W stre- fach czesci dolnych pólek II i III, ponad przepo¬ nami 2, w kolektorze 5 wykonane otwory wyloto¬ we 43 gazu. Dla pólki IV otwór wylotowy 44 gazu jest w glowicy 21 miedzy oslona rurowa 34 a ru¬ ra zewnetrzna 16.Otwory wlotowe 41 i wylotowe 43 sa wydzielone w przestrzeni miedzy rurami 15 i 16 przy pomocy denek pierscieniowych skosnych 45, ustytuowanych stycznie do strumieni gazów, wlotowego lub wy¬ lotowego, i zapewniajacych lagodny przeplyw tych 23 strumieni. Wszystkie otwory wlotowe 40 (na pólke IV), 41 (na pólke II i III) i 42 i(na pólke I) sa zaopatrzone w kierunkowe (promieniowe) lopatki spiralne 46 dla nadania wprowadzanemu do prze¬ strzeni miedzypólkowej strumieniowi gazu ruchu wirowego, zas otwory wylotowe 33 (z pólki 1), 43 (z pólki II i III) i 44 (z pólki IV) sa zaopatrzone w kierunkowe (promieniowe) lopatki plaskie 47 dla ulatwienia odprowadzenia strumienia gazu z przestrzeni miedzypólkowej.Aparat kontaktowy wedlug wynalazku moze byc stosowany przy konwersji S02 na S03. W tym przypadku gaz, zawierajacy SO2, jest wprowadza¬ ny do aparatu kontaktowego króccem wlotowym , zlokalizowanym w glowicy górnej 20 kolektora 40 centralnego 5, po czym gaz ten poprzez otwór wlo- . towy pierscieniowy 42 dostaje sie na pierwsza pólke I aparatu kontaktowego.Po przejsciu przez warstwe katalizatora gaz przemienia sie czesciowo w SO3, podwyzszajac za- 45 razem swoja temperature, po* czym przez otwory 33 w rurze zewnetrznej 16 kolektora 5 gaz ten przedostaje sie do pionowych kanalów 31, miesz¬ czacych sie pomiedzy rura zewnetrzna 16 a rura wewnetrzna 15 i bocznie ograniczonych plas^o- 53 wnikami 28. Z kanalów 31 poprzez króciec 26 gaz jako mieszanina SO2 i SO3 opuszcza aparat kon¬ taktowy. Nastepnie gaz ten, po ochlodzeniu, jest ponownie wprowadzany do aparatu kontaktowego króccem 24, skad pionowymi kanalami 30 plynie 55 w dól i przez otwory wlotowe 41 przedostaje sie na druga pólke II aparatu kontaktowego.Po przejsciu przez warstwe katalizatora 3 gaz zwieksza swa przemiane w SO3 i podwyzsza za¬ razem swoja temperature, po czyim poprzez otwory 60 wylotowe 43 w rurze wewnetrznej 15 i zewnetrz¬ nej 16 przedostaje sie do rury wewnetrznej 15 ko¬ lektora 5, z której poprzez króciec 18 opuszcza aparat kontaktowy. Gaz po ponownym ochlodze¬ niu jest wprowadzany do aparatu króccem 17, 65 zlokalizowanym w glowicy dolnej 21 kolektora 5,7 z którego rura wewnetrzna 15 poprzez otwory wlotowe 41 wypylwa na trzecia pólke III aparatu kontaktowego.Po przejsciu przez warstwe katalizatora 3 gaz w dalszym ciagu zwieksza swoja przemiane z S02 do SO3, podwyzszajac zarazem swoja temperatu¬ re, po czym otworami wylotowymi 43 przedosta¬ je sie do pionowych kanalów 31, którymi plynac w dól pomiedzy rurami 15 i 16 dostaje sie do krócca 36. Przez króciec 36 gaz ten opuszcza apa¬ rat kontaktowy, po czym jest kierowany na wie¬ ze absorpcyjna, gdzie dokonuje sie wymywania SO3, natomiast resztki S02 sa wprowadzane z ga¬ zem poprzez króciec 38 ponownie do aparatu kon¬ taktowego.Gaz kanalami pionowymi 30 wplywa poprzez ot¬ wory wlotowe 40 na czwarta pólke IV aparatu kontaktowego. Gaz z zawartoscia S02, po przej¬ sciu przez warstwe katalizatora 3, przemienia sie praktycznie calkowicie w SOs, po czym otworami wylotowymi 44 i króccem 37 opuszcza aparat kon¬ taktowy. zas przepony miedzypólkowe (2) o ksztalcie lupi¬ nowym i przekroju lukowym odpowiadajacym ksztaltowi belek (1) sa docisniete do belek (1) po¬ przedniej pólki ukladem podpór (3) oraz przyspa- wane do plaszcza (4) i kolektora centralnego- (5), przy czym plaszcz (4) jest bezotiworowy a central¬ ny kolektor (5) gazu jest zlozony z rury wewne¬ trznej (15), umieszczonej wpólsrodkowo w rurzo zewnetrznej (16) i ma gowice górna (20) dcipro- w wadzajaca gaz do pólki pienwszej (I) i drugiej (II) jak równiez odprowadzajaca gaz z tych pólek oraz glowice dolna (21) doprowadzajaca ga?; do pólki trzeciej (III) i czwartej (IV) jak równiez odpro¬ wadzajaca gaz z tych pólek, natomiast w prze¬ to strzeni miedzyrurowej pomiedzy rura zewnetrzna i(16) i rura wewnetrzna (15) kolektora (5) gazu, w czesci górnej i dolnej tego kolektora (5), sa pio¬ nowe kanaly wlotowe (30) i wylotowe (31), utwo¬ rzone przez przyspawana do rury wewnetrznej (15) i zewnetrznej (16) plaskownikowa przegrode pro¬ mieniowa (28), majaca korzystnie ksztalt falisty z pofaldowaniami poprzecznymi (29) na odcinkach prostych, które to kanaly (30) i (31) maja otwory odpowiednio wlotowe (32) w glowicy górnej (20) oraz wylotowe (39) w glowicy dolnej (21) i pier¬ scien rozdzielajacy (27), umieszczony w tych glowi¬ cach (20) i (21), zas otwory wlotowe-(40), (41) i (42) gazu na poszczególne pólki maja promienio¬ we lopatki spiralne (46), a otwory wylotowe (33) 3° (43) i (44) gazu z poszczególnych pólek maja pro¬ mieniowe lopatki plaskie (47).95920 Fig. 195920 B-fl A-A fig. 4 Fig 5 31 26 15 16 Fiq. 7 DN-3, zam. 41/78 Cena 45 zl PL