RU1813557C

RU1813557C - Apparatus for oxidation of ammonia

Info

Publication number: RU1813557C
Authority: RU
Inventors: Григорий Викторович Орел; Анатолий Николаевич Гайворонский
Priority date: 1990-05-31
Filing date: 1990-05-31
Publication date: 1993-05-07

Abstract

Использование: в производстве азотной кислоты. Сущность изобретени : аппарат снабжен установленной между поддерживающим устройством дл платиноидных сеток и трубчатым теплообменником газораспределительной решеткой и дополнительными трубными решетками, располр- женными перед трубными решетками газовых камер со стороны потока гор чих газов, при этом трубные решетки газовых камер соединены с этими камерами посредством монтажных переносных колец, а входна и выходна газовые камеры теплообменника выполнены сферическими и размещены в термозащитной футеровке. 1 ил.Usage: in the production of nitric acid. SUMMARY OF THE INVENTION: the apparatus is equipped with a gas distribution grid installed between a support device for platinum networks and a tubular heat exchanger and additional tube grids located in front of the gas chambers of the gas chambers from the side of the flow of hot gases, while the gas chambers of the gas chambers are connected to these chambers by means of portable rings, and the inlet and outlet gas chambers of the heat exchanger are made spherical and placed in a heat-protective lining. 1 ill.

Description

Предлагаемое изобретение относитс к реакторам дл проведени каталитических процессов, в частности, к контактным аппаратам дл окислени аммиака кислородом воздуха на катализаторе и может быть использовано в производстве азотной кислоты ...The present invention relates to reactors for carrying out catalytic processes, in particular, to contact devices for the oxidation of ammonia with atmospheric oxygen on a catalyst and can be used in the production of nitric acid ...

Целью изобретени вл етс повышение надежности и эксплуатационной стойкости аппарата и снижение трудоемкости монтажа (демонтажа) встроенного теплообменника за счет равномерного распределени потока конвертированного газа, поступающего в его теплообменную часть, обеспечени защиты наиболее ответственных узлов теплообменника от воздействи высоких температур и применени переходных монтажных колец.The aim of the invention is to increase the reliability and operational stability of the apparatus and reduce the complexity of installation (dismantling) of the built-in heat exchanger due to the uniform distribution of the converted gas flow entering its heat exchange part, to protect the most critical components of the heat exchanger from high temperatures and the use of transitional mounting rings.

Техническа сущность и принцип действи предложенного аппарата дл окислени аммиака по сн ютс чертежом, на котором изображен продольный разрез аппарата.The technical nature and principle of operation of the proposed apparatus for the oxidation of ammonia is illustrated in the drawing, which shows a longitudinal section of the apparatus.

Аппарат окислени аммиака содержит вертикальный несущий корпус 1, состо щий из двух частей, соединенных между собой фланцами 2, в верхнюю часть которого вварен патрубок входа аммиака 3, а в нижнюю - патрубок входа воздуха 4, патрубок входа нагреваемого газа 5. патрубок выхода .нагреваемого газа 6, а в днище - патрубок выхода конвертированного газа 7.The ammonia oxidation apparatus contains a vertical supporting body 1, consisting of two parts interconnected by flanges 2, in the upper part of which an ammonia inlet pipe 3 is welded, and in the lower part there is an air inlet pipe 4, a heated gas inlet pipe 5. a heated outlet pipe. gas 6, and in the bottom - the outlet pipe of the converted gas 7.

Внутри корпуса 1 встроен направл ющий кожух 8, образующий с ним кольцевой канал 9, сообщающийс с патрубком входа воздуха 4 и размещенным в верхней части аппарата смесителем аммиака с воздухом 10, снабженным патрубком входа аммиака 3. Смеситель аммиака с воздухом 10 представл ет собой кольцевую камеру с внутренней перфорированной стенкой 11. Направл ющий кожух 8 состоит из двух частей: верхней 12 и нижней 13, защищенной огнеупорным материалом.Inside the housing 1, a guide casing 8 is integrated, forming an annular channel 9 with it, communicating with an air inlet 4 and an ammonia mixer 10 located at the top of the apparatus and equipped with an ammonia inlet 3. The ammonia mixer with air 10 is an annular chamber with an inner perforated wall 11. The guide casing 8 consists of two parts: the upper 12 and the lower 13, protected by refractory material.

Между фланцевым разъемом 14, соедин ющим верхнюю 12 и нижнюю 13 частиBetween flange connector 14 connecting the upper 12 and lower 13 parts

(Л(L

СWITH

00 CJ00 CJ

ел ел VIate ate VI

направл ющего кожуха, закреплены катализаторные платиноидные сетки 15 с поддерживающим устройством 16. В качестве поддерживающего устройства может быть корзина дл неплатинового катализатора или другие известные конструкции.guide casing, platinum catalyst nets 15 are fixed with a support device 16. The support device may be a non-platinum catalyst basket or other known structures.

Ниже поддерживающего устройства 16 расположена специальна газораспределительна решетка 17, под которой размещен теплообменник 18 с прогнутыми Z-образны- ми трубками 19, закрепленными в трубных решетках 20, 21, входной и выходной газовых камер 22, 23, углубленных в термозащитную футеровку и сообщающихс с входным 5 и выходным б патрубками нагре- ваемрго хвостового газа, Трубные решетки 20, 21 отделены от потока гор чего конвертированного газа дополнительными тонкостенными трубными решетками 24, 25. Между трубными решетками 20, 21 и газо- выми камерами 22, 23 установлены плоские монтажные переходные кольца 26, 27, имеющие наружные (внутренние) диаметры больше (меньше) диаметров газовых камер 22, 23 и трубных решеток 20, 21, что позво- л ет при несооснрсти газовых камер 22, 23 и трубных решеток 20, 21 соединить их без дополнительной подгонки.Below the supporting device 16, there is a special gas distribution grill 17, under which a heat exchanger 18 with curved Z-shaped tubes 19, mounted in tube sheets 20, 21, inlet and outlet gas chambers 22, 23, recessed into the heat-shielding lining and communicating with the inlet, is placed 5 and the outlet b with the heated tail gas nozzles, the tube sheets 20, 21 are separated from the hot converted gas stream by additional thin-walled tube sheets 24, 25. Between the tube sheets 20, 21 and the gas chambers 22, 23, flat mounting adapter rings 26, 27 are installed, having outer (inner) diameters larger (smaller) than the diameters of the gas chambers 22, 23 and the tube sheets 20, 21, which allows for incompatibility of the gas chambers 22, 23 and the tube sheets 20, 21 to connect them without additional fit.

Аппарат окислени аммиака работает следующим образом: очищенный воздух с температурой плюс 250°С через патрубок 4 поступает в кольцевой канал 9, образованный несущим корпусом. 1, состо щим из двух частей, соединенных фланцами 2, и направл ющим кожухом 8, где в верхней части смешиваетс с аммиаком, поступающим через патрубок входа аммиака 3 и отверсти перфорированной стенки 11 смесител 10; образовавша с при этом смесь поступает на катализаторные плати- ноидные сетки 15, закрепленные между фланцами 14 верхней 12 и нижней 13 частей направл ющего кожуха 8 и опирающиес на поддерживающее устройство 16, где при температуре плюс 900-950°С происходит конверси аммиака. Конвертированный газ с температурой плюс 900-950°С проходит через специальную газораспределительную решетку 17, обеспечивающую равномерное распределение газового потока по попереч- ному сечению теплообменника 18 и, таким образом, равномерный прогрев всех тепло- обменных труб 19, закрепленных в трубных решетках 20, 21, защищенных со стороны потока конвертированного газа дополни- тельными трубными решетками 24, 25, что исключает резкие тепловые удары во врем пуска и перегрев как трубных решеток так и узлов соединени их с трубами. Конвертированный газ, проход между теплообменными трубами 19, отдает им свое тепло , охлажда сь при этом до температуры плюс 700°С, и через патрубок 7 выводитс на дальнейшую технологию.The ammonia oxidation apparatus operates as follows: purified air with a temperature of plus 250 ° C through the nozzle 4 enters the annular channel 9 formed by the supporting body. 1, consisting of two parts connected by flanges 2, and a guiding casing 8, where in the upper part it is mixed with ammonia entering through the ammonia inlet pipe 3 and the holes of the perforated wall 11 of the mixer 10; the mixture formed with this enters the catalyst platinoid nets 15 fixed between the flanges 14 of the upper 12 and lower 13 parts of the guide casing 8 and supported on the supporting device 16, where ammonia is converted at a temperature of plus 900-950 ° C. Converted gas with a temperature of plus 900-950 ° C passes through a special gas distribution grid 17, which ensures uniform distribution of the gas flow over the cross section of the heat exchanger 18 and, thus, uniform heating of all heat transfer pipes 19 fixed in the tube sheets 20, 21 protected from the side of the converted gas stream by additional tube sheets 24, 25, which eliminates sharp heat shocks during start-up and overheating of both the tube sheets and the nodes connecting them to the pipes. The converted gas, the passage between the heat exchange tubes 19, gives off its heat to them, while cooling to a temperature of plus 700 ° C, and through the pipe 7 is displayed for further technology.

Нагреваемые хвостовые газы с температурой плюс 250°С подаютс через патрубок 5 в сферическую камеру 22, углубленную в огнеупорную футеровку дл исключени перегрева камеры, где нагреваемый газ равномерно распредел етс по теплообменным трубам 19, имеющим Z-образную форму, дающую возможность компенсировать темпе- ратурные удлинен и и исключающую по вление дополнительных напр жений.Heated tail gases with a temperature of plus 250 ° C are fed through a nozzle 5 into a spherical chamber 22, recessed into a refractory lining to prevent overheating of the chamber, where the heated gas is evenly distributed through heat exchanging tubes 19 having a Z-shape, which makes it possible to compensate for temperature elongated and excluding the appearance of additional stresses.

В теплообменнике 18 хвостовой газ нагреваетс за счет тепла конвертированного газа до температуры 500°С и выводитс через сферическую газовую камеру 23, также углубленную в футеровку, и штуцер 6 на дальнейшую технологию.In the heat exchanger 18, the tail gas is heated by the heat of the converted gas to a temperature of 500 ° C and is discharged through a spherical gas chamber 23, also recessed into the lining, and a nozzle 6 for further technology.

Дл обеспечени монтажа теплообменника 18 в полностью собранном виде и снижени трудоемкости этой операции предусмотрены монтажные переходные кольца 26, 27, дающие возможность без дополнительной подгонки соединить трубные решетки 20, 21 со сферическими газовыми камерами 22, 23.To ensure the installation of the heat exchanger 18 in a fully assembled form and to reduce the complexity of this operation, mounting adapter rings 26, 27 are provided, which make it possible to connect the tube sheets 20, 21 to the spherical gas chambers 22, 23 without additional adjustment.

Прин тые конструктивные усовершенствовани обеспечивают надежную работу аппарата окислени аммиака, повышают его эксплуатационную стойкость, уменьшают количество остановок аппарата дл ремонта , снижают трудоемкость монтажа (демонтажа) теплообменника в аппарат.The adopted design improvements ensure the reliable operation of the ammonia oxidation apparatus, increase its operational stability, reduce the number of shutdowns of the apparatus for repair, and reduce the complexity of mounting (dismounting) the heat exchanger into the apparatus.

Таким образом, использование за вл емого изобретени позволит продлить срок службы аппарата.до 10 лет по сравнению с прототипом, срок службы которого составл ет 5-7 лет.Thus, the use of the claimed invention will extend the life of the apparatus. Up to 10 years compared with the prototype, the service life of which is 5-7 years.

Claims

The claims

An ammonia oxidation apparatus comprising a vertical casing with air inlet and convertible gas outlet pipes, inside which a guide casing consisting of upper and lower parts is integrated, forming an annular channel with the casing, communicating in the lower part with the air inlet, and in the upper part with a mixer ammonia with air and an ammonia fitting, platinum catalyst grids fixed in its middle part with a supporting device, under which a tubular heat exchanger is installed with inlet and outlet gas chambers and with tubes for the supply and removal of tail gas to the tube plates are connected Z-shaped heat exchanger tubes, wherein. what, with the aim

To increase the operational stability and reliability of the apparatus, it is equipped with a gas distribution grid installed between a support device for platinum networks and a tubular heat exchanger and additional thin-walled tube grids located in front of the tube grids of gas chambers

fO

from the side of the flow of hot gases, while the tube sheets of the gas chambers are connected to these chambers by means of mounting portable rings, and the inlet and outlet gas chambers of the heat exchanger are made spherical and placed in a heat-protective lining.