RU2045322C1 - Column for acid concentration and denitration - Google Patents

Column for acid concentration and denitration Download PDF

Info

Publication number
RU2045322C1
RU2045322C1 SU5036630A RU2045322C1 RU 2045322 C1 RU2045322 C1 RU 2045322C1 SU 5036630 A SU5036630 A SU 5036630A RU 2045322 C1 RU2045322 C1 RU 2045322C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
acid
column
vapor
gas
outlet
Prior art date
Application number
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Р.А. Халитов
А.Ф. Махоткин
Ф.М. Газизов
Г.А. Иванов
С.Н. Мартынов
Original Assignee
Халитов Рифкат Абдрахманович
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Халитов Рифкат Абдрахманович filed Critical Халитов Рифкат Абдрахманович
Priority to SU5036630 priority Critical patent/RU2045322C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2045322C1 publication Critical patent/RU2045322C1/en

Links

Landscapes

  • Vaporization, Distillation, Condensation, Sublimation, And Cold Traps (AREA)

Abstract

FIELD: heat- and mass-transfer apparatuses for gas-liquid system. SUBSTANCE: column for acid concentration and denitration has contact steps installed one above another in column body, cover with outlet of vapor-gas mixture, bottom plate in which sleeve is installed in a spaced relation to it. Circular partition between sleeve and bottom plate body separates its volume into upper and lower zones. Sleeve has tangential inlet for introduction of vapor-gas mixture and installed in lower zone. Outlet for discharge of used acid is installed in upper zone of bottom volume above partition. Besides, outlet for discharge of used acid from the first contact step above bottom plate is communicated with lower zone of volume. This makes it possible to conduct the process of reaction with high rate of renewal of contact surface fully precluding breakthrough of treated acid without contacting and providing full distillation at high efficiency. EFFECT: higher efficiency. 2 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к тепломассообменным аппаратам для систем: газ (пар) жидкость и может быть использовано в химической промышленности преимущественно для концентрирования разбавленной азотной кислоты и денитрации отработанной серной кислоты. The invention relates to heat and mass transfer apparatus for systems: gas (steam) liquid and can be used in the chemical industry mainly for the concentration of diluted nitric acid and denitration of spent sulfuric acid.

Известен денитратор отработанной серной кислоты, имеющий днище с выходным отверстием для отработанной кислоты и форсункой для подвода острого пара в днище, в котором перед выходным отверстием для отработанной кислоты установлен желоб. Недостатками этого денитратора являются невысокая пропускная способность по пару, ограниченная уносом жидкости с паром в условиях барботажного режима работы, и низкая эффективность отгонки азотной кислоты и оксидов азота из серной кислоты из-за проскока пара вне зоны контакта с жидкой фазой. A known sulfuric acid denitrator having a bottom with an outlet for spent acid and a nozzle for supplying hot steam to the bottom, in which a chute is installed in front of the outlet for spent acid. The disadvantages of this denitrator are the low steam throughput, limited by the entrainment of the liquid with the vapor under the bubble mode, and the low efficiency of the stripping of nitric acid and nitrogen oxides from sulfuric acid due to the breakthrough of the vapor outside the zone of contact with the liquid phase.

Известна также колонна для денитрации и концентрирования кислот, включающая корпус с контактными ступенями, крышку с патрубком вывода парогазовой смеси, днище с устройством для ввода пара, выполненным в виде опорного стакана, снабженного концентрическими кольцами с прорезями для прохода пара, имеющими разную высоту, увеличивающуюся от периферии к центру. Колонна снабжена патрубками ввода жидкой фазы и паровой фазы, расположенными в емкости днища. Патрубок отвода отработанной кислоты расположен в нижней части емкости днища внутри опорного стакана. Also known is a column for denitration and concentration of acids, including a housing with contact steps, a cover with a steam-gas mixture outlet pipe, a bottom with a steam inlet device made in the form of a support cup equipped with concentric rings with slots for steam passage having different heights increasing from peripherals to the center. The column is equipped with nozzles for entering the liquid phase and vapor phase located in the bottom tank. The waste acid outlet pipe is located in the lower part of the bottom tank inside the support cup.

Недостатком известной колонны является неустойчивая работа при изменении нагрузки парогазового потока, особенно при увеличении ее, когда наблюдается большой унос жидкости с парогазовым потоком, а также проскок жидкости без контакта с паром. Известная колонна не обеспечивает полноты отгонки азотной кислоты и оксидов азота из обрабатываемой кислоты вследствие недостаточного времени для проведения реакции разложения нитрозилсерной кислоты, а также малой поверхности контакта фаз. Задача изобретения создание колонны денитрации и концентрирования кислот, обладающая большой производительностью, устойчивой работой при повышении нагрузок по фазам и обеспечивающей полноту отгонки азотной кислоты и оксидов азота из обрабатываемой кислоты. A disadvantage of the known columns is unstable operation when changing the load of the vapor-gas stream, especially when increasing it, when there is a large entrainment of the liquid with the vapor-gas stream, as well as the leakage of liquid without contact with steam. The known column does not provide complete distillation of nitric acid and nitrogen oxides from the treated acid due to insufficient time for the decomposition reaction of nitrosylsulfuric acid, as well as a small contact surface of the phases. The objective of the invention is the creation of a column of denitration and concentration of acids with high productivity, stable operation with increasing phase loads and ensuring the complete distillation of nitric acid and nitrogen oxides from the treated acid.

Поставленная задача обеспечивается колонной денитрации и концентрирования кислот, включающей корпус с контактными ступенями, крышку с патрубком вывода парогазовой смеси, днище с устройством для ввода пара, выполненным в виде стакана, установленного в емкости днища с зазором к нему, патрубки ввода жидкой и парогазовой фазы и вывода отработанной кислоты из емкости днища. В колонне согласно изобретению стакан снабжен кольцевой перегородкой, делящей емкость днища на верхнюю и нижнюю зоны, а также патрубком ввода парогазовой фазы в стакан, установленным тангенциально в нижней зоне, патрубок вывода отработанной кислоты установлен в верхней зоне днища над перегородкой. Кроме того, целесообразно, чтобы патрубок вывода отработанной кислоты с первой по ходу парогазовой фазы контактной ступени был сообщен с нижней зоной емкости днища. Это позволяет осуществить взаимодействие контактирующих фаз и их разделение в закрученном потоке. Обрабатываемая кислота через зазор между стаканом и днищем попадает внутрь, подхватывается закрученным потоком, происходит интенсивное их взаимодействие, развивается значительная площадь поверхности контакта фаз, скорость обновления которой велика. Взаимодействие фаз осуществляется как в капельном, так и в пленочном режимах. Наличие жидкости в нижней части стакана и характер ее взаимодействия с парогазовой фазой полностью исключает проскок обрабатываемой кислоты вне зоны контакта фаз. Организация взаимодействия и сепарации контактирующих фаз в центробежном поле позволяет интенсифицировать массообменный процесс, предопределяя устойчивую работу колонны при повышении нагрузок по фазам и обеспечивая полноту отгонки азотной кислоты и оксидов азота из обрабатываемой кислоты, обеспечивает повышение производительности колонны. The task is ensured by a column of denitration and concentration of acids, including a housing with contact steps, a cover with a steam-gas mixture outlet pipe, a bottom with a steam inlet device made in the form of a glass installed in the bottom tank with a gap to it, liquid and gas-vapor phase inlets and withdrawal of spent acid from the bottom tank. In the column according to the invention, the glass is equipped with an annular partition dividing the bottom capacity into the upper and lower zones, as well as a nozzle for introducing the vapor-gas phase into the glass, which is installed tangentially in the lower zone, a waste acid outlet pipe is installed in the upper zone of the bottom above the partition. In addition, it is advisable that the exhaust acid outlet pipe from the first contact gas stage along the vapor-gas phase is in communication with the bottom zone of the bottom tank. This allows the interaction of the contacting phases and their separation in a swirling flow. The acid to be processed passes through the gap between the glass and the bottom, is picked up by a swirling flow, their interaction is intense, a significant area of the phase contact surface develops, the renewal rate of which is high. The interaction of the phases is carried out both in the droplet and in the film modes. The presence of liquid in the lower part of the glass and the nature of its interaction with the vapor-gas phase completely excludes the breakdown of the treated acid outside the contact zone of the phases. The organization of interaction and separation of the contacting phases in a centrifugal field makes it possible to intensify the mass transfer process, predetermining the stable operation of the column with increasing phase loads and ensuring the complete distillation of nitric acid and nitrogen oxides from the treated acid, and provides an increase in the productivity of the column.

Преимущества предлагаемой колонны увеличиваются при организации возврата отработанной кислоты со ступеней колонны в емкость днища. The advantages of the proposed columns increase with the organization of the return of spent acid from the steps of the column to the bottom tank.

На фиг. 1 представлен продольный разрез колонны; на фиг. 2 поперечный разрез А-А на фиг. 1. In FIG. 1 is a longitudinal section through a column; in FIG. 2 cross section AA in FIG. 1.

Колонна состоит из корпуса 1 с набором контактных ступеней 2, крышки 3 с патрубком вывода парогазовой смеси, днище 4 с установленным в нем стаканом 5, расположенным с зазором 6 к днищу 4. Стакан 5 снабжен кольцевой перегородкой 7, делящей емкость днища 4 на верхнюю 8 и нижнюю 9 зоны. В стакане 5 установлен тангенциально к его поверхности патрубок 10 для подвода парогазовой смеси внутрь стакана 5. Для отвода отработанной кислоты из колонны установлен патрубок 11. Для подвода обрабатываемой кислоты предусмотрены патрубки 12, 13, для подвода парогазовой фазы патрубок 14. Для улучшения каплеотделения в верхней зоне 8 емкости днища 4 может быть установлен каплеотделитель 15. Колонна снабжена патрубком 16 для отвода отработанной кислоты с первой над емкостью днища 4 контактной ступени 2. The column consists of a housing 1 with a set of contact steps 2, a cover 3 with a nozzle for the outlet of the vapor-gas mixture, a bottom 4 with a glass 5 installed in it, located with a gap 6 to the bottom 4. The glass 5 is equipped with an annular partition 7 dividing the capacity of the bottom 4 into the upper 8 and the bottom 9 zone. A nozzle 10 is installed tangentially to its surface in the nozzle 5 for supplying the vapor-gas mixture inside the nozzle 5. A nozzle 11 is installed for removing the spent acid from the column. For nozzles of the acid to be treated, nozzles 12, 13 are provided for supplying the vapor-gas phase, nozzle 14. To improve droplet separation in the upper a droplet separator 15 can be installed in zone 8 of the bottom container 4. The column is equipped with a nozzle 16 for discharging spent acid with the first contact stage 2 above the bottom tank 4.

Колонна работает следующим образом. Обрабатываемая кислота, например, серная, подается в нижнюю зону 9 через патрубок 13. Целесообразно соединение патрубков 13 и 16 внешним гидрозатвором, что позволяет максимально использовать объем днища для интенсификации процесса отгонки паров азотной кислоты и оксидов азота. Острый водяной пар вводят в нижнюю зону 9 днища 4 через патрубок 14. Кислота заполняет нижнюю часть зоны 9 выше уровня зазора 6, образуя при этом гидрозатвор и исключая проскок пара при работе колонны через зазор 6. При этом объем кислоты, находящийся в нижней зоне 9, обеспечивает время, необходимое для проведения реакции разложения нитрозилсерной кислоты. Пар проходит через тангенциальный патрубок 10, приобретает вращательное движение и раскручивает при этом жидкость, поступающую в стакан 5 через зазор 6. В области сопряжения корпуса стакана 5 и тангенциального патрубка 10 происходит интенсивное взаимодействие пара с жидкостью. Пар дробит жидкость на капли, которые движутся по пересекающимся траекториям, сталкиваются между собой, сливаются и вновь дробятся. Развивается значительная площадь поверхности контакта фаз, скорость обновления которой велика. Часть стакана 5, лежащая выше тангенциального патрубка 10, служит для сепарации жидкости из закрученного парожидкостного потока. Капли жидкости под действием центробежных сил отбрасываются к внутренней поверхности стакана 5, ударяются о нее и превращаются в пленку. Вращающаяся пленка жидкости срывается с верхнего торца стакана 5, отбрасывается к стенкам корпуса верхней зоны 8, стекает на перегородку 7 и выводится из колонны через патрубок 11. Парогазовая фаза направляется на вышележащую контактную ступень 2. Для лучшего отделения капель из парогазового потока можно установить над верхним торцом стакана с зазором к нему каплеотделитель 16. The column works as follows. The acid to be treated, for example, sulfuric acid, is supplied to the lower zone 9 through the nozzle 13. It is advisable to connect the nozzles 13 and 16 with an external water seal, which allows maximum use of the bottom volume to intensify the process of distillation of nitric acid vapor and nitrogen oxides. Acute water vapor is introduced into the lower zone 9 of the bottom 4 through the nozzle 14. The acid fills the lower part of the zone 9 above the level of the gap 6, thereby forming a water seal and eliminating steam leakage when the column is working through the gap 6. The volume of acid in the lower zone 9 provides the time required for the decomposition of nitrosylsulfuric acid. The steam passes through the tangential nozzle 10, acquires a rotational movement and thus unwinds the liquid entering the nozzle 5 through the gap 6. In the area of the interface between the nozzle body 5 and the tangential nozzle 10, the steam interacts intensively with the liquid. Steam splits the liquid into droplets that move along intersecting paths, collide, merge and crush again. A significant area of the contact surface of the phases develops, the refresh rate of which is high. The part of the glass 5 lying above the tangential pipe 10 serves to separate the liquid from the swirling vapor-liquid flow. Drops of liquid under the action of centrifugal forces are discarded to the inner surface of the glass 5, hit it and turn into a film. The rotating film of liquid breaks off from the upper end of the cup 5, is discarded to the walls of the upper zone 8 body, flows to the partition 7 and is discharged from the column through the nozzle 11. The gas-vapor phase is directed to the overlying contact stage 2. For better separation of droplets from the gas-vapor flow, it can be installed above the upper the end of the glass with a gap to it droplet separator 16.

На каждой ступени 2 продолжается процесс массообмена. Вся кислота, поступающая в нижнюю зону 9, контактирует с паром и отводится из колонны в верхней зоне 8. Благодаря этому достигается повышение полноты отгонки азотной кислоты и оксидов азота из обрабатываемой кислоты. Такая организация взаимодействия фаз в центробежном поле позволяет повысить производительность колонны. Кроме того, при соединении патрубка вывода отработанной кислоты 16 через гидрозатвор с патрубком 13 происходит возврат отработанной кислоты с контактной ступени 2 в рабочую зону на вход в стакан 5 для дальнейшей переработки. Это позволяет достичь более высокой степени отгонки остатков азотной кислоты и оксидов азота и тем самым добиться более высокой концентрации продукционной серной кислоты. At each stage 2, the process of mass transfer continues. All acid entering the lower zone 9 is in contact with the steam and is discharged from the column in the upper zone 8. Due to this, an increase in the completeness of the distillation of nitric acid and nitrogen oxides from the treated acid is achieved. Such an organization of the interaction of phases in a centrifugal field can improve the performance of the column. In addition, when connecting the exhaust acid outlet pipe 16 through a water trap to the pipe 13, the spent acid is returned from the contact stage 2 to the working area at the entrance to the glass 5 for further processing. This allows you to achieve a higher degree of distillation of residues of nitric acid and nitrogen oxides and thereby achieve a higher concentration of production sulfuric acid.

Claims (2)

1. КОЛОННА КОНЦЕНТРИРОВАНИЯ И ДЕНИТРАЦИИ КИСЛОТ, включающая корпус с контактными ступенями, крышку с патрубком вывода парогазовой смеси, днище с устройством для ввода пара, выполненным в виде стакана, установленного в емкости днища с зазором к нему, патрубки ввода жидкой и парогазовой фазы и вывода отработанной кислоты из емкости днища, отличающаяся тем, что стакан снабжен кольцевой перегородкой, делящей емкость днища на верхнюю и нижнюю зоны, патрубком ввода парогазовой фазы, установленным тангенциально в стакане в нижней зоне, а патрубок вывода отработанной кислоты установлен в верхней зоне емкости днища над перегородкой. 1. A COLUMN OF ACID CONCENTRATION AND DENITRATION, including a housing with contact steps, a cover with a steam-gas mixture outlet pipe, a bottom with a steam inlet device made in the form of a glass installed in the bottom tank with a gap to it, liquid and gas-vapor phase inlet and outlet pipes waste acid from the bottom of the tank, characterized in that the glass is equipped with an annular partition dividing the bottom of the tank into the upper and lower zones, a gas-vapor phase inlet pipe installed tangentially in the glass in the lower zone, and the pipe withdrawal of spent acid is installed in the upper region of the bottom of the container wall. 2. Колонна по п.1, отличающаяся тем, что патрубок вывода отработанной кислоты с первой над днищем контактной ступени сообщен с нижней емкости днища. 2. The column according to claim 1, characterized in that the outlet pipe of the spent acid from the first above the bottom of the contact stage is communicated from the lower tank of the bottom.
SU5036630 1992-04-09 1992-04-09 Column for acid concentration and denitration RU2045322C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU5036630 RU2045322C1 (en) 1992-04-09 1992-04-09 Column for acid concentration and denitration

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU5036630 RU2045322C1 (en) 1992-04-09 1992-04-09 Column for acid concentration and denitration

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2045322C1 true RU2045322C1 (en) 1995-10-10

Family

ID=21601509

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU5036630 RU2045322C1 (en) 1992-04-09 1992-04-09 Column for acid concentration and denitration

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2045322C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2709133C2 (en) * 2018-05-22 2019-12-16 Общество с ограниченной ответственностью "Производственно-коммерческая фирма "Химтек" (ООО "ПКФ "Химтек") Acid concentration column
RU2777319C1 (en) * 2021-06-18 2022-08-02 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Казанский национальный исследовательский технологический университет» (ФГБОУ ВО «КНИТУ») Column for acid concentration and denitration

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Авторское свидетельство СССР N 1228875, B 01D 3/32, 1986. *
Авторское свидетельство СССР N 258290, кл. C 01B, 1970. *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2709133C2 (en) * 2018-05-22 2019-12-16 Общество с ограниченной ответственностью "Производственно-коммерческая фирма "Химтек" (ООО "ПКФ "Химтек") Acid concentration column
RU2777319C1 (en) * 2021-06-18 2022-08-02 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Казанский национальный исследовательский технологический университет» (ФГБОУ ВО «КНИТУ») Column for acid concentration and denitration

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR880001992B1 (en) Apparatus for separating mixtures of liquid and gas
RU2045322C1 (en) Column for acid concentration and denitration
RU2113636C1 (en) Pump ejector plant (versions)
US4229192A (en) Cyclonic scrubber with perforated plate distributor
US3751882A (en) Gas scrubber with moisture eliminator
US4759884A (en) Apparatus for gas wet treatment
RU2071804C1 (en) Vortex-type mass-exchange column
RU2232625C1 (en) Vortex apparatus for performing physico-chemical processes at descending flow of phases
US4216001A (en) Gas scrubbing apparatus
CA1105238A (en) Treatment of gases and vapors from sulfuric acid digestion of titaniferous materials
SU1733058A1 (en) Arrangement for wet cleaning of gases
SU980788A1 (en) Gas cleaning apparatus
SU549164A1 (en) Separator
SU1114430A1 (en) Separator for vapour-liquid mixtures
RU2202408C1 (en) Reactor for liquid-phase oxidation of hydrocarbons
SU1724327A1 (en) Device for gas scrubbing
SU1726501A1 (en) Apparatus for extracting fatty acids from soapstock
SU1204238A1 (en) Apparatus for cleaning gases
US4096236A (en) Gas scrubbing method
SU1214123A1 (en) Heat-mass-transfer column
RU2312698C1 (en) Installation for purification of the hydrocarbon liquid medium from the dissolved gases
SU787057A1 (en) Pulsation extractor
RU2571766C1 (en) Gas scrubbing method and device
SU1058110A1 (en) Heat-mass exchanger
RU2069080C1 (en) Centrifugal bubbling apparatus