SU1055317A3 - Устройство дл получени двуокиси хлора - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к конструк ци м газо-жидкостных химических реакторов и может быть использовано дл  получени  двуокиси хлора. Известно устройство дл получени  двуокиси хлора, содержащее верт кальный цилиндрический корпус с кры кой и днищем, вертикальные расположенные параллельно друг другу и экс центрично оси корпуса трубу дл  отвода суспензии и теплообменник, соединенные верхними своими торцами с днищем, а нижними друг с другом/ циркул ционный насос, установленный между нижними торцами / трубы дл  отвода суспензии и теплообменника , два усеченных конуса, первый из которых большим своим основанием соединен с днищем, а второ большим своим основанием соединен с верхним торцом теплообменника, цилиндрический распределитель кисло ты с входными радиально расположенными на нем штуцерами, размещенный между меньшими о сновани ми усечённых конусов, отражательную перегородку , помещенную в корпус, приспособление дл  отвода газообразных продуктов реакции и патрубки ввода реагентов и вывода пульпы, соединенные с нижней частью трубы дл  от вода суспензии l . . Недостатком дан-ного устройства л етс  то, что оно не может изготов л тьс  в виде модул  и таким образо Транспортироватьс  и устанавливатьс / а требует проведени  значительных сборочных работ на месте с устг новкой рибойлера, или другого соответствующего теплообменника, и рециркул ционных труб. Кроме того/ по мо размеров устройства дл  установк рибойлера и рециркул ционных труб требуетс  значительные производстве ные площади. При этом в известном устройстве имеет место недостаточна  эффективность процесса. Цель изобретени  - интёнсификаци  Процесса и упрощение конструкции за счет улучшени  рециркул ции реагентов и адиабатического расширени  их потока. Поставленнс1  цель достигаетсй тем, что устройство дл  получени  двуокиси хлора/ содержащее вертикал ный цилиндрический корпус с крышкой и днищем, вертикальные/ расположенные параллельно друг другу и эксцен рично оси корпуса/ трубу дл  отвода суспензии и теплообменник/соединенн верхними своими торцами с днищем, а нижними - друг с другом, циркул ционный насос, установленный между нижними торцами трубы дл  отвода су пензии и теплообменника, два усечен ных конуса, первый из которых большим своим основанием соединен с дни щем, а второй - большим своим основ нием соединен с верхним торцом теплообменника , цилиндрический распределитель кисло-йы с входными радиально расположенными на нем штуцерами/ рйзмещенныймежду , меньшими основани ми усеченных конусов, отражательную перегородку , помещенную в корпус/ приспособление дл  отвода газообразных продуктов реакции и патрубки вво-, да реагентов и вывода пульпы, соединенные с нижней частью трубы дл  отвода суспензии/ снабжено вертикальной перегородкой/ закрепленной на днище и образующей с внутренней стенкой корпуса канал, соедин кйций боль-г шее основание первого усеченного конуса с верхней частью корпуса, а отра5)сательна  перегородка закреплена на внутренней стенке корпуса над каналом . Канал выполнен пр моугольного сечени  с тангенциально изогнутым по отношению к внутренней стенке корПуса выходным торцом, пр моугольного сечени , а приспособление дл  отвода газообразных продуктов реакции выполнено в виде расположенной в верхней части корпуса под крышкой изогнутой трубы с входным концом, направленным в сторону крышки. На фиг.1 изображено устройство с частными продольныгли разрезами, общий вид; на фиг.2 - сечение А-А на фиг.1 .на фиг.З - верхн   часть корпуса, продольный разрез; на фиг. 4 - сечение Б-Б на фиг.. 3 на фиг.5 - устройство по второму варианту исполнени / общий вид. Устройство дл  получени  двуокиси хлора, содержит вертикальный цилиндрический корпус 1 с крышкой 2 и днищем 3, вертикальные расположенные параллельно друг другу и эксцентрично оси корпуса т-рубу 4 дл  отйода суспензии и теплообменник 5/ соединенные верхними своими торцами с днищем 3, а нижними - друг с другом/ циркул ционный насос б, установленный между нижними торцами трубы 4 дл  отвода суспензии и теплообменника 5/ два усеченных конуса 7 и 8, первый 7 из которых большим своим основанием соединен с днищем, а второй 8 - большим своим основанием соединен с верхнием торцом теплообменника 5, цилиндрический распределитель 9 кислоты с входными радиально расположенными на нем штуцерами 10 размещенный между меньшими основани ми усеченных конусов 7 и 8, отражательную перегородку 11, помещенную в корпус, тру.ба 12 дл  отвода газообразных продуктов реакции и патрубки 13 и 14 ввода реагентов и вывода пульпы, соединенные с нижней частью трубы дл  отвода суспензии, вертикальную перегородку 15/ закрепленную на днище 3 и образующую с внутреннй стенкой корпуса канал 16, соедин ющий больщее основание перво го усеченного конуса 7 с верхней частью корпуса, а отражательна  перегородка 11 закреплена на внутренней стенке корпуса над каналом 16. Канал 16 выполнен, пр моугольного сечени  с тангенциально изогнутым по отношению к внутренней стенке ко пуса выходным торцом 17. Приспособление 12 дл  отвода газообразных продуктов реакции выполнено в виде расположенной в верхней части корпу са под крышкой изогнутой трубы с входным -КОНЦОМ, направленным в сторону крышки 2. i Устройство работает следующим об разом. . . Усеченные конусы 7 и 8 на каждой стороне цилиндрического распределител  9 в конструкции типа.трубы Вей тури привод т к ускорению выхода жи кости из теплообменника 5 в первый к нус 8 до высокой скорости дО тех пор, пока противодавление, вызываемое уменьшен11ем поперечного сечени  и ускорением, не превышает разницы в давлении насыщенного пара над жидкостью в данном месте и над жидкостью в корпусе.. Таким путем предотвращает .с  кипение рециркулируемо нагретой жидкости в трубах теплообменника . По мере ввода кислоты в распределитель 9 она быстро смешиваетс  с жидкостью, смесь расшир етс  при низком ускорении во втором усеченно корпусе 7, так что кипение жидкости и выделение газообразного продукта происходит спокойно и постепенно. Так как жидкость начинает кипеть и начинает образовыватьс  двуокись . хлора и хлор на нижней по ходу пото ка стороне распределител  9, то материал, который входит в канал 16  вл етс  газообразным с увеличенннлда количествами жидкости и суспендированным в ней твердым веществом. Полученна  жидка  смесь поступает в газовое пространство 18 корпуса при достаточно низкой скорости (например от 7 до 17 м/сек) . У вер него конца канала 16 предусмотрена. перегородка 11 дл направлени  жидкости в основном, горизонтально и радиально внутрь пространства 18, Отверстие 19 дл  отвода газообразного хлора, двуокиси хлора и вод ного пара из пространства 18- св зано с.-трубой 12, котора  проходит радисшьно через стенку корпуса р до с его верхним концом, и ее внутренн конец искривлен в направлении квер- ху таким образом, что ее входное от верстие направлено к крышке 2 и находитс  от нее на некотором рассто  НИИ, располага сь по оси корпуса. Это устройство способствует сепарации увлеченной жидкости от газообразных продуктов в паровом пространстве 18 за счет того, что газообразный материал должен повернутьс  на 180 дл  входа в трубУ 12 перед тем, как он выйдет через выходное отверстие 19. Такое движение, заставл ет увлеченные капли выпадать из газовой фазы в реакционную среду 20, так что отводима  газообразна  фаза имеет низкую концентрацию увлеченной жидкости. Это последнее устройство отличаетс  от обычной системы, в которой выход газа расположен обычно по оси генератора в верхней перегородке, так что газообразные продукты покидают корпус, двига сь пр молинейно. Можно использовать обычные устройства , показанные на фиг.З и 4. Данные устройства отличаютс  от обычных отбойных устройств, состо щих из металлической- сетки и примен емых дл  систем получени  двуокиси хлора испарительного типа уменьшением уноса жидкости удал емой газообразной фазой. Эти устройства склонны к забиванию путем отложени  твердого материала и должны врем  от времени очищатьс  и следовательно  вл ютс  неудовлетворительными. Помимо преимущества, св занного с меньшим уносом жидкости целевыг газом, при использовании показанной конструкции трубы 12 имеетс  дополнительное преимущество, заключающеес  в том, что требуетс  меньша  обща  Высота, так как выходное отверстие 19 может соедин тьс  непосредственно со входом соседнего конденсационного оборудовани  вместо того, чтобы, иметь трубы, которые иаправлены вначале вертикально вверх от выхода в верхней перегородке, а затем книзу ко входу в конденсационное оборудование . Устройство теплообменника 5 и линии рециркул ции реакционной смеси в вариантах изобретени  совершенно отлично о.т конструкции, приведенной в прототипе. В частности часть рециркул ционной линии от входа кислоты до выгрузки над уровнем жидкости осуществл етс  по каналу 16 внутри наружной стенки корпуса в отличие от прототипа , где рециркул ционна  лини  включает изогнутую внутрь трубу, полностью расположенную снаружи корпуса. Наличие;вертикально расположенного канала 16 от днища 3 до некоторого рассто ни  над уровнем реакционной среды 20 позвол ет иметь более компактную общую конструкцию, котора  может предварительно монтироватьс  дл  транспортировки и затем транспортироватьс  в модульном виде, так что монтаж на месте отпадает и следовательно .достигаетс  зкономи  по

сравнению с дорогой конструкцией прототипа.

Кроме того, так как исключаетс  наружна  рециркул ционна  труба известной конст)рукции, то требовани  к наружнодму объему всей установки снижаютс  и это удорожающее обстотельство также снимаетс ..

Труба 4 дл  удалени  суспензии ; показана на некотором рассто нии, хот  и параллельно от оси корпуса. Такое устройство  вл етс  следствием азмера диаметра конкретного аппарата и следствием необходимости расположени , теплообменника 5 под корпусом . Дл  сосудов больших размеров, чем показанный, где под корпусом имеетс  больше места, труба 4 дл  удалени  суспензии обычно располагаетс  по его оси.

В интересах сохранени  компактной формы предпочтительно иметь теплооб- менник 5 такого размера, чтобы он полностью вписывалс  в габариты корпуса . Действительный наружный размер теплообменника 5 зависит от произвог дительности устройства,диаметра трубы 4 дл  удалени  суспензии и от производительности насоса 6.

Хот  показан вертикальный канал 16 с одной стороны корпуса, эта конструк дн  представл ет собой удобный вариант устройства. Друга  возможность заключаетс  в образовании канала 16 таким образом, что он заканчиваетс  у своего верхнего конца в виде круглого или другого соответствующей формы отверсти , распололсевного по , центру корпуса над уровнем лсидкой реакционной среды 20. На некотором рассто нии от этого центрального отверсти  в направлении выхода из него жидкости в сторону стенок генератора может быть предусмотрена перегородка 11. ,

Зходнца В корпус жидкость фиг.1 и. 2)обычно движетс  радиально по отношению к его оси в реакционной .среде 20. Вариант, показанный на фиг.3 и 4 иллюстрирует модификацию данного устройства, в котором внутренн   перегородка 15 искривлена внутри сосуда у своего верхнего конца дл  образовани  вертикального расположенного пр моугольного выходного торца 17, обращенного к внутренней стенке корпуса и предназначенного дл  придани  вход щей жидкости в основном тангенциального дви кени . Тангенциальный ввод рециркулируемой жидкости способствует отделению от жидкости

газовой фазы, благодар  чему паровое сепарационное пространство может быт меньшего размера.

В устройстве на фиг. 3 и 4 примен етс  более привычное коническое дншде 3 и выход газовой по оси аппарата через отверстие 19, хот  в данном случае также могут использоватьс  конструкции, показанные на фиг.1 и 2.

Таким образом, насос 6,теплообменник 5 и распределитель 9 дл  ввода кислоты размещены снаружи корпуса, хот  они и образуют часть общей модульной установки. Такое устройство из отдельных частей весьма выгодно, так как позвол ет осуществить легкую установку каждой из этих частей без разборки всей установки и не требует доступа внутрь корпуса. Доступность дл  ухода может быть недостатком более интегрированных конструкций.

Таким образом, конструкции, показанные на фиг. , представл ют собо комбинацию отдельных деталей в компактную модульную установку дл  производства двуокиси хлора без необходмости в создании интегрированной сбоки из одного аппарата. В этой компактной модульной установке отдельны части, требующие обслуживани , легкодоступны .

С точки зрени  возможных трудностей обслуживани  могут примен тьс  более интегрированные конструкции, имеющие выго,цы, св занные с внутренней перегородкой и с рециркул ционным устройством. На фиг.5 в виде деталей внутренней- перегородки 15 вблизи нижнего конца днища 3 могут предусматриватьс  части в виде усеченных конусов 7 и распределитель 9 дл  входа кислоты.

Кроме того, предусматриваетс  теплообменник 5 с примыкающими нижней и верхней част ми, соединенный у верхнего конца непосредственно с кор ,пуСом и у нижнего конца с насосом б, в который поступает раствор хлората натри  пЬ патрубку 13 и из которого отводитс  суспензи  сульфата натри  по патрубку 14. В этом устройстве исключена труба 4. Корпус насоса б может иметь показанную форму или более привычную форму, аналогичную примененной на фигЛ.

Таким образом, изобретение обеспечивает улучшенные методы и устройство дл  производства двуокиси хлора . В пределах объема данного изобретени  возможны модификации.

Claims (3)

1. УСТРОЙСТВО. ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ДВУОКИСИ ХЛОРА, содержащее вертикальный цилиндрический корпус с крышкой и днищем, вертикальные, расположенные параллельно друг другу и эксцентрично оси корпуса, трубу для отвода суспензии и теплообменник, .соединенные верхними своими торцами с днищем, а нижними - друг с другом, циркуляционный насос, установленный между нижними торцами трубы для отвода суспензии ,и теплообменника, два усеченных конуса, первый из которых большим своим основанием соединен с днищем, а второй - большим своим основанием соединен с верхним торцом теплообменника, цилиндрический распределитель кислоты с входными ради-, ально расположенными на нем штуцерами, размещенный между меньшими основаниями усеченных конусов, отража тельную перегородку, помещенную в корпус, приспособление для отвода газообразных продуктов реакции и патрубки, ввода реагентов и вывода пульпы, соединенные с нижней частью ‘трубы.для отвода суспензии, о Ф л ичающееся тем, что, с целью интенсификации процесса и упрощения конструкции за счет улучшения рециркуляции реагентов и адиабатического расширения их потока, оно снабжено вертикальной перегородкой, закрепленной на днище .и образующей с внутренней стенкой корпуса канад, соединяющий большее основание первого усеченного конуса’ с верхней частью корпуса, а отражательная перегородка закреплена на внутренней стенке корпуса над каналом.

2. Устройство по п.1, о т л и чающееся тем, что канал выполнен с тангенциально изогнутым по отношению к внутренней стенке корпуса выходным торцом прямоугольного сече ния. '

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что приспособление! для отвода газообразных продуктов ; реакции выполнено в виде расположен-[ ной в верхней части корпуса под крыш-i

СИ . - ;СЛ кой изогнутой трубы с входным концоц/ направленным в сторону крьвпки. j