SU1109184A1

SU1109184A1 - Unit for cleaning nitric acid

Info

Publication number: SU1109184A1
Application number: SU833595483A
Authority: SU
Inventors: Лев Ваагович Сараджев; Елена Викторовна Седова; Дмитрий Андреевич Алексеенко; Виктор Иванович Вячеславов
Original assignee: Предприятие П/Я Р-6603
Priority date: 1983-05-24
Filing date: 1983-05-24
Publication date: 1984-08-23

Abstract

1. АППАРАТ ДЛЯ ОЧИСТКИ АЗОТНОЙ КИСЛОТЫ, содержащий дегазатор , испаритель кислоты, расположенную над ним насадку, конденсатор, смесительную трубу, патрубки ввода сьфь и вывода продукта, отличающийс тем, что, с целью снижени энергозатрат путем использовани тепла фазовых переходов и упрощени схемы, он снабжен кольцевым испарителем воды и насадкой, размещенной над ним, горизонтальной перегородкой, установленной под испарителем кислоты с кольцевым зазором , а конденсатор размещен внутри испарител воды, при этом конденсатор и испаритель кислоты выполнены коническими , а смесительна труба проходит через насадки. 2.Аппарат по п. 1, отличающийс тем, что патрубки ввода сырь и вывода продукта выполнены в виде коаксиально размещенных i один внутри другого цилиндров. 3.Аппарат по п. 1, о т л и ч а (Л ю щ и и с тем, что смесительна С труба снабжена рубашкой.1. NITRIC ACID CLEANING MACHINE containing a degasser, an acid evaporator, a nozzle located above it, a condenser, a mixing tube, syphon inlet and outlet pipes, characterized in that, in order to reduce energy consumption by using heat phase transitions and simplifying the circuit, equipped with an annular water evaporator and a nozzle placed above it, a horizontal partition installed under the evaporator acid with an annular gap, and the condenser is placed inside the water evaporator, while the condenser and isp The acid receiver is conical, and the mixing tube passes through the nozzles. 2. The apparatus according to claim 1, characterized in that the nozzles of the input of raw materials and output of the product are made in the form of coaxially placed i one inside the other cylinders. 3. The apparatus according to claim 1, about tl and h a (L y sch and also with the fact that the mixing C pipe is equipped with a shirt.

Description

(Х 00 1, Изобретение относитс к аппарата химической технологии и может быть применено дл получени азотной кис лоты особой чистоты. Известен аппарат дл получени воды высокой чистоты, содержащий перегонную колбу, конденсатор, бутыль дл приема и хранени чистой воды, соединительные приспособлени фильтрующее устройство Cl3. Известен аппарат дл очистки азотной кислоты, содержащий дегазатор , испаритель кислоты с насадкой, конденсатор, разбавитель кислоты, холодильную установку, патрубки вво сырь и вывода продукта Г23. Недостатком известной установки вл етс то, что дл проведени про цесса очистки необходимо иметь подвод энергии извне в виде пара или других источников, а дл протекани процессов конденсации и охлаждени холодильную установку. Цель изобретени - снижение энер гозатрат.путем использовани тепла фазовых переходов и упрощени схемы Указанна цель достигаетс тем, что аппарат дл очистки азотной кис лоты, содержащий дегазатор, испаритель кислоты, расположенную над ним насадку, конденсатор, смесительную трубу, патрубки ввода сырь и вывод продукта, снабжен кольцевым испарителем воды и насадкой, расположенной над ним, горизонтальной перегородкой , установленной под испарителем кислоты с кольцевым зазором, а конденсатор размещен внутри испарител воды, при этом конденсатор и испаритель кислоты выполнены кониче кими, а смесительна труба проходит через насадки. Кроме того, патрубки ввода сырь и вывода продукта выполнены в виде коаксиально размещенных один внутри другого цилиндров. Причем смеситальна труба снабже на рубашкой. Выполнение конденсатора и испари тел кислоты коническими увеличивае поверхность теплообмена. Размещение конденсатора внутри кольцевого испарител воды позвол ет испар ть воду за счет конденсации смеси паро воды и кислоты. Размещение смесительной трубы в центре насадок позвол ет отбирать пары кислоты после промывки на на842 садке и смешивать их с парами воды, перепускаемыми Ч;ерез рубашку. Выполнение патрубков ввода сырь и вывода продукта в виде коаксиально размещенных один внутри другого цилиндров позвол ет использовать тепло продуктов дл предварительного нагрева сырь . Отделение насадочной промывной колонны воды горизонтальной перегородкой от испарител кислоты позвол ет испар ть кислоту за счет тепла конденсации паров воды и конденсат подавать на орошение насадки. На чертеже изображен V -аппарат дл очистки азотной кислоты. Аппарат включает патрубки 1 и 2 ввода исходной кислоты, центральную трубку 3, испаритель 4 кислоты, патрубок 5 вывода дренажной гор чей кислоты , патрубок 6 вывода готового продукта , дренажную трубку 7, насадку 8 дл промывки паров кислоты, смесительную трубу 9, регулировочньй клапан 10, конденсатор кислоты 11, патрубок 12 ввода сырьевой воды, кольцевой испаритель 13 воды патрубок 14 вывода дренажной воды, патрубок 15 вывода воды особой чистоты, насадку 16 кольцевого испарител воды, горизонтальную перегородку 17, рубашку 18 смесительной трубы, отверсти 19 ввода паров воды на смешение, теплообменник-рекуператор 20, центральный канал 21 теплообменника, нагреватель 22, газоотводную трубку 23 на центральной трубе 3, воздушники 24, регул тор 25 давлени , маностат 26. Теплообменник-рекуператор 20 расположен в нижней части аппарата и выполнен в Ёиде коаксиально размещенных один внутри другого цилиндров, центральные из которых сужаютс кверху. Аппарат работает следующим образом . Концентрированна азотна кислота по патрубкам 1 и 2 через центральную трубу 3 направл етс в испаритель 4, по пути дегазиру сь в процессе нагрева до температуры кипени за счет охлаждени кислоты, дренируемой из испарител 4 через дренажную трубку 7 по патрубку 5, и сконденсированной разбавленной азотной кислоты особой чистоты, сливаемой по . патрубку 6.(X 00 1, the invention relates to an apparatus of chemical technology and can be used to produce high purity nitric acid. A device for producing high-purity water is known, which contains a distillation flask, a condenser, a bottle for receiving and storing pure water, and filter attachments Cl3 A known apparatus for the purification of nitric acid containing a degasser, an evaporator of an acid with a nozzle, a condenser, an acid diluent, a refrigeration unit, feed-in pipes, and product output G23. It is necessary for the cleaning process to have an external energy supply in the form of steam or other sources, and a refrigeration unit for the condensation and cooling processes. The purpose of the invention is to reduce energy consumption by using heat of phase transitions and simplifying the scheme. The goal is achieved by the fact that an apparatus for purifying nitric acid, containing a degasser, an evaporator of acid, a nozzle located above it, a condenser, a mixing tube, pipes for input of raw materials and product withdrawal, supply n annular evaporator and the water nozzle, located above it, a horizontal baffle mounted beneath the evaporator acid with an annular gap, and a condenser placed inside the evaporator water, the condenser and the evaporator acid kimi made conical, and the mixing pipe passes through the nozzle. In addition, the nozzles of the input of raw materials and output of the product are made in the form of cylinders coaxially placed one inside the other. Moreover, the mixing pipe is supplied on the jacket. The performance of the condenser and the evaporators of the acid bodies are conical to increase the heat exchange surface. Placing the condenser inside the water ring evaporator allows water to evaporate by condensing a mixture of water vapor and acid. Placing the mixing tube in the center of the nozzles allows you to take acid vapors after washing on the 842 tank and mix them with water vapor that is passed through the H through the shirt. Making the nozzles introducing the raw material and withdrawing the product in the form of cylinders coaxially placed inside one another allows the heat of the products to be used to preheat the raw material. Separating the packed water wash column with a horizontal partition from the acid evaporator allows the evaporation of the acid due to the heat of condensation of water vapor and the condensate is supplied to the nozzle for irrigation. The drawing shows a V-apparatus for the purification of nitric acid. The apparatus includes the source acid inlets 1 and 2, the central tube 3, the acid evaporator 4, the drainage outlet 5 for the hot acid drainage, the outlet 6 outlet for the finished product, the drainage tube 7, the acid vapor washing nozzle 8, the mixing tube 9, the adjusting valve 10 , acid condenser 11, raw water inlet nozzle 12, annular water evaporator 13 drainage water outlet nozzle 14, high purity water outlet nozzle 15, annular water evaporator nozzle 16, horizontal partition 17, mixing tube jacket 18, In addition, water vapor is mixed in, heat exchanger-heat exchanger 20, central channel 21 of the heat exchanger, heater 22, flue pipe 23 on the central pipe 3, air ducts 24, pressure regulator 25, manostat 26. Heat exchanger-heat exchanger 20 is located in the lower part of the apparatus and The cylinders are made in Yide, one inside the other coaxially, the central ones tapering upward. The device works as follows. Concentrated nitric acid through the pipes 1 and 2 through the central pipe 3 is sent to the evaporator 4, degassing on its way to the boiling point by cooling the acid drained from the evaporator 4 through the drain pipe 7 through the pipe 5 and condensed diluted nitric acid high purity, drained by. pipe 6.

В испарителе 4 испар етс менее 50% азотной кислоты, остальна дренируетс через дренажную трубку 7 и патрубок 5 дл обеспечени посто нства испар емой кислоты по примес и предотвращени их накоплени в массе испар емой кислоты.In the evaporator 4, less than 50% of nitric acid is evaporated, the remainder is drained through the drainage tube 7 and the nozzle 5 in order to maintain the evaporation of the acid by impurities and prevent their accumulation in the mass of the evaporated acid.

Испаривша с кислота промываетс на насадке 8 и по трубе 9 смешени направл етс в среднюю часть трубы, где смешиваетс с расчетным количеством вод ного пара, перепускаемого через отверсти 19 регулировочным клпаном 10.The evaporated acid is washed on the nozzle 8 and is directed through the mixing pipe 9 to the middle of the pipe, where it is mixed with the calculated amount of water vapor that is passed through the holes 19 with the adjustment valve 10.

В зоне смешени паров азотной кислоты с парами воды выдел етс теплота разбавлени , в результате чего в зависимости от давлени системы повьппаетс температура смеси, например при атмосферном давлении в пределе до 122. Пары разбавленной до 68-70%-ной концентрации азотной кислоты конденсируютс на внутренней поверхности конденсатора 11 и частично на наружной поверхности патрубка 2. Конденсат, охлажда сь, передает тепло воде, подаваемой по патрубку 12 в испаритель 13, и кислоте, подаваемой .по патрубку 2 и центральной трубе. 3 в испаритель 4, нагрева кислоту и воду до температуры кипени , иохлажденный в виде .продукционной азотной кислоты особой чисто ты сливаетс через патрубок 6 в сборник дл розлива в потребительску тару.In the zone of mixing nitric acid vapors with water vapor, the heat of dilution is released, as a result of which, depending on the pressure of the system, the temperature of the mixture hovers, for example, at atmospheric pressure up to 122. Vapor concentrations diluted to 68–70% of the nitric acid the surface of the condenser 11 and partially on the outer surface of the pipe 2. The condensate, cooling, transfers heat to the water supplied through the pipe 12 to the evaporator 13, and the acid supplied to the pipe 2 and the central pipe. 3 to the evaporator 4, heating the acid and water to the boiling point, cooled in the form of production nitric acid, with special purity, is discharged through pipe 6 into the collection container for bottling into consumer packaging.

Вода, необходима дл смешени и замыкани теплового баланса, направл етс по патрубку 12, нагреваетс до температуры кипени за счет тепла конденсации паров разбавленной азотной кислоты особой чистоты, стекающей по патрубку 6, и тепла воды, дренируемой по патрубку 14 из испарител воды- 13, а также тепла кон- денсата вод ного пара, сконденсиро-. ванного на поверхности испарител кислоты 4 и сливаемого в виде воды особой чистаты по патрубку 15. От подаваемой воды 49% испар етс за счет тепла конденсации при 122 паров разбавленной азотной кислотыThe water needed for mixing and closing the heat balance is directed through the nozzle 12, heated to the boiling point due to the condensation heat of the diluted nitric acid of high purity flowing through the nozzle 6, and the heat of water drained by the nozzle 14 from the water evaporator- 13, as well as the heat of steam condensate, condensation. acid boiled on the surface of the evaporator 4 and discharged in the form of water are especially cleaned through the nozzle 15. 49% of the supplied water is evaporated due to the heat of condensation at 122 diluted nitric acid vapor

особой чистоты, остальное количество воды дренируетс из испарител 13 по патрубку 14, нагрева свежую подаваемую по патрубку 12 воду.of high purity, the rest of the water is drained from the evaporator 13 through the nozzle 14, heating fresh water supplied through the nozzle 12.

Испаривша с вода промываетс на насадке 16, конденсируетс частично на наружной поверхности испарител 4 кислоты, обеспечива фазовый переход сырьевой азотной кислоты.The evaporated water is washed on the nozzle 16 and partially condenses on the outer surface of the 4-acid evaporator, providing a phase transition of the raw nitric acid.

Сконденсированные пары в виде воды особой чистоты собираютс на перегородке 17, стекают в патрубок 15, передают тепло охлаждени сырьевой воде, поднимающейс по патрубку 12, ив виде продукционной воды особой чистоты сливаютс в сборник.Condensed vapors in the form of high-purity water are collected on the partition wall 17, flow into the nozzle 15, transfer heat to the cooling of the raw water rising through the nozzle 12, and in the form of high-purity production water are discharged into the collection.

Друга часть вод ных паров, промытых на насадке 16, перепускаетс через регулирующий вентиль 10 в канал между рубашкой 18 и трубой 9 смещени , по которому перемещаетс вниз через отверсти 19 и трубу 9 смешени , где смешиваетс с парами кислоты. Дл пуска агрегата сырьева азотна кислота до наладки режима перепускаетс в испаритель 4 кислоты через патрубок 1. Во внутренней полости центрального канала теплообменника 21 установлен нагреватель 22.Another part of the water vapor washed in the nozzle 16 is passed through a control valve 10 into the channel between the jacket 18 and the displacement pipe 9, which moves down through the holes 19 and the mixing pipe 9, where it is mixed with acid vapors. To start up the raw material nitric acid unit, prior to the adjustment of the mode, 4 acid acids are transferred to the evaporator through pipe 1. A heater 22 is installed in the internal cavity of the central channel of the heat exchanger 21.

Дл вывода газов и несконденсированных паров, контрол процесса и создани перепада давлени между парами и кислотой установлена на центральной трубе 3 газоотводна трубка 23, воздушники 24 и регул тор 25 давлени с маностатом 26 между ними.To remove gases and uncondensed vapors, to control the process and create a pressure differential between vapor and acid, a gas outlet tube 23, air vent 24 and pressure regulator 25 with manostat 26 between them are installed on the central pipe 3.

Вследствие исключени затрат энергии извне, которые в данном случае, равны нулю, за счет экономии затрат энергоресурсов, т.е. пара, холода, воды, использование такого аппарата позвол ет снизить стоимость азотной кислоты на 211 руб. 17 коп./т продукта .Due to the exclusion of energy costs from the outside, which in this case are equal to zero, due to saving energy costs, i.e. steam, cold, water, the use of such a device reduces the cost of nitric acid by 211 rubles. 17 kopecks / ton of product.

Экономи энергозатрат на 1 т готовой продукции равна затратам на 1 т продукта по прототипу, т.е. пара на 5,6 мгкк, воды на 2,0 тыс.м, электроэнергии на 3,-6 тыс; кВтч, холода на 5,46 тыс. кВтч.Saving energy consumption per 1 ton of finished product is equal to the cost per 1 ton of the prototype product, i.e. steam at 5.6 mgkk, water at 2.0 thousand m, electricity at 3, -6 thousand; kWh, cold by 5.46 thousand kWh.

2323

Claims

1. APPARATUS FOR CLEANING NITRIC ACID, containing a degasser, an acid evaporator, a nozzle located above it, a condenser, a mixing pipe, raw material inlet and product outlet pipes, characterized in that, in order to reduce energy consumption by using the heat of phase transitions and simplifying the circuit, it is equipped with an annular water evaporator and a nozzle located above it, a horizontal partition mounted under the acid evaporator with an annular gap, and a condenser is placed inside the water evaporator, while the condenser and evaporator acids are made conical, and the mixing pipe passes through the nozzles.

2. The device pop. 1, characterized in that the nozzles of the input of raw materials and output of the product are made in the form of coaxially placed one inside the other cylinders. <g

3. The apparatus according to claim 1, with respect to the fact that the mixing pipe is provided with a jacket.