SU1165440A1

SU1165440A1 - Catalytic reactor

Info

Publication number: SU1165440A1
Application number: SU833680061A
Authority: SU
Inventors: Юрий Иванович Киприянов; Иван Михайлович Тютрин; Анна Борисовна Рольщикова; Николай Иванович Крайнев; Аркадий Филиппович Гордзиевский; Евгений Петрович Парфенов; Николай Михайлович Жаворонков; Владимир Александрович Малюсов; Леонид Петрович Холпанов; Владимир Владимирович Буксеев; Эгидиус Йонович Петраускас
Original assignee: Предприятие П/Я В-2262; Предприятие П/Я В-8830
Priority date: 1983-09-29
Filing date: 1983-09-29
Publication date: 1985-07-07

Abstract

КОНТАКТНЫЙ АППАРАТ со взвешенным слоем инертной насадки дл провеВы аЗ га. злJ Вход газа / Продукц омна J ( дени процессов тепло- и массообмена в системе газ (пар) - жидкость, содержащий газовую камеру с вертикально закрепленными на ней секци ми, кажда из которых состоит из контактной и расшир ющейс сепарационной камер, отличающийс тем, что, с целью гарантированного санитарного сброса по содержанию фтора в газе и получени продукционной кремнефтористоводородной кислоты, сепарационна камера второй секции аппарата снабжена разделителем абсорбента, выполненным в видецилиндра , диаметр которого равен 0,7-0,8 диаметра контактной камеры, и конического днища , заканчивающегос выпускным патрубком , причем в цилиндрической части раздеi лител выполнены окна дл прохождени газового потока, площадь которых составл ет 80-90% площади цилиндрической час (Л ти разделител . о СП NU ifCalOHl2 4CONTACT APPARATUS with a suspended layer of an inert packing for conducting AZ ha. zlJ Gas inlet / Product Om J (days of heat and mass transfer processes in the system gas (vapor) is a liquid containing a gas chamber with vertically fixed sections on it, each of which consists of contact and expanding separation chambers, characterized in that , for the purpose of guaranteed sanitary discharge of fluorine content in the gas and the production of fluorosilicic acid, the separation chamber of the second section of the apparatus is equipped with an absorbent separator made in the video cylinder, the diameter of which is 0.7-0 , 8 of the diameter of the contact chamber, and the conical bottom, terminated by the outlet, and in the cylindrical part of the separator there are windows for the passage of a gas flow, the area of which is 80-90% of the area of the cylindrical hour (L separator.

Description

Изобретение относитс к массообменным аппаратам, а точнее к аппаратам с псевдоожиженным слоем, в которых кинетическа энерги газового потока создает услови интенсивного взаимодействи на границе раздела фаз, и может быть использовано дл процессов абсорбции, дистилл ции, ректификации в химической, нефтехимической и других смежных област х промышленности.The invention relates to mass transfer apparatus, and more specifically to fluidized bed apparatus, in which the kinetic energy of the gas stream creates conditions for intensive interaction at the interface, and can be used for absorption, distillation, and distillation processes in the chemical, petrochemical, and other adjacent areas. industry.

Известен массообменный аппарат дл взаимодействи газа (пара) с жидкостью в псевдоожиженном слое, представл ющий собой вертикальную цилиндрическую обечайку , разделенную решетками на три зоны: газовую, контактную и сепарационную, в контактной зоне которого происходит взаимодействие газожидкостного потока с псевдоожиженной шаровой насадкой 1.A mass transfer apparatus for interaction of a gas (vapor) with a fluid in a fluidized bed is known, which is a vertical cylindrical shell divided by gratings into three zones: gas, contact and separation, in the contact zone of which the gas-liquid flow interacts with the fluidized ball nozzle 1.

Однако скорость газового потока в этом аппарате невелика, в св зи с чем процесс массообмена малоэффективен, невелики нагрузки по газу и жидкости. Подвод абсорбента производитс форсунками, что уменьшает надежность работы аппарата. Насадка из полипропиленовых шаров недолговечна , требует частой замены и остановки работы аппарата.However, the gas flow rate in this apparatus is small, and therefore the mass exchange process is inefficient, the gas and liquid loads are small. The absorbent is supplied by nozzles, which reduces the reliability of the apparatus. The nozzle from polypropylene balls is short-lived, requires frequent replacement and stopping of the apparatus.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности вл етс трехсекциониый контактный аппарат со взвешенным слоем инертной насадки, содержащий три основных камеры: газовую, контактную и сепарационную, которые компонуютс в трехсекционный аппарат, представл ющий собой газовую камеру с вертикально установленными на ней секци ми, кажда из которых включает в себ контактную и сепарационную камеры с горизонтальными и вертикальными газораспределительными решетками 2.The closest to the invention in its technical essence is a three-section contact apparatus with a suspended layer of an inert packing, containing three main chambers: gas, contact and separation, which are assembled into a three-section apparatus, which is a gas chamber with vertically mounted sections on it, each which includes contact and separation chambers with horizontal and vertical gas distribution grids 2.

Однако в известной конструкции нельз одновременно получать санитарный сброс по аммиаку и фтору и продукционную кремнефтористоводородную кислоту.However, in the known construction, it is not possible to simultaneously obtain sanitary discharges on ammonia and fluorine and production fluorosilicic acid.

Целью изобретени вл етс гарантированный санитарный сброс по содержанию фтора в газе и получение продукционной кремнефтористоводородной кислоты.The aim of the invention is the guaranteed sanitary discharge of fluorine content in the gas and the production of production fluorosilicic acid.

Указанна цель достигаетс тем, что в контактном аппарате со взвешенным слоем инертной насадки, содержащем газовую камеру с вертикально закрепленными на ней секци ми, кажда из которых состоит из контактной и расшир ющейс сепарационной камер, сепарационна камера второй секции аппарата снабжена разделителем абсорбента , выполненным в виде цилиндра,диаметр которого равен 0,7-0,8 диаметра контактной камеры, и конического днища, заканчи1зающегос выпускным патрубком, причем в цилиндрической части разделител выполнены окна дл прохождени газового потока , площадь которых составл ет 80-90%This goal is achieved by the fact that in a contact apparatus with a suspended layer of an inert nozzle containing a gas chamber with vertically fixed sections on it, each of which consists of a contact and expanding separation chamber, the separation chamber of the second section of the apparatus is equipped with an absorbent separator made in the form a cylinder with a diameter of 0.7-0.8 diameters of the contact chamber, and a conical bottom, ending with an outlet, and in the cylindrical part of the separator there are windows for passing tim gas stream, which is the area constituting 80-90%

площади цилиндрической части разделител .the area of the cylindrical part of the separator.

На фиг. 1 изображен контактный аппарат дл проведени процессов тепломассообмена в системе газ (пар)-жидкость, общий вид; на фиг. 2 - разделитель абсорбента.FIG. 1 shows a contact apparatus for carrying out heat and mass transfer processes in a gas (vapor) -liquid system, a general view; in fig. 2 - separator absorbent.

Контактный аппарат со взвещенным слоем инертной насадки состоит из газовой камеры 1 со штуцером 2 дл подвода газового потока и щтуцером 3 дл слива абсорбента . Между газовой камерой 1 и контактной камерой 4 установлена газораспределительна решетка 5, над которой установлены штуцеры 6 дл подвода абсорбента. Контактна камера 4 заканчиваетс вертикальной ограничительной решеткой 7, над которой закреплен отбойник 8. В сепарационной камере 9 имеютс штуцеры 10 дл циркул ции абсорбента . Во фланцевом разъеме конической крышки сепарационной камеры 9 закреплена горизонтальна газораспределительна решетка 11 контактной камеры 12 второй секции. Вертикальна ограничительна решетка 13 второй секции заканчиваетс отбойником 14 аналогично конструкции первой секции. В сепарационной камере 15 второй секции устанавливаетс разделитель 16 абсорбента цилиндрической формы с окнами 17, через которые газовый поток направл етс в третью секцию. Разделитель 16 имеет коническое днише с наклоном в сторону сливного патрубка 18, к которому фланцами присоедин етс труба 19, предназначенна дл вывода абсорбента. Труба выводитс из сепарационной камеры через штуцер 20, наход щийс на цилиндрической обечайке сепарационной камеры 15. Контактна камера 21 и сепарационна камера 22 выполнены аналогично первой секции аппарата, аппарат заканчиваетс щтуцером 23 дл вывода очищенного газового потока.A contact device with a bed of inert packing consists of a gas chamber 1 with a fitting 2 for supplying a gas flow and a plug 3 for draining the absorbent. A gas distribution grid 5 is installed between the gas chamber 1 and the contact chamber 4, above which fittings 6 are installed to supply the absorbent. The contact chamber 4 ends with a vertical restraining grating 7, above which a baffle 8 is fixed. In the separation chamber 9 there are fittings 10 for the circulation of the absorbent. In the flange connector of the conical cover of the separation chamber 9, there is fixed a horizontal gas distribution grid 11 of the contact chamber 12 of the second section. The vertical limiting grate 13 of the second section ends with a baffle 14 in a manner similar to that of the first section. In the separation chamber 15 of the second section, a cylindrical absorbent separator 16 is installed with windows 17 through which the gas flow is directed to the third section. The separator 16 has a conical bottom with an inclination towards the drain pipe 18, to which a pipe 19 is attached with flanges, intended for withdrawing the absorbent. The pipe is led out of the separation chamber through the fitting 20 located on the cylindrical shell of the separation chamber 15. The contact chamber 21 and the separation chamber 22 are made similarly to the first section of the apparatus, the apparatus ends with a clamp 23 to output the purified gas stream.

Аппарат работает следующим образом.The device works as follows.

Загр зненный газовый поток через штуцер 2 вводитс в газовую камеру 1, где происходит его равномерное распределение по сечению аппарата. Через отверсти горизонтальной газораспределительной решетки 5 газовый поток попадает в контактную камеру 4 первой секции аппарата, где контактирует с абсорбентом (раствор кремнефтористоводородной кислоты) и инертной насадкой , поддержлва ее в псевдоожиженном состо нии. Скорость газового потока достигает 6-10 м/с, при этом образуетс равномерна газо-(паро)-жидкостна среда с интенсивным обновлением поверхности взаимодействующих фаз за счет хаотического движени колец. В первой секции аппарата улавливаетс основное количество фтора и его содержание снижаетс с 1-3 г/м до 0,15-0,45 г/м. Через щели вертикальной ограничительной решетки 7 контактной камеры 4 газ попадает в сепарационную камеру 9, где за счет резкого изменени направлени движени потока и. снижени его скорости происходит отделение брызг. Осаждающиес капли абсорбента через штуцерThe polluted gas stream through the nozzle 2 is introduced into the gas chamber 1, where it is evenly distributed over the cross section of the apparatus. Through the holes of the horizontal gas distribution grid 5, the gas flow enters the contact chamber 4 of the first section of the apparatus, where it contacts the absorbent (hydrofluoric acid solution) and the inert packing, maintaining it in a fluidized state. The gas flow velocity reaches 6-10 m / s, and a uniform gas (vapor) -liquid medium is formed with intensive renewal of the surface of the interacting phases due to the chaotic motion of the rings. In the first section of the apparatus, the main amount of fluorine is trapped and its content decreases from 1-3 g / m to 0.15-0.45 g / m. Through the slots of the vertical confinement grid 7 of the contact chamber 4, the gas enters the separation chamber 9, where due to a sharp change in the direction of flow and. a decrease in its speed results in splitting off. Absorbent droplets deposited through the nozzle

10попадают в циркул ционный контур, из которого через штуцер б возвращаютс в контактную камеру 4. Газовый поток через отверсти газораспределительной решетки10 flow into the circulation loop, from which they return to the contact chamber 4 through the nozzle b. Gas flow through the gas distribution grid holes

11второй секции аппарата попадает в контактную камеру 12, где орошаетс кремнефтористоводородной кислотой концентрации 3-5%, отсепарированные брызги которой из сепаратора через циркул ционный контур направл ютс в первую секцию аппарата. В результате циркул ции слабой кремнефтористоводородной кислоты происходит ее закрепление до концентрации . Далее газовый поток с содержанием фтора 20-60 мг/м, пройд через щели вертикальной ограничительной решетки 13 второй секции аппарата, заворачиваетс и через окна 17 разделител 16 абсорбента попадает в контактную камеру 21 третьей секции аппарата. В этом камере газовый поток взаимодействует с инертной насадкой и известковым молоком, раствор (СаОН)а, которое служит абсорбентомThe second section of the apparatus enters the contact chamber 12, where it is irrigated with hydrofluoric acid at a concentration of 3-5%, the separated splashes of which from the separator through the circulation loop are directed to the first section of the apparatus. As a result of the circulation of weak fluorosilicic acid, it is fixed to concentration. Next, the gas flow with a fluorine content of 20-60 mg / m, passing through the slots of the vertical limiting lattice 13 of the second section of the apparatus, is wrapped and through the windows 17 of the separator 16 of the absorbent enters the contact chamber 21 of the third section of the apparatus. In this chamber, the gas stream interacts with an inert nozzle and milk of lime, a solution (CaOH), which serves as an absorbent

в третьей секции аппарата, после чего количество фтора в газе снижаетс до 10 мг/м, что соответствует санитарной норме. После окончательного отделени брызг известкового молока в сепарационной камере 22 очищенный газовый поток через штуцер 23 выбрасываетс в дымоход, а отсепарированный абсорбент через циркул ционный контур возвращаетс в контактную камеру третьей секции. Частично провалившийс абсорбент стекает по стенкам разделител 16 и через наклонный патрубок 18 поступает в трубу 19, выведенную через штуцер 20 из сепарационной камеры 15, и направл етс через циркул ционный контур в контактную камеру 21.in the third section of the apparatus, after which the amount of fluorine in the gas is reduced to 10 mg / m, which corresponds to the sanitary standard. After the final separation of the splashes of milk of lime in the separation chamber 22, the purified gas flow through the nozzle 23 is discharged into the chimney, and the separated absorbent is returned through the circulation loop to the contact chamber of the third section. The partially absorbed absorbent flows along the walls of the separator 16 and through the inclined nozzle 18 enters the pipe 19 discharged through the nozzle 20 from the separation chamber 15 and is directed through the circulation loop into the contact chamber 21.

В предлагаемом аппарате газовый поток обрабатываетс двум различными абсорбентами , которые не смешиваютс один с другим. Применение аппарата позвол ет очищать запыленный газовый поток до санитарных норм и одновременно получать продукционную кремнефтористоводородную кислоту .In the apparatus according to the invention, the gas stream is treated with two different absorbents which do not mix with one another. The use of the apparatus allows the purification of the dusty gas stream to sanitary standards and at the same time to obtain production fluorosilicic acid.

Лр.а -- 07- ОвЛк.к.Lr.a - 07- OvLk.k.

Фиг. 2FIG. 2

Claims

A CONTACT DEVICE with a suspended layer of an inert nozzle for conducting heat and mass transfer processes in a gas (steam) system is a liquid containing a gas chamber with sections vertically mounted on it, each of which consists of a contact and expanding separation chamber, characterized in that , for the purpose of guaranteed sanitary discharge for the fluorine content in the gas and production of hydrofluoric acid, the separation chamber of the second section of the apparatus is equipped with an absorbent separator made in the form of ¹ cyl Indra, the diameter of which is 0.7-0.8 of the diameter of the contact chamber, and a conical bottom ending with an outlet pipe, and in the cylindrical part of the separator there are windows for passing g of the gas stream, the area of which is 80-90% of the area of the cylindrical part delimiter.

SU ,,,, 1165440