SU12159A1 - Способ и устройство дл выделени смолы и аммиака из газов сухой перегонки - Google Patents

Description

Существующие способы добывани  смолы и аммиака из дестилл ционных газов состо т-в том, что газы непосредственным воздействием непрерывно и противоточно циркулирующего, количества воды сначала охлаждаютс  дл  удалени  смолы, г|, затем таким же образом вновь нагреваютс  гор чей водой, полученной при первоначальном охлаждении газов, после чего происходит отделение обычным способом аммиака кислотой в форме твердой соли.

Практическое выполнение этого способа представл ет в некоторых отношени х затруднени , в особенности во ,втором и важнейшем рабочем периоде процесса, т.-е. новом нагревании охлажденных газов посредством пр мого воздействи  нагревшейс  при предшествовавшем охлаждени 5 газов воды. При этом бывает, что, несмотр  на достаточные размеры аппаратов и правильное соответствие количества

воздействующей воды количеству обрабатываемых газов, лишь в недостаточной мере удаетс  надлежаще высоко вновь нагреть газ и одновременно соответственно охладить воду. Вода, как проста  жидкость , на каждом температурном уровне мен ет свое теплосодержание пропорционально изменению температуры. Напротив, газ, подвергнутый под непосредственным воздействием воды тепловому изменению , например нагреванию, мен ет одновременно с этим свой состав, принима  в себ  различное, в зависимости от его температуры и его способности к насыщению, количество воды в виде пара. Теплота этого прин того пара составл ет значительную, долю всего его теплосодержани , благодар  чему и получаетс , что теплосодержание какого-нибудь газа при такой обработке измен етс , в зависимости от его температуры, по очень сложному закону, но во вс ком

случае не пропорционально температуре , как у простых жидкостей. На низких температурных уровн х определенному приросту температуры газа соответствует малое поглощение вод ного пара, а вследствие этого и сравнительно малое приращение его теплосодержани ; напротив, на более высоких температурных уровн х, особенно вблизи точки кипени  жидкости, способность газа к поглощению воды значительно повыщаетс , так что здесь определенное приращение температуры обусловливает собой весьма большое изменение общего теплосодержани  газа.

По предлагаемому способу, дл  более тесного сближени  температур газа с одной стороны и воды-г с другой, газы во врем  всего хода охлаждени , равно как и нового нагревани , обрабатываютс  противоточной водой количество которой дл  различных температурных уровней газов различно велико и градуировано в виде нескольких последовательных ступеней по отдельным участкам, так что наибольщие количества воды примен ютс  на наиболее высоких, а наименьшие количества воды - на наиболее низких температурных уровн х газов.

На чертеже фиг. 1 изображает схему выполнени  установки предлагаемого способа и фиг. 2 - другую форму выполнени .

Поступающие по трубопроводу 1 пр мо из печей сырые газы, гонимые расположенным внутри установки газоотсасывающим аппаратом 10, поступают в середину вертикального аппарата, верхн   половина 2 которого сконструирована как противоточный промывной аппарат, а нижн   половина 3 - как собирательный и разделительный резервуар дл  стекающих жидкостей . Температура поступающих снизу в аппарат дл  охлаждени  2 сырых газов лежит выше их естественной точки росы и может составл ть , примерно, 90° С. Внутри аппарата дл  охлаждени  2, который , например, снабжен р дом по|Ддонов дл  стекани  4, гор чие газы охлаждаютс  до температуры, лишь немного высшей, чем температура поступающей воды, и в данном примере составл ющей 35° С. Охлаждающа  вода, под пр мым воздействием которой производитс  его охлаждение, противоточно движетс  навстречу гор чим газам, будучи подаваема насосом 21 по трубе 29 из низко расположенного резервуара 20 и поступа  по трубе 24 с температурой, примерно; около 30° С на вершину противоточного промывного аппарата 2 (на чертеже дл  большей нагл дности показаны в различных местах основные температуры газа и воды). Использованна  дл  пр мого охлаждени  вода нагреваетс  при этом до температуры, лежащей близко к точке росы сырых газов и составл ющей около 80° С; в таком состо нии вода по трубе 5, вместе с выделенными сырыми газами конденсатами , состо щими из подсмольной и аммиачной воды, стекает в разделительный резервуар 3. Из последнего деготь yJ aл eтcч iio трубе б, а гор ча  вода по трубе 7 направл етс  дл  ее дальнейшего использовани , как это ниже будет объ снено. Уход щий из пр модействующего газоохладител  2 примерно при 35° С, газ направл етс  прежде всего по трубе 12 в обыкновенный трубчатый холодильник („промежуточный холодильник) 8, где он окончательно охлаждаетс  приблизительно до температуры наружного воздуха (до 20° С). Малые, выдел ющиес  еще при этом, количества конденсата отвод тс  по трубе 9 в резервуар 20. Охлажденный газ покидает холодильник 8 по трубе 13 и, посредством газоотсасывающего аппарата 10,- подаетс  с несколько повышенной от компрессии температурой, примерно в 25° С, в основание второго вертикального апцарата дл  нагревани , который сконструирован вполне аналогично аппарату дл  охлаждени  2, в виде противоточного промывного

аппарата, и снабжаетс  сверху по трубе 7 отход щей из аппарата 2 гор чей водой. Благодар  пр мому воздействию противоточной гор чей воды газ нагреваетс  и одновременно принимает в себ , в виде лара, количество воды, соответствующее его способности насыщени  при повышенной температуре. Конечна  температура нагретого газа, уход щего по трубе 16, лежит несколько ниже, чем прин та  равной 80° С вступительна  температура гор чей воды около 70 С. Употребленна  дл  нагревани  газа вода охлаждаетс  при этом процессе почти до вступительной температуры газа и стекает со дна нагревательного аппарата 11 по трубе 15, при температуре около 30° С, а резервуар 20, откуда ее тотчас заби .рает посредством трубы 29 насос 21, который снова направл ет ее по трубе 24 на верщину аппарата дл  охлаждени  2. Таким образом , наход ща с  Е1 процессе вода соверщает непрерывный полный кругооборот, проход  nonepefiCHHo через аппарат дл  охлаждени  2 и аппарат дл  нагревани  11. Часть посто нно циркулирующей воды, а именно такое количество, какое соответствует увеличению воды вследствие присоединени  конденсатов газов, от времени до времени , после того как вода обогатилась аммиачными соединени ми, отводитс  по трубе 18 и направл етс  в дестилл ционный аппарат 31, где эта вода обычным способом обрабатываетс  посредством пара и извести, с целью извлечени  содержащегос  в ней аммиака. Освободивщиес  аммиачные пары, посредством трубы 32, присоедин ютс  к потоку вновь нагретых, уход щих по трубе 16, газов и направл ютс  в загруженный кислотой насытительный аппарат 17, с целью выделени  аммиака в форме твердой соли. Упом нута , переработка отход щей по трубе 18 аммиачной воды могла бы быть осуществлена также любым другим спрсобомГ кроме дестилл ции, например путем непосредственного введени  в кислотную ванну насытител  17. Освобожденный от аммиака газ покидает насытительный аппарат 17 по трубе 33, тогда как образовавша с  аммиачна  соль обычным образом извлекаетс  эжектором 19. В изложенном выше объеме изобретенный способ совпадает с описани ми существующих в насто щее врем  способов. В рассматриваемом случае, с целью развити  и улучшени  этих способов, навстречу газам направл етс  не целостный вод ной поток, посто нный по своему количеству, а путем создани  нескольких последовательных участков или зон различные, соответственно градуированные, количества воды. На чертеже (фиг. 1) дл  примера у каждого из аппаратов 2 и 11 предусмотрены по три таких участка; они отмечены скобками с обозначени ми: I, И, Ш иЧ, 1Г, ИГ, при чем пары участков 1-Г, И-U и 111-ИГ соответствуют друг другу по отдельным температурным уровн м газов, начина  с наинизшего. Количества воды, приводи ь1е в соприкосновение с текущими им навстречу газами на отдельных участках, градуируютс  так, чтобы вступали в употребление соответственно большие количества воды дл  более высоких температурных уровней газов, и меньшие количества воды-дл  более низких температурных уровней газов. При этом обращающиес  на соответственных парах участков 1-Г, П-1Г, 111 - ПГ количества воды употребл ютс  в посто нном чередовании то дл  охлаждени  газов в аппарате 2, то снова дл  нагревани  газов в аппарате 11 и обратно, однородным образом, как это было при уже известном способе, т.-е. в способе без градуировани  вод ных токов с перемежающейс  работой между аппаратом 2 и аппаратом 11. Описанный способ работы может быть осуществлен различными способами . Например, отдельные уча стки I, П, III и Г, , ПГ можно сконструировать как пространственно

раздельные аппараты или части таковых, при чем ток газов проходил бы последовательно через каждый из них (11-П-1 и Г-II-ИГ), но в отношении обращающихс  вод ных масс они работали бы раздельными парами (I - 1, И - 1Г, III-III), т.-е. так, чтобы вода вообще не переходила из какого-нибудь участка в следующий, например из I во II и дальше из И в III. Однако, проще . и целесообразнее как по устройству, так и по работе конструкци  положенна  в основу изображенного на чертеже (фиг. 1) примера. Здесь к верщине пр модействующего аппарата 2, т.-е. у выхода газов, подводитс  по трубе 24 количество воды, соразмеренное с господствующим на участке I самым низщим температурным уровнем газов , и эта вода протекает сквозь весь холодильник до стока у места входа газов. В конце участка I вводитс  затем по трубе 25 добавочное количество воды, рассчитанное так, чтобы его вместе с уже прибывшим количеством воды из участка I хватило дл  следующего участка II и подобным же образом в конце участка II по трубе 26 вводитс  еще некоторое количество воды, рассчитанное дл  следующего, последнего, участка III. Все эти частичные вод ные массы текут вместе в собирательный резервуар 3 и их обща  масса в гор чем состо нии поднимаетс  по трубе 7 на вершину аппарата 11, где эта вода служит прежде всего дл  работы на участке ИГ соответственно господствующему там наивысшему температурному уровню газов. В конце участка ИГ от общего вод ного потока отнимаетс  некотора  часть по трубе 28 и направл етс  в насос 23, который эту воду по трубе 26 подает в аппарат 2, как добавочное количество дл  соответствующего участка III. Аналогичным образом из аппарата П по трубе 27 отводитс  у конца участка И еще некотора  часть воды к насосу 22 и, при его посредстве, по трубе 25 в аппарат 2, как добавочное количество воды дл  соответствующего участка И, Наконец протекающий в аппарат 11 через последний участок Г остаток воды по трубе 15 стекает в резервуар 20 и отсюда подаетс  через трубу 29, насос 21 и трубу 24 на вершину пр модействующего аппарата 2, чтобы работать здесь на участке, как наименьшее , начальное, количество водь1. Итак, по описанному только - что способу, газы обрабатываютс  с применением одного целостного противоточного газопромывного anrtaрата , подверга сь охлаждению и новому нагреванию посредством измен ющихс  ступенеобразно количеств воды, без того, чтобы дл  отдельных, соответствующих ступен м , участков требовались особые аппараты с собственными собирательными резервуарами дл  воды. Дл  обеспечени  того, чтобы циркулирующий по отдельным участкам различно большие количества воды все врем  сохран ли определенную величину, рекомендуетс  избирать в качестве насосов 21, 22, 23 с подачей неизменного объема, т.-е., например, поршневые или капсульные насосы.

Между обеими обработками газов в аппарате дл  охлаждени  2 и аппарате дл  нагревани  11 предусмотрено особое „промежуточное охлаждение газов в трубчатом холодильнике 8. Оно имеет своей целью с одной стороны полное охлаждение газов до исходной температуры дл  возможности отделени  дегт , а с другой - создание температурной разности газов между первым пр мым охлаждением и последующим пр мым новым нагреванием , дабы на обеихэтих рабочих ступен х в непосредственном чередовании могло циркулировать одно и то же количество воды.

Промежуточное охлаждение воды может быть ограничено самым меньшим по величине количеством воды, которое циркулирует на самых низких температурных уровн х газов, тогда как используемые на высших температурных участках значительно большие количества воды остаютс  в посто нном кругообороте без особой обработки. Этот способ работы возможен именно благодар  тому, что, по изобретению, упом нутое наименьшее количество воды, подлежащее охлаждению, по своей величине как раз так приспособлено к температурному уровню газов, на котором ему приходитс  работать, что его температурные изменени  при теплопередаче могут итти одним темпом с одновременными температурными изменени ми газов. При известном способе, работающем с целостным вод ным потоком в охладительный и нагревательный периоды газов, во врем  промежуточного охлаждени  воды весь, само собой разумеетс  значительно больший, вод ной поток должен испытать необходимое в этом случае падение температуры, другими словами, у этого вод ного потока при промежуточном охлаждении должно быть отн то значительно больше теплоты, чем это необходимо дл  соответствующего более низкого охлаждени  газов в конце их охладительного йериода; это означает не только излишне высокий холодильный эффект, но, кроме того, и бесцельную потерю тепла дл  всего процесса.

Видоизменение способа, изображенного на фиг. 2, заключаетс  в том, что вместо установки трех насосных аггрегатов с необходимыми дл  обеспечени  производства ре . зервами можно ограничитьс  одним насосом, перекачивающим- все обращающеес  в процессе количество воды.

Основна  мысль этого расположени  состоит в том, чтобы суммарное количество воды вводить

в процесс в одном месте и направл ть дальше, таким образом, чтобь подразделение на три различно сильных частичных потока и их соединение впоследствии осуществл лось посредством ее свободного стекани  к нижерасположен;ным местам.

Из фиг. 2 видно, что общее количество воды, стекающее из конденсатора 2 по трубе 5 в деггеотделитель 3, насосом 21 подаетс  посредством всасывающей трубы 29 и напорной трубы 24 на вершину аппарата 11, откуда оно, разделенное на частичные потоки, направл етс  по трубам 28, 27 и 7 посредством свободного стекани  в аппарат 2, в нижней части которого три частичные потока вновь соедин ютс . Дл  правильного действи  установки необходимо лишь поставить аппарат 11 настолько высоко, чтобы стекающа  с самого нижнего из его распределительных поддонов 4 вода поступала еще с естественным падением на самый верхний из распределительных поддонов аппарата 2. Таким образом, и оба других частичных потока, которые подлежат отводу из вышерасположенных мест аппарата 11 на распределительные поддоны аппараа 2, лежащие ниже самого верхнего из них, будут также располагать необходимым дл  такового отвода падением.

Таким образом, в конденсаторе 2 поступающие у входа 1 гор чие сырые газы встречаютс  со всем количеством циркулирующей в процессе воды, в то врем  как они при постепенном охлаждении во врем  подъема по конденсатору вход т в соприкосновение с уменьщающимис  ступенеобразно количествами воды. С другой стороны, в аппарате И, вследствие ввода общего количества теплой воды на его вершину, к подлежащим новому нагреванию газам подводитс  больша  часть теплоты незадолго до их выхода из аппарата 11, т.-е. в том месте, где они, благодар  ч своей повышенной температуре, обладают наибольшей способностью к поглощению пара, тогда как в нижних част х аппарата 11, соответственно меньшей при более низких температурах способности газов к прин тию теплоты, им встреЧ1аютс  меньшие количества воды.

Предмет патенту.

1.Способ выделени  смолы и аммиака из газов сухой перегонки путем последовательного охлаждени  и нагревани  газов посредством посто нного циркулирующего количества воды, отличающийс  тем, что газы при охлаждении и соответственно при нагревании обрабатывают количествами воды, ступенеобразно измен ющимис  в зависимости от температуры газов, примен   при иаивысших температурах наибольшие количества воды.

2.Форма выполнени  способа, означенного в п. 1, отличающа с  тем, что процессы охлаждени  и нагревани  разделены на одинаковое число ступеней со ступенеобразно измен ющимис  количествами воды и ступени охлаждени  и нагревани  с одними и теми же температурными границами св заны таким образом, что на них примен ют посто нное дл  данной пары ступеней количество воды.

3.Прием выполнени  способа, означенного в п, 2, с применением противоточных аппаратов дл  охлаждени  и нагревани , отличающийс  тем, что в аппарат дл  охлаждени , у места выхода газов, ввод т только часть циркулирующей воды, а в нескольких нижележащих пунктах ввод т добавочные количества воды, в аппарат же дл  нагревани  у места выхода газа, ввод т все количество циркулирующей воды и из; нескольких Нижележащих пунктов отвод т частично воду дл  направлени  в соответствующие пунктьв аппарата дл  охлаждени .

4.Прием выполнени  способа, означенного в п.п. 2-3, с применением промежуточного охлаждени  воды, циркулирующей между аппаратами дл  нагревани  и охлаждени , отличающийс  тем, что промежуточному охлаждению подвергают только часть воды, циркулирующей между ступен ми с наинизшими температурными границами..

5.Устройство дл  выполнени  способа , означенного в п. п. 1-4, состо щее из аппарата дл  охлаждени  и аппарата дл  нагревани , отличающеес  тем, что аппарат дл , нагревани  11 (фиг. 2) установлен выше аппарата дл  охлаждени  2„ в цел х перетекани  самотеком циркулирующих порций воды из аппарата дл  нагревани  в аппарат дл охлаждени .