SU982777A1

SU982777A1 - Конвертор аммиака

Info

Publication number: SU982777A1
Application number: SU813310654A
Authority: SU
Inventors: Лев Залманович Астановский; Аскольд Фридрихович Гохгут; Александр Яковлевич Сявриков; Владимир Семенович Мягких; Владимир Яковлевич Круглянский
Original assignee: Научно-Производственное Объединение "Техэнергохимпром"; Всесоюзный Научно-Исследовательский Институт По Комплектным Технологическим Линиям
Priority date: 1981-06-30
Filing date: 1981-06-30
Publication date: 1982-12-23

Description

Изобретение относится к химической технологии и может быть использовано в производстве слабой азотной кислоты.

Известны конверторы аммиака, со- . держащие вертикальный цилиндрический корпус, в верхней части которого размещена платйноидная:. катализаторная сетка [Г].

Недостатками данных конверторов является пониженный выход целевого продукта из-за слабой закалки газов, трудность транспортирования высокотемпературных газов (t = 900°С) и низкая экономичность, так. как тепло конвертированного газа в технологии не используется.

Известен также конвертор аммиака, содержащий вертикальный цилиндрический корпус, внутри которого размеще- ¹на платиноидная катализаторная сетка, расположенный под сеткой трубчатый теплообменник с входной и выходной газовыми камерами, к трубным доскам которых подсоединены трубы теплообменника, и патрубки для подвода и отвода хвостовых нитрозных газов Г2 7.

Недостатками известного устройства являются низкая надежность и экономичность Вследствие перегрева и выхо2 да из строя верхней трубной доски даже при прямоточном движении теплоносителя, которое к тому же приводит ,к снижению температуры хвостовых газов на выходе из теплообменника и увеличению металлоемкости.

Целью изобретения является, повышение надежности и экономичности.

Эта цель .достигается тем, что,> входная и выходная газовые камеры установлены вертикально и снабжены -соединяющим,. их верхние торцы между собой дополнительным пучком труб,при этом патрубки подвода и отвода хвостовых газов размещены, соответствен-? но, на входной и выходной камерах.

Кроме того, камеры выполнены с высотой, равной высоте теплообменника.

При этом камеры установлены со : · смещением по высоте, причем выходная газовая камера установлена выше входной .

Патрубок для подвода хвостовых газов подсоединен к верхней части входной камеры, а патрубок для отвода - к нижней части выходной камеры.

На фиг. 1 изображен конвертор аммиака, продольный разрез;на фиг.2 разрез А-А на фиг.1; на фиг. 3 конвертор (вариант II), продольный разрез.

Конвертор аммиака содержит вертикальный цилиндрический корпус 1 с патрубками 2 и 3 для подвода аммиачно-воздушной смеси и отвода конверта-5 рованного газа и фланцевым разъемом 4. Внутри корпуса 1 размещена на опорных элементах 5 платиноидная ката-. лизаторная сетка б, под которой расположен трубчатый теплообменник 7с 10 входной и выходной газовыми камерами 8 и 9, к трубным доскам 10 и 11 которых подсоединены трубы 12 теплооб¹· менника 7. Входная и выходная газовые камеры 8 и 9 снабжены, соответст-)5 венно, патрубками 13 и 14 подвода и отвода хвостовых газов. Верхние торцы газовых камер 8 и 9 соединены между собой дополнительным пучком труб 15, на горизонтальном участке ₂n 16 которого установлены опорные элементы 5.

Газовые камеры 8 и 9 могут быть выполнены высотой, равной высоте теплообменника 7 (фиг. 1), или высотой, близкой расстоянию между крайними трубами: 12, причем при этом выходная газовая .камера 9 установлена выше камеры 8 (фиг^ 3).

Патрубок 13 для подвода хвостовых газов может быть подсоединен к верх- ’θ ней части входной камеры 8, а патрубок 14 для отвода - к нижней ’части выходной”камеры 9. Стенки корпуса 1 изнутри закрыты огнеупорным материалом 17. у 35

Конвертор аммиака работает следующим образом.

Аммиачно-воздушная смесь под давлением 7-8 кгс/см² через патрубок 3 поступает в корпус 1 и проходит че•рез платиноидную катализаторную сетку б, где при 850-950°С происходит конверсия аммиака по следующим реакциям: ' 44

4NH.₃+ . 5Ο?*4ΝΟ + 6Н₂0 + 216,7 ккал, ^J4ΝΗ^+ 40^2N^O + 6Н₂0 + 263,9 ккал.

. конвертированный газ с температурой 850-950°С последовательно проходит дополнительный пучок труб 15 и 50 трубы 12 теплообменника 7, где происходит фиксация окислов азота за счет резкого охлаждения газа. Охлажденный до 450-500°С газ через патру- : бок 3 отводится на дальнейшую техно- 55 логию.

Хвостовые нитрозные газы из абсорбционной колонны с давлением 65 75 кгс/см² и при 130-150°С через гщтрубок 13 вводятся во входную камеру 8_ΛБольшая часть хвостовых; газов проходит по камере 8, затем по трубам 12 поступает в выходную камеру 9 и с температурой 500-600°С отводится через патрубок 14 на газовую турбину.

Другая - меньшая часть хвостовых газов из входной камеры 8 через верхний торец по трубному пучку 15 поступает в верхний торец выходной камеры 9, где смешивается с основным потоком газа.. При прохождении по дополнительному пучку труб 14 хвостовой газ на-’ гревается на 50-100°С.

Таким образом, торцы камер 8 и 9

и.верхние, наиболее нагретые участки труб 12, а также трубные доски 10 и ' 11 камер 8 и 9 защищены от радиационного излучения катализаторной сетки 6, что устраняет перегрев этих элементов и приводит к повышению надежности .

Кроме того, соединение верхних торцов камер 8 и 9 пучком труб 15 'устраняет застойные зоны в этих местах, обеспечивая постоянный проток холодных газов, что также устраняет перегрев металла в этих местах.

Повышению надежности способствует выполнение камер 8 и 9 высотой, равной или близкой высоте теплообменника 7, так как при этом со стороны камер 9 и 10 охлаждается тракт конвертированного газа.

Повышению надежности устройства способствует подсоединение патрубка 13 к верхней части входной камеры 8, а патрубка 14 - к нижней части камеры 9, так как весь хвостовой газ проходит по камерам 8 и 9, интенсивно охлаждая трубные доски 10 и 11.

Повышается надежность катализаторной сетки 6, так· как опорные элементы 5, на которых размещена катализ аторная сетка, опираются на холодные трубы пучка 15. Трубы пучка 15 не коробятся, сохраняется горизонтальность их прямого участка 16 и, следовательно, самой’катализаторной сетки 6. Срок службы катализаторной сетки увеличивается, что повышает экономичность.

Кроме того, предлагаемая конструкция конвертора позволяет организовать противоточное движение газов, что приводит к повышению температуры хвостовых газов на выходе из конвертора и снижению раствора высоколегированной стали вследствие увеличения температурного напора.

Claims

конвертор (вариант II), продольный разрез. Конвертор аммиака содержит вертикальный цилиндрический корпус 1 с патрубками 2 и 3 дл подвода аммиачио-воздушной смеси и отвода конверти рованного газа и фланцевым разъемом 4. Внутри корпуса 1 размещена на опо рных элементах 5 платиноидна ката-. лизаторна сетка б, под которой расположен трубчатый теплообменник 7с входной и выходной газовыми камерами 8 и 9, к трубным доскам 10 и 11 кото рых подсоединены трубы 12 теплооб менника 7. Входна и выходна газовые камеры 8 и 9 снабжены, соответст венно, патрубками 13 и 14 поДвода и отв.ода хвостовых газов. Верхние торцы газовых камер 8 и 9 соединены между собой дополнительным пучком труб 15, на горизонтальном участке 16 которого установлены опорные элементы 5. Газовые камеры 8 и 9 могут быть выполнены высотой, равной высоте теп лообменника 7 (фиг. 1), или высотрй, близкой рассто нию между крайними трубами: 12, причем при этом выходна газова .камера 9 установлена выше ка меры 8 (фиг 3), Патрубок 13 дл подвода хвостовых газов может быть подсоединен к верхней части входной камеры 8, а патрубок 14 дл отвода - к нижней части выходной камеры 9. Стенки корпуса 1 изнутри закрыты огнеупорным материалом 17.ч . Конвертор аммиака работает следующим образом. Аммиачно-воздушна смесь под давлением 7-8 кгс/см через патрубок -3 поступает в корпус 1 и проходит платиноидную катализаторную сетку б, где при 850-950°С происходит конверси аммиака по следующим реакци м: 4№1з+ . 50|ii4NO + CHjO + 216,7 ккал 40f2N O + eHjO ,9 ккал . Конвертированный газ с температурой 850-950 с последовательно проходит дополнительный пучок труб 15 и трубы 12 теплообменника 7, где происходит фиксаци окислов азота за счет резкого охлаждени газа. Охлажденный до 450-500°С газ через патрубок 3 отводитс на дальнейшую технологию . Хвостовые нитрозные газы из абсор ционной колонны с давлением 65 75 кгс/см и при 130-150°С через рубок 13 ввод тс во входную камеру 8 Больша часть хвостовых; газов проходит по камере 8, затем по трубам 12 поступает в выходную камеру 9 и с температурой 500-600°С отводитс через патрубок 14 на газовую турбину. Друга - меньша часть хвостовых газов из входной камеры 8 через верхний торец по трубному пучку 15 поступает в верхний торец выходной камеры 9, где смешиваетс с основным потоком газа.. При прохождении по дополнительному пучку труб 14 хвостовой газ нагреваетс на 50-100°С. Таким образом, торцы камер 8 и S и.верхние, наиболее нагретые участки труб 12, а также трубные доски 10 и 11 камер 8 и 9 защищены от радиационного излучени катализаторной сетки б, что устран ет перегрев этих элементов и приводит к повы1дению надежности . Кроме того, .соединение верхних торцов камер 8 и 9 пучком труб 15 устран ет застойные зоны в этих , обеспечива посто нный .проток холодных газов, что также устран ет перегрев металла в этих местах. Повьошению надежности способствует выполнение камер 8 и 9 высотой, равной или близкой высоте теплообменника 7, так как при этом со стороны камер 9 и 10 охлаждаетс тракт конвертированного газа. Повышению надежности устройства способствует подсоединение патрубка 13 к верхней части входной камеры 8, а патрубка 14 - к нижней части камеры 9, так как весь хвостовой газ проходит по камерам 8 и 9, интенсивно охлажда трубные доски 10 и 11, Повышаетс надежность катгшизаторной сетки 6, так как опорные элементы 5, на которых размещена катализ аторна сетка, опираютс на холодные трубы пучка 15. Трубы пучка 15 не короб тс , сохран етс горизонтальносфь их пр мого участка 16 и, следовательно, самойкатализаторной сетки 6. Срок службы катализаторной сетки увеличиваетс , что повышает экономичность. Кроме того, предлагаема конструкци конвертора позвол ет организовать противоточное движение газов, что приводит к повышению температуры хвостовых газов на выходе из конвертора и снижению раствора высоколегированной стали вследствие увеличени температурного напора. Формула изобретени 1. Конвертор аглмиака,- содержащий вертикальный цилиндрический корпус, внутри которого размещена платииоидна катализаторна сетка, распрложенный под сеткой трубчатый теплообменник с входной и выходной газовыми камерами, к трубным доскам которых подсоединены трубы теплообменника, и патрубки дл подвода и отвода хвостовых нитрозных газов, о т л и ч а ющ и и с тем, что, с целью повышени надежности и SKOHONWHHOCTH,входна и выходна газовые камеры установлены вертикально и снабжены соедин ющим их верхние торцы между собой дополнительным пучком труб, при этом патрубки подвода и отвода хвостовых газов размещены, соответственно, на входной и выходной камерах.
2,Конвертор по п.1, отличающийс тем, НТО камеры выполнены с высотой, равной высоте теплообгданника,
3.Конвертор по ПП.1 и 2, о т « личающийс тем, что камеры

установлены со смещением по высоте,

Вход dfiffaQvf ff

((/(ff epf77i//yff a - ffoeo еоза

причем выходна газова камера установлена выие входной.
4. Конвертор ло пп. 1-3, отличающий с тем, что патрубок дл подвода хвостовых газов подсоединен к верхней части входной камеры, а патрубок дл отвода - к нижней части выходной камеры.

Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе

1.Справочник Азотчика. М., Хими , 1969, 1, т.2, с.64.

2.Проектиный чертеж Сумского машиностроительного завода им.М.Ф.Фрун .зе, 11390-78-0100СБ. 1976.

Л

иг. /

14if

11

12

бмд OffffuavwffodofloSffoi/ смеси|

быход itoHffp/m/pofotfffotff

t5

15,

J. &jto9 xfocffwfufx

газоб

-rf