Аппарат для очистки азотной кислоты

Аппарат для очистки азотной кислоты

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

1. АППАРАТ ДЛЯ ОЧИСТКИ АЗОТНОЙ КИСЛОТЫ, содержащий дегазатор , испаритель кислоты, расположенную над ним насадку, конденсатор, смесительную трубу, патрубки ввода сьфья и вывода продукта, отличающийся тем, что, с целью снижения энергозатрат путем использования тепла фазовых переходов и упрощения схемы, он снабжен кольцевым испарителем воды и насадкой, размещенной над ним, горизонтальной перегородкой, установленной под испарителем кислоты с кольцевым зазором , а конденсатор размещен внутри испарителя воды, при этом конденсатор и испаритель кислоты выполнены коническими , а смесительная труба проходит через насадки. 2.Аппарат по п. 1, отличающийся тем, что патрубки ввода сырья 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 я тем, что смесительная С труба снабжена рубашкой.

СОЮЗ GOBETC ×ÈÕ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

184 А (19) (11) OllHCAHNE ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМ У СВИДЕТЕЛЬСТБУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3595483/23-26 (22) 24.05.83 (46) 23.08.84. Бюл. № 31 (72) Л.В. Сараджев, Е.В. Седова, Д.А. Алексеенко и В.И. Вячеславов (53) 661.56(088.8) (56) 1. Патент США № 4089749, кл. 202-176, 1978.

2. Патент ФРГ № 1245341, кл. 12 (21/46, 1968. (54) (57) 1. АППАРАТ ДЛЯ ОЧИСТКИ

АЗОТНОЙ КИСЛОТЫ, содержащий дегазатор, испаритель кислоты, расположенную над ним насадку, конденсатор, смесительную трубу, патрубки ввода сырья и вывода продукта, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью снижения энергозатрат путем исполь3(51) В 01 D 53/18; С 01 В 21/46 зования тепла фазовых переходов и упрощения схемы, он снабжен кольцевым испарителем воды и насадкой, размещенной над ним, горизонтальной перегородкой, установленной под испарителем кислоты с кольцевым зазором, а конденсатор размещен внутри испарителя воды, при этом конденсатор и испаритель кислоты выполнены коническими, а смесительная труба проходит через насадки.

2. Аппарат по п. 1, о т л и— ч а ю шийся тем, что патрубки ввода сырья и вывода продукта выполнены в виде коаксиально размещенных один внутри другого цилиндров.

3. Аппарат по и. 1, о т л и ч аю шийся -тем, что смесительная труба снабжена рубашкой.

1109184

Цель изобретения — снижение энер25 гозатрат, путем использования тепла фазовых переходов и упрощения схемы.

Указанная цель достигается тем, что аппарат для очистки азотной кис-. лоты, содержащий дегазатор, испаритель кислоты, расположенную над ним насадку, конденсатор, смесительную трубу, патрубки ввода сырья и вывода продукта, снабжен кольцевым испарителем воды и насадкой, расположенной над ним, горизонтальной перего— родкой, установленной под испарителем кислоты с кольцевым зазором, а конденсатор размещен внутри испарителя воды, при этом конденсатор и испаритель кислоты выполнены коничес-40 кими, а смесительная труба проходит через насадки.

Кроме того, патрубки ввода сырья и вывода продукта выполнены в виде .коаксиально размещенных один внутри 45 другого цилиндров.

Причем смеситальная труба снабжена рубашкой.

Выполнение конденсатора и испарителя кислоты коническими увеличивает 50 поверхность теплообмена. Размещение конденсатора внутри кольцевого испарителя воды позволяет испарять воду за счет конденсации смеси паров воды и кислоты. 55

Размещение смесительной трубы в центре насадок позволяет отбирать пары кислоты после промывки на наИзобретение относится к аппаратам химической технологии и может быть применено для получения азотной кислоты особой чистоты.

Известен аппарат для получения 5 воды высокой чистоты, содержащий перегонную колбу, конденсатор, бутыль для приема и хранения чистой воды, соединительные приспособления, фильтрующее устройство (1).

Известен аппарат для очистки азотной кислоты, содержащий дегазатор, испаритель кислоты с насадкой, конденсатор, разбавитель кислоты, холодильную установку, патрубки ввода 15 сырья и вывода продукта (2 3.

Недостатком известной установки является то, что для проведения процесса очистки необходимо иметь подвод энергии извне в виде пара или 20 других источников, а для протекания процессов конденсации и охлаждения— холодильную установку. садке и смешивать их с парами воды, перепускаемыми через рубашку.

Выполнение патрубков ввода сырья и вывода продукта в виде коаксиально размещенных один внутри другого цилиндров позволяет использовать тепло продуктов для предварительного нагрева сырья.

Отделение насадочной промывной колонны воды горизонтальной перегородкой от испарителя кислоты позволяет испарять кислоту за счет тепла конденсации паров воды и конденсат подавать на орошение насадки.

На чертеже изображен Ч -аппарат для очистки азотной кислоты.

Аппарат включает патрубки 1 и 2 ввода исходной кислоты, центральную трубку 3, испаритель 4 кислоты, патрубок 5 вывода дренажной горячей кислоты, патрубок 6 вывода готового продукта, дренажную трубку 7, насадку 8 для промывки паров кислоты, смесительную трубу 9, регулировочный 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 испарителя воды, горизонтальную перегородку 17, рубашку 18 смесительной трубы, отверстия 19 ввода паров воды на смешение, теплообменник-рекуператор 20, центральный канал 21 теплообменника, нагреватель

22, газоотводную трубку 23 на центральной трубе 3, воздушники 24, регулятор 25 давления, маностат 26.

Теплообменник-рекуператор 20 расположен в нижней части аппарата и выполнен в виде коаксиально размещенных один внутри другого цилиндров, центральные из которых сужаются кверху.

Аппарат работает следующим образом.

Концентрированная азотная кислота по патрубкам 1 и 2 через центральную трубу 3 направляется в испаритель 4, по пути дегазируясь в процессе нагрева до температуры кипения за счет охлаждения кислоты, дренируемой из испарителя 4 через дренажную трубку 7 по патрубку 5, и сконденсированной разбавленной азотной кислоты особой чистоты, сливаемой по патрубку 6.

1109184

В испарителе 4 испаряется менее

50Х азотной кислоты, остальная дренируется через дренажную трубку 7 и патрубок 5 для обеспечения посто5 янства испаряемой кислоты по примесям и предотвращения их накопления в массе испаряемой кислоты.

Испарившаяся кислота промывается на насадке 8 и по трубе 9 смешения10 направляется в среднюю часть трубы, где смешивается с расчетным количеством водяного пара, перепускаемого через отверстия 19 регулировочным клапаном 10.

В зоне смешения паров азотной .кислоты с парами воды выделяется теплота разбавления, в результате чего в зависимости от давления системы повышается температура смеси, например при атмосферном давлении в пределе до 122 . Пары разбавленной до

68-70Х-ной концентрации азотной кислоты конденсируются на внутренней поверхности конденсатора 11 и частич- 25 но на наружной поверхности патрубка

2. Конденсат, охлаждаясь, передает тепло воде, подаваемой по патрубку

12 в испаритель 13, и кислоте, подаваемой .по патрубку 2 и центральной трубе 3 в испаритель 4, нагревая кислоту и воду до температуры кипения, и,охлажденный в виде,продукционной азотной кислоты особой чистоты сливается через патрубок 6 в

35 сборник для розлива в потребительскую тару.

Вода, необходимая для смешения и замыкания теплового баланса, направляется по патрубку 12, нагрева40 ется до температуры кипения за счет тепла конденсации паров разбавленной азотной кислоты особой чистоты, стекающей по патрубку 6, и тепла воды, дренируемой по патрубку 14 из испарителя воды 13, а также тепла конденсата водяного пара, сконденсированного на поверхности испарителя кислоты 4 и сливаемого в виде воды особой чистоты по патрубку 15. От подаваемой воды 49Х испаряется за счет тепла конденсации при 122 паров разбавленной азотной кислоты особой чистоты, остальное количество

l воды дренируется из испарителя 13 по патрубку 14, нагревая свежую подаваемую по патрубку 12 воду.

Испарившаяся вода промывается на насадке 16, конденсируется частично на наружной поверхности испарителя 4 кислоты, обеспечивая фазовый переход сырьевой азотной кислоты.

Сконденсированные пары в виде воды особой чистоты собираются на

/ перегородке 17, стекают в патрубок

15, передают тепло охлаждения сырьевой воде, поднимающейся по патрубку 12, и в виде продукционной воды особой чистоты сливаются в сборник.

Другая часть водяных паров, промытых на насадке 16, перепускается через регулирующий вентиль 10 в канал между рубашкой 18 и трубой 9 смещения, по которому перемещается вниз через отверстия 19 и трубу 9 смешения, где смешивается с парами кислоты. Для пуска агрегата сырьевая азотная кислота до наладки режима

I перепускается в испаритель 4 кислоты через патрубок 1. Во внутренней полости центрального канала теплообменника 21 установлен нагреватель 22.

Для вывода газов и несконденсированных паров, контроля процесса и создания перепада давления между парами и кислотой установлена на центральной трубе 3 газоотводная трубка 23, воздушники 24 и регулятор

25 давления с маностатом 26 между ними.

Вследствие исключения затрат энергии извне, которые в данном случае равны нулю, за счет экономии затрат энергоресурсов, т.е. пара, холода, воды, использование такого аппарата позволяет снизить стоимость азотной кислоты на 211 руб. 17 коп./т продукта.

Экономия 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 5 электроэнергии на 3;6 тыс. кВтч, холода на 5,46 тыс. кВтч.

1109184

2б

Составитель Г.Урусова

Техред И.Асталош

Корректор А. Обручар

Редактор О.Бугир

Заказ 5974/6 у

f7

18

19

Тираж 682 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4