Аппарат для окисления аммиака

Аппарат для окисления аммиака

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

(») 827l45

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 25.06.79 (21) 2784897/23-26 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 07.05.81. Бюллетень № 17 (45) Дата опубликования описания 07.05.81 (51) И. К .

В OIJ 8/04

Государственный комитет (53) УДК 66.023 (088.8) по делам изобретений и открытий (54) АППАРАТ ДЛЯ ОКИСЛЕНИЯ АММИАКА

Изобретение относится к аппаратам для каталитического окисления аммиака и может использоваться, например, в азотной промышленности.

Известен аппарат для окисления, содержащий корпус со штуцером для ввода аммиачно-воздушной смеси, в котором по ходу смеси закреплены плоские распределительные сита и размещенный под ними плоский каталитический элемент в виде слоя плати ноидных катализаторных сеток, слоя неплатинового окисного катализатора или комбинации обоих слоев (1).

Известны аппараты для окисления аммиака с плоским каталитическим элементом, содержащие в качестве распределителей потока систему соосных диффузоров (2) или коническое распределительное сито, образующая которого — отрезок прямой линии (3).

Недостатком всех этих аппаратов с плоским каталитическим элементом является невозможность повышения их производительности без соответствующего увеличения диаметра аппарата. Последний, как правило, не может превышать 4 м, поскольку по железным дорогам большинства стран нельзя перевозить аппараты большего размера.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому аппарату является аппарат для окисления аммиака (4), содержащий корпус со штуцером для ввода аммиачно-воздушной смеси, в котором по ходу смеси закреплены плоские распределительные сита и размещенные за ними соосно установленные коническое распределительное сито и конический каталитический элемент, обращенные вершинами к штуцеру ввода аммиачно-воздушной смеси.

Конический каталитический элемент имеет существенно большую поверхность, чем плоский каталитический элемент.

Недостатком аппарата-прототипа является отсутствие равномерного распределения потока аммиачно-воздушной смеси по поверхности конического каталитического

20 элемента. В таком аппарате направление вектора скорости параллельно оси аппарата и, следовательно, неперпендикулярно к образующей каталитического элемента.

Это вызывает «соскальзывание» основной

25 доли потока аммиачно-воздушной смеси к основанию конического каталитического элемента и обусловливает отсутствие равномерного распределения. Неравномерное распределение потока приводит к сниже30 нию степени конверсии аммиака.

827)45

Целью изобретения является разработка конструкции аппарата для окисления аммиака с коническим каталитическим элементом, в которой обеспечено равномерное распределение аммиачно-воздушной смеси по поверхности конического каталитического элемента, Цель достигается тем, что в аппарате для окисления аммиака, содержащем корпус со штуцером для ввода аммиачно-воздушной смеси, в котором по ходу смеси закреплены плоские распределительные сита и размещенные за ними соосно установленные коническое распределительное сито и конический каталитический элемент, обращенные вершинами к штуцеру ввода аммиачно-воздушной смеси, угол при вершине конического распределительного сита составляет 0,89 — 0,95 угла при вершине конического каталитического элемента и расстояние между коническим распределительным ситом и каталитическим элементом равно 0,25 — 0,33 диаметра корпуса аппарата.

На чертеже изображен аппарат для окисления аммиака, продольный разрез.

Аппарат содержит корпус 1 со штуцером

2 для ввода аммиачно-воздушной смеси. В корпусе по ходу смеси последовательно размещены плоские распределительные сита 3, коническое распределительное сито 4 и конический каталитический элемент 5, обращенные вершинами к штуцеру 2. Элемент 5 может быть выполнен в виде конических слоя платиноидных катализаторных сеток, слоя неплатинового окисного катализатора или комбинации оооих слоев. Угол а при вершине сита 4 в 0,89 — 0,95 раза меньше угла Р при вершине элемента 5 и расстояние между ситом 4 и элементом 5 составляет 0,25 — 0,33 диаметра корпуса аппарата.

Аппарат работает следующим образом.

Аммиачно-воздушная смесь поступает в корпус 1 через штуцер 2 и последовательно проходит сита 3, сито 4 и элемент 5.

При прохождении сквозь элемент 5 аммиак окисляется кислородом воздуха до окислов азота. Наличие сита 4 с углом а, который в 0,89 — 0,95 раза меньше угла Р при вершине элемента 5, установленного от этого элемента на расстоянии 0,25 — 0,33 диаметра корпуса аппарата, обеспечивает равномерное распределение потока аммиачновоздушной смеси по поверхности каталитического элемента и, следовательно, обусловливает при прочих оптимальных условиях максимальную степень конверсии аммиака.

5 ю

3О зз

Выполнение аппараТа для окисления аммиака с коническим каталитическим элементом согласно изобретению позволяет обеспечить равномерное распределение потока аммиачно-воздушной смеси по поверхности каталитического элемента. Относительное отключение скорости потока в каждой точке поверхности от среднерасходовой скорости в предлагаемом аппарате не превышает+ 6 /ц. Кроме того, в таком аппарате обеспечивается перпендикулярное направление вектора скорости к образующей конического каталитического элемента. Испытание предлагаемого аппарата в составе промышленного агрегата производства неконцентрированной азотной кислоты под давлением 7,3 ата показало, что этот аппарат по сравнению с аппаратом-прототипом обеспечил при прочих равных условиях повышение степени конверсии аммиака примерно на 0,8 абс. /р.

Формула изобретения

Аппарат для окисления аммиака, содержащий корпус со штуцером ввода аммиачно-воздушной, смеси, в котором по ходу смеси закреплены плоские распределительные сита и размещенные за ними соосно установленные коническое распределительное сито и конический каталитический элемент, обращенные вершинами к штуцеру ввода аммиачно-воздушной смеси, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью равномерного распределения аммиачно-воздушной смеси по поверхности каталитического элемента, угол при вершине конического распределительного сита составляет 0,89—

0,95 угла при вершине конического каталитического элемента и расстояние между коническим распределительным ситом и каталитическим элементом равно 0,25 — 0,33 диаметра корпуса аппарата.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент ЧССР № 144224, кл. В 0)J

9/04, 15.03.72.

2. Патент США № 3597166, кл. 23 — 288, 03.08.71.

3. Чернышев В. И. и др. Аппараты для каталитического окисления аммиака. Обзоры по отдельным производствам химической промышленности. М., НИИТЭХИМ, 1976, вып. 9 (99), с. 12, рис. 5.

4. Атрощенко В. И. Катализаторы в азотной промышленности. Харьков, «Вища школа», 1977, с. 71 — 72, рис. 60 (прототип).

827145

Составитель Н. Кацовская

Техред Л. Куклина Корректор Е. Осипова

Редактор 3. Бородина

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 1134/8 Изд, № 378 Тираж 58! Подписное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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