Реактор окисления аммиака

Реактор окисления аммиака

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советскии

Социепистическик

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗЬБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ iu841670 (6! ) Дополнительное к авт. санд-ву— (22) Заявлено 09, 03. 77 (2! ) 2458870/23-26 (5 l ) M. Кл. с присоединением заявки М—

В О! J 9/04

Гееударптееиимй комитет

СССР пв делам изебретеиий и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 30.06.81, Бюллетень Рй 24

Дата опубликования описания (53) УДК66. .023(088,8) Стрижевский, В.И. Черньппев, Н

Заказнов, В.М. Олевский, M.М.

Гвоздецкий, Л.И. Черномордик, Попов и В.А. Мазух

И.И.

В.Ф.

И.И.

Б.В. (72) Авторы изобретения (7!) Заявитель (54) РЕАКТОР ОКИСЛЕНИЯ АММИАКА ность взрыва смеси аммиака и кислородсодержащего газа в реакторе.

Наиболее близким известным техническим решением к данному изобретению является реактор окисления аммиака, содержащий корпус со штуцером

5 для входа реагентов, внутри которого расположен каталитический элемент с размещенной перед ним по хоцу ! а потока реагентов на расстоянии 1О мм огнепреграждающей насадкой Г2).

Недостатком указанного реактора является недостаточный пламягасящий эффект огнепреграждающей насадки, 1S обусловленный повышенной температурой насадки, вследствие ее нагрева теплоизлучением от каталитического элемента.

Цель изобретения — повышение огнепреграждающего эффекта.

Поставленная цель достигается тем, что насадка, решетка и слой сеток размещены друг от друга на расстоянии от 1/100 до 1/20 эквивалентного

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

Известен реактор окисления аммиака, снабженный установленными перед каталитическим элементом по ходу потока реагентов распределительной решеткой в виде перфорированной пластины толщиной 2 мм с отверстиями 2 мм, размещенными с шагом 6-7 мм, и отстоящей от нее детурбулизирующей металлической сеткой с диаметрам проволок 2 мм и размером отверстия в свету 6 мм причем расстояние межт ду распределительной решеткой и каталитическим элементом составляет

0,25-0,33 от дйаметра корпуса реактора, а расстояние между металлической сеткой и каталитическим элементом 0,1 этого же диаметра Pj.

Недостатком известного реактора окисления аммиака является воэмож.Д. Заичко, В.В. Харламов, Караваев, В.А. Арутюнян

;В.M. Лукьяненко

I

1 !

84 диаметра корпуса реактора, а слой сеток расположен от каталитического элемента на расстоянии от 1/100 до

1/15 того же диаметра.

На чертеже изображен предлагаемый реактор, продольный разрез.

Реактор состоит из корпуса 1 со штуцером 2 ввода реагентов. В корпусе по ходу потока реагентов последовательно расположены огнепреграждающая насадка 3, распределительная решетка 4 в виде перфорированной пластины, слой детурбулиэирующих сеток 5 и каталитический элемент 6.

Реактор работает следующим образом.

При нормальном технологическом режиме поток реагентов — смесь аммиака и кислородсодержащего газа-пос.тупает в реактор через штуцер 2 и последовательно проходит сверху вниз через огнепреграждающую насадку 3, распределительную решетку 4, слой детурбулизирующих сеток 5 и подходит к каталитическому элементу 6. Распределительная решетка 4 устраняет крупномасштабные неоднородности поля скоростей, а слой детурбулизирующих сеток уменьшает степень турбулентности потока. Поток реагентов с достаточно однородным полем скоростей далее проходит сквозь каталитический элемент 6, где происходит реакция образования окислов азота. В случае нарушения, технологического режима и образования взрывоопасной смеси аммиака и кислородсодержащего газа каталитический элемент, нагретый до 850900 С может поджечь эту смесь. При этом сначала сгорает газовая смесь ,в объеме между каталитическим элементом 6 и слоем детурбулизирующих сеток 5. Вследствие относительно небольшой скорости распространения пламени смеси аммиака и кислородсодержащего газа, а также некоторого

4 гасящего эффекта от слоя детурбулизирующих сеток, пламя проскакивает через них с определенной задержкой во времени, в результате чего давление, возникающее при сгорании в первом объеме, успевает перераспределиться во второй (между слоем детурбулизирующих сеток 5 и распределительной решеткой 4) и третий (между решеткой 4 и огнепреграждающей насадкой 31 объемы реактора. Сгорание смеси во втором и третьем объемах происходит последовательно примерно таким же образом, как и в первом объеме с задержкой при проскоке в соседние объемы и выравниванием „

Давления эа счет малого газодинамического сопротивления решетки 4 и сеток 5. В результате этого к огне20 преграждающей насадке 3 медленно (без разгона) подходит пламя при давлении, практически не отличающемся от первоначального, вследствие чего пламягасящая способность огнепре25 граждающей насадки существенно повышается.

Предлагаемое размещение насадки 3, решетки 4 и слоя сеток 5 друг от друга на расстоянии от 1/100 до 1/20 эквивалентного диаметра корпуса реактора, а слоя сеток 5 на расстоянии от

1/100 до 1/15 того же диаметра от слоя каталитического элемента 6 позволяет значительно повысить пламяга з1 сящий эффект насадки 3, выражающийся в значительном увеличении критического расстояния между насадкой 3 и каталитическим элементом 6 (cM. таблицу) при безопасной вероятности прос4о кока аммиачно-воздушного пламени.

В таблице представлены расстояния между различными элементами огнепреграждающего узла и каталитическим элементом реактора.

841670

Расстояния х-) 4- м)

9,5 22,5

1,7 3,2

202 500

32,5 66

ВНИИПИ Заказ 4929/3.

Тираж 567 Подписное

Критическое расстояние между огнепреграждающей насадкой

3 и катапитическим элементом

6 при отсутствии распределительной решетки 4 и слоя детурбулизирующих сеток 5-, мм

Критическое расстояние между огнепреграждающей насадкой 3 и каталитическим элементом 6 при наличии решетки 4 и слоя сеток 5 с выбранными по формуле изобретения расстояниями между решеткой и слоем сеток,.мм

Экспериментальные данные;

++

Экстраполированные данные.

Формула изобретения

Реактор окисления аммиака, содержащий корпус со штуцером для входа реагентов, внутри которого расположен каталитический элемент с размещенной перед ним по ходу потока 3о реагентов огнепреграждакнщей насадкой, распределительной решеткой и . слоем детурбулизирующих сеток, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения огнепреграждающего З эффекта, насадка, решетка и слой сеток размещены друг от друга соответственно на расстоянии от 1/100 до I/20 эквивалентного диаметра корпуса реактора, а слой сеток расположен от каталитического элемента на расстоянии от 1/100 до 1/15 того же диаметра.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США Р 3462243; кл. В 01 J 9/04, 19.08.69.

2. Патент Франции 11 1580574, кл. В О1 J 9/04, 09.08.67 °

Филиал ППП Патент г. Ужгород,ул.Проектная,4