Аппарат для окисления аммиака

Аппарат для окисления аммиака

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ 841671

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСИОИУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскин

Социалистические

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 04.05. 78 (21) 2611358/23-26 с присоединением заявки М— (23) П р нор итет

Опубликовано 30.06.81; Бючлетень М 24 (S1) M. К,а . я 01 J 8/04

3Ъоударотеенны11 комитет

СССР ао денни нзееретенн11 н отнрытнй (53) УДК 66. .023(088.8) Дата опубликования описания 30.06. 81 (54) АППАРАТ ДЛЯ ОКИСЛЕНИЯ АММИАКА

Изобретение относится к апцаратам для каталитического окисления аммиака со встроенными котлами-утилизаторами и может использоваться, например, в азотной промышленности.

Известный аппарат окисления амми.ака.содержит размещенный в корпусе за катализатором котел-утилизатор, выполненный в виде снабженных распределительными камерами отдельных кожухотрубных теплообменных элементов Я.

Основным недостатком аппарата является его недостаточная надежность

tS вследствие нарушения герметичности крепления труб в трубных досках или разрушения трубных досок из-за разности температур стенок кожуха и труб в трубном пучке.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является аппарат для окисления аммиака, содержащий корпус, размещенные внутри его катализатор и котел-утилизатор, ыполненный в виде отдельного кожухотрубного теплообменного элемента с трубами, закрепленными в труб-. ных досках. Образовавшиеся в результате реакции каталитического окисления аммиака нитрозные газы поступают и трубы теплообменного элемента, а негреваемая среда, например, вода, пар или выхлопные нитрозные газы после абсорбера агрегата азотной кислоты, подается в межтрубчое пространство Г21.

Основным недостатком аппарата является недостаточная его надежность, выражающаяся в разрушении трубных досок котла-утилизатора и нарушении герметичности крепления труб в трубных досках через каждые 8-12 мес. эксплуатации. Эти разрушения (трещины, разломы и т.п.) обусловлены тем, что кожух и трубы теплообменного элемента имеют значительную разницу температур. При нарушении гер1671

3 84 метичности крепления в трубных досках части труб трубного пучка необходимо заменять теплообменный элемент целиком, что приводит к увеличению эксплуатационных затрат. Существенным недостатком известного аппарата является также малая эффективность теплообмена, обусловленная тем, что тепло к нагреваемой среде от горячих нитрозных газов передается только через стенки, труб, а кожух теплообменного элемента не принимает никакого участия в процессе теплообмена.

Цель изобретения — повышение надежности работы аппарата и увеличения эффективности теплообмена,.

Данная цель достигается тем, что в аппарате для окисления аммиака, содержащем корпус, .размещенные внутри него катализатор и котел-утилизатор, выполненный в виде снабженных распределительными камерами отдельных кожухотрубных теплообменных элементов с трубами, закрепленными в трубных досках, распределительные камеры выполнены кольцевыми и расположены снаружи теплообменных элементов, при этом каждая из камер жестко соедине-. на с межтрубным пространством теплообменных элементов, а каждая трубная доска выполнена с отбортовкой g жестко соединена с кожухоМ теплообменного элемента.

Ф

На фиг. 1 изображен аппарат для окисления аммиака, вид сбоку в продольном разрезе; на фиг. 2 — разрезы

А-А и Б-Б на фиг. 1.

Предлагаемый аппарат содержит кор40 пус 1 со штуцером 2 ввода аммиачно- воздушной смеси. Внутри корпуса 1 раз-: мещены катализатор 3 и котел-утилизатор, выполненный в виде снабженных кольцевыми распределительными каме" .

45 рами 4 и 5 отдельных кожухотрубных теплообменных элементов 6 с трубами 7, закрепленными в трубных досках.8. Кольцевые камеры 4 и 5 расположены снаружи теплообменных элементов 6 и соединены с межтрубными пространствами теплообменных элементов трубчатыми коленами 9 и 10 соответственно. Камера 4 соединена со штуцером 11, а камера 5 со штуцером

12. Каждая трубная доска 8 выполнена с отбортовкой 13 и жестко соединена с кожухом 14 теплообменного элемента 6, 4

Алпарат работает следующим об разом.

Поток аммиачно-воздушной смеси поступает в корпус 1 аппарата через штуцер 2. Образовавшиеся при прохождении сквозь слой катализатора 3 нитрозные газы с одной стороны проходят в трубы 7 теплообменных элементов 6, а с другой стороны, поступают в зазоры между корпусом 1 и кольцевыми распределительными камерами 4 и 5, камерами 4 и 5 и элементами 6, а также в зазоры между отдельными элементами б. Далее нитрозные газы выходят из аппарата.

Нагреваемая среда, в качестве которой могут использоваться пар, вода или выхлопные нитрозные газы после абсорбера агрегата азотной кислоты, в зависимости от технологических соображений и производственной необходимости может подаваться в межтрубное пространство элементов

6 как через штуцер 11, камеру 4 и колена 9 и, следовательно, выводится иэ межтрубного пространства элемен тов 6 через колена 10 камеру 5 и штуцер 12, так и наоборот. Вследствие того, что как трубы 7 теплообменных элементов 6, так и кожухи

14 омываются с одной стороны горячими нитрозными газами, а с другой нагреваемой средой, градиент температур межцу трубами 7и кожухами 14 практически отсутствует температурные ,напряжения в данных деталях элементов 6 невелики. Благодаря этому надежность аппарата существенно повышается. Тепло от горячих нитрозных газов передается нагреваемой среде через стенки труб 7, кожухов 14, трубчатых колен 9, 10 и камер 4, 5, что повышает эффективность теплообмена за счет увеличения теплопе редающей поверхности.

Испытания известного и предлагаемого аппаратов, работающих под давлением 7,3 ата, показали, что известный аппарат проработал до разрушения трубных досок теплообменника котлаутилизатора 9 мес., а предлагаемый аппарат после 18 мес. эксплуатации не имел следов каких-либо разрушений в деталях теплообменника. 3а счет увеличения теплопередающей поверхности температура нагреваемой среды— ,выхлопных нитрозных газов на выходе из известного аппарата составила за

841671 6 расположены снаружи теплообменных элементов, при этом каждая из камер соединена с межтрубным пространством теплообменных элементов, а каждая трубная доска выполнена с отбортовкой и жестко соединена с кожухом теплообменного элемента.

Аппарат для окисления .аммиака, содержащий корпус, размещенные внутри него катализатор и котел-утилизатор, выполненный в виде снабженных распре- 10 делительными камерами отдельных ко— жухотрубных теплообменных элементов с трубами, закрепленными в .трубных досках, отличающийся тем, что, с целью повышения падеж- 15 ности аппарата и увеличения эффективности теплообмена, распределительные камеры выполнены кольцевыми и

5 .период испытаний 390-420 С, а из пред лагаемого — 440-470 С.

Формула изобретения

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Григорьев В.А., Колач Т.А. и др. Краткий справочник по теппообменным аппаратам, M.,-Ë., Госэнергоиэдат, 1962, с. 40, рис. 2-2.

2 Катализаторы в азотной промышленности. Под ред. В.И. Атрощенко, Харьков. "Вища школа", 1977 с. 70-72, рис. 58,59 °

841671

Составитель Н. Кацовская

Редактор П. Макаревич Техред А. Ач Корректор

Заказ 4929/3 Тираж 567 Подписное

В11ИИПИ 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