Десорбер

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 4 В 01 Р 53/04 122 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ДЕТЕЛЬСТВ К АВТОРСКОМ М ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(71) Томский ордена Октябрьской Революции и ордена Трудового Красного Знамениполитехнический институт им. С. М. Кирова(54) (57) ДЕСОРБЕР, содержащий греющую камеру из чередующихся по оси электродов и изоляторов, диаметр которых меньше диаметра электродов, паровую камеру с ЯО 1175534 А брызгоотстойником, днище и патрубки подачи и удаления жидкости и газообразных продуктов, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности по десорбированному газу и получения газа в виде высококонцентри рова нного фтористого водорода, изоляторы греющей камеры снабжены сливными зонтами, выполненными в виде полых усеченных конусов и установленными большими основаниями над выступающей верхней частью изоляторов, расположенной на расстоянии 0,5 - 0,8 высоты электродов, днище десорбера снабжено смесителем жидкости с олеумом, а греющая камера имеет размещенный в верхнем изоляторе винтовой элемент из диэлектрика.Изобретение относится к химическому машиностроению и может быть использовано для десорбции фтористого водорода выпариванием из растворов серная кислота - фтористый водород - вода.5 Цель изобретения - повышение производительности десорбера по десорбированному газу и получение газа в виде высококонцентрированного фтористого водорода.На чертеже изображена конструкцияэлектродного пленочного десорбера.Десорбер содержит электродную трубчатую греющую камеру, паровую камеру икуб десорбера.Электродная греющая камера 1 состоитиз установленных по оси в чередующемсяпорядке трубчатых электродов 2 и изоляторов 3, диаметр которых меньше диаметраэлектродов, диэлектрического винтовогоэлемента 4 и сливных зонтов 5, выполненныхв виде полого усеченного конуса из диэлектрика. Для обеспечения электрического контакта между поверхностью электродов ираствором в приэлектродной зоне трубчатые изоляторы 3 снабжены переливными порогами, которые перекрывают 0,5 - 0,8 длины электродов в нижней их части,Куб 6 десорбера снабжен смесителем 7трубчатого типа с отверстиями на боковойповерхности трубы, по которому в кубпоступает олеум.Паровая камера 8 имеет брызгоотстой- зоник 9.Кроме того, десорбер снабжен патрубком 10 подачи исходного раствора, патрубком 11 отвода газообразных продуктов ипатрубком 12 отвода кубовой кислоты,35работает следующим обраДесорберзом.Исходный раствор серная кислота втористый водород - вода непрерывно поступает через патрубок 10, Через переливной порог, образованный верхним трубчатым изолятором 3, раствор стекает пленкой от верхнего заземленного трубчатого электрода 2 по внутренней поверхности трубчатого межэлектродного изолятора и по наружной поверхности сливного зонта 5 в приэлектрод ную зону центрального фазового трубчатого электрода 2. Подобным образом через нижний трубчатый электрод 2 раствор стекает в куб 6 десорбера. По мере стекания пленки раствора происходит постепенное нагревание раствора за счет выделения тепла при пропускании переменного электрического тока промышленной частоты, подводимого с помощью трубчатых электродов 2 через стекающую пленку раствора. С поверхности греющей пленки раствора происходит час-. 55 тичное выделение в газовую фазу фтористого водорода и воды. Кроме того, электрический ток повышает летучесть фтористого водорода и способствует повышению его выхода и концентрации в газовой фазе. Полное извлечение фтористого водорода в газовую фазу происходит в кубе 6 десорбера за счет дополнительного количества тепла, выделяющегося в результате смешения стекающего раствора и олеума, поступающего в куб 6 десорбера через смеситель 7, Серный ангидрид олеума связывает свободную воду, не испарившуюся с поверхности стекающей пленки, и тем самым способствует повышению степени чистоты газовой фазы и снижению энергетических затрат на проведение процесса десорбции за счет использования теплоты смешения олеума и десорбируемого раствора. Поднимающиеся пары, проходя через винтовой элемент, частично очищаются за счет абсорбции воды (как более высококипящего компонента газовой фазы), стекающей пленкой в верхней части греющей камеры, где ее температура ниже, чем температура пленки в нижней части греющей камеры. Газ в виде высококонцентрированного фтористого водорода, проходя брызгоотстойник 9, удаляется через патрубок 11. Отработанный кубовый раствор серной кислоты концентрацией 95 - 98/ отводится через патрубок 12.Работа десорбера в пленочном режиме при плотности тока на электродах 0,1 - 0,3 А/см и в растворе 3 - 4 А/см позволяет повысить производительность по десорбируемому газу в 1,2 - 1,4 раза. Сливные диэлектрические зонты обеспечивают надежный электрический контакт стекающей пленки с раствором в приэлектродной зоне, а выполнение выступающей части изоляторов, расположенных на расстоянии 0,5 - 0,8 высоты электрода, обеспечивает электрический контакт раствора в приэлектродной зоне с рабочей поверхностью электродов. Перекрывание менее 0,5 высоты электродов привело бы к чрезмерному уменьшению рабочей поверхности электродов, а значит и к увеличению плотности тока на них. Поэтому параметр 0,5 - 0,8 длины нижней части электродов выбран как оптимальный и существенный отличительный признак. Для подтверждения данного положения проведено моделирование пленочной электродной греющей камеры с тремя электродами при различной высоте перел ивного порога и диаметре изолятора в два раза меньшем диаметра электрода, высоте электрода, равной 0,5 диаметра электрода, и толщине пленки, равной 0,07 высоты электрода, при плотности тока в пленке раствора 3 А/см. Средний электрод выполнен разрезным по высоте электрода, При исследовании определялась отдельно высота контакта электрода со стекающей сверху пленкой раствора и высоты контакта электрода со стекающей вниз пленкой раствора и соответствующей плот1175534 рога на работу электрода приведено в таблице. ности тока по поверхности электрода. Влияние относительной высоты переливного полотность тока (А/см) на поверхности онтакта электрода с пленкой, стекаю- щей Относительная высота контакта электродас пленкой, стекающей вниз верху сверху вниз 0,85 0,14 0,67 0,7 0,15 0,8 О, 18 0,30 0,33 0,55 0,7 0,22 0,28 0,45 0,35 0,6 О, 35 0,28 0,28 0,35 0,5 0,30 0,30 0,33 0,33 0,4 0,35 0,30 О, 15 П р и м е ч а н и е. Неустойчивый режим, недостаточен зазор для прохождения пленки между зонтом и изолятором. Составитель 3. Александрова Редактор А. Ревин Техред И. Верес Корректор И.Муска Заказ 5254/9 Тираж 659 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР ло делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж - 35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4Относительнаявысота переливного порога Как следует из экспериментальных данных, устойчивый пленочный режим и рекомендуемая плотность тока на поверхности контакта раствора и электрода достигаются при относительной высоте переливного порога, равной 0,5 - 0,8. При величине менее 0,5 плотность тока возрастает до 0,67 А/см . При относительной высоте переливного порога, равной 0,4, плошадь электрода полезно используется только на 45%. При величине переливного порога более 0,85 мал зазор для создания пленки между зонтом и изолятором, а плотность тока на поверхности контакта электрода со стекающей сверху пленкой вь 1 ше допустимой (0,67 А/см) .