Реактор для окисления аммиака

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик п 11946641(22) Заявлено 28,04,80 (21) 2915802/23-26 51 М,Кп з с присоединением заявки М В 01 3 8/04 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий.Дата опубликования описания 300782 54) РЕАКТО ОКИСЛЕНИЯ АММИАК Изобретение относится к контактным каталитическим аппаратам химической технологии. Преимущественная область использования изобретения - агрегаты азотной кислоты..Известны конструкции реакторов катаЛитического окисления аммиака, содержащие различные газораспределительные устройства в виде направляющих лопаток, диффузоров, решеток, пакетов, сеток, слоев гранулированного материала и комбинаций перечисленных элементов, устанавливаемых перед слоем катализатора с целью получения однородного поля скоростей реакционной смеси в зоне контакта ГЦСоответственно по:мере приближе-. ния к равномерному распределению газа по сечению катализаторного слоя возрастает степень коНверсии аммиакаОднако установка газораспределительных устройств приводит к росту гидравлического сопротивления реакто ра, а значит, н снижению его произв 9 дительности,Следствием пониженного давления нитрозных газов на выходе иэ реактора является также падение эффективности процесса абсорбции в схеме агрегатов слабой азотной кислоты.Известна также конструкция реактора каталитического окисления аммиака, в корпусе которого соосно установлен конический распределительный диффузор, образующий с корпусом кольцевой канал с боковым штуцером.для подачи исходной газовой смеси на катализатор, расположенный под распределительным диффузором. Внутри диффузора размещена перфорированная решетка 2.Наряду с повышенным сопротивлением существенным недостатком работы этой конструкции реактора, является пространственная и временная неоднородность потока, снижающая степень конверсии аммиака и производительность реактора. Неравномерное распределение аммиачно-воздушной смеси по радиусу реактора обусловлено отрывом потока от стенок диффуэора. Как правило, отрыв потока в диффузоре носит случайный характер и происходит то от одной, то от другой части по боковой поверхности, Кроме того, отрыв и струйное движение газа после распределительной решетки, сопровождается образованием крупномасштабных9.46641 10 20 25 низкочастотных вихрейинтенсифицируют турбулентность течения. При этом период пульсации скорости потока достигает величин 10 чс, превышающих время контакта реакционной смеси с катализатором с = 10-4 с.Цель изобретения - повышение производительности реактора окисления аммиака за счет улучшения распределения исходнйх газов и снижения энергетических затрат на проталкивание газон через реактор,Для достижения цели в реакторе каталитического окисления аммиака, вкорпусе которого соосно установленконический распределительный диффузор, образующий с корпусом кольцевойканал с боковым штуцером для.подачиисходной газовой смеси на катализатор, расположенный под распределительным диффузором, последний выполнен нниде кольцевой камеры с внутреннейперфорированной стенкой, а кольцевойканал между диффузором и корпусом выполнен н виде трубы Вентури, узкое сечение которой сообщается с кольцевой камерой .у большего основания конического диффуэора,Такое выполнение устройства предотнращает отрыв потока методом отсо са части движущейся в диффузоре аммиачно-воздушной смеси через его боковую поверхность, тем самым уменьшаются энергетические затраты на проталкивание газон через реактор.На чертеже представлена предлагаемая конструкция реактора окисления 35 аммиака.Реактор содержит корпус 1, штуцер 2 для,ввода аммиачно-воздушной смеси н катализатор 3 и установленный соосно с корпусом диффуэор, выполненный н виде кольцевой камеры 4. Внутренняя стенка 5 камеры 4 перфорирована, а наружная б снабжена у большого основания отверстиями 7 для инжекции (перетока) газа. Зазор между корпусом 45 реактора и диффузором выполнен в ви-де трубы Вентури, например за счет установки кольцевого элемента 8.Реактор работает следующим образом.50Подаваемая через штуцер 2 аммиачно-воздушная смесь поступает в пространство между корпусом реактора 1 и наружной стенкой б диффузора и направляется но внутренний открытый конус сверху, В результате ускоре ния потока и падения давления в узком сечении кольцевого зазора между корпусом реактора 1 и наружной стенкойдиффузора происходит отсос некоторого (пропорционального падению давления) количества аммиачно-воздушнойсмеси через боковую поверхность перфорированной стенки 5 и отверстия 7на наружной стенке диффуэора. Наложение отсоса в количестве2-5 предотвращает отрыв потока отповерхности и связанное с ним вихреобразование. Следствием этого является примыкание потока к боковой поверхности внутренней стенки кольцевой камеры б и уменьшение гидравлического сопротивления диффузора на30-40.Кроме того, направленный к стенке радиальный поток резко снижаетинтенсивность турбулентности,Далее аммиачно-воздушная смесьпроходит катализатор 3, расположенный под диффузором, аммиак окисляется, а нитрозные газы выводятся изнижней части реактора,В качестве базового объекта принят реактор окисления аммиака прототип. Его работа характеризуется наименьшими приведенными затратами наединицу продукции. Расходный коэффициент по отрасли в таких аппаратахсоставляет 295 кг аммиака на тоннуНМО, Вместе с тем, как отмечалосьранее, обследование базового реактора выявило значительные неоднородности концентрации в различных зонахего поперечного сечения.Таким образом, предлагаемая конструкция реактора позволяет осуществлять процесс окисления аммиакав гидродинамической обстановке с пространственной и временной однородностью потока. ФормУла изобретенияРеактор для окисления аммиака, содержащий корпус, установленный соосно н корпусе конический распределительный диффуэор, образующий с корпусом кольцевой канал с боковым штуцером для подачи исходной газовой смеси на катализатор, расположенный под распределительным диффузором, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения производительности ререактора эа счет улучшения распределения исходных газов и снижения энергетических затрат на проталкивание газов через реактор, распределительный диффузор выполнен в виде кольцевой камеры с внутренней перфориронанной стенкой, а кольцевой канал между диффузором и корпусом выполнен в виде трубы Вентури, узкое сечение которой сообщается с кольцевой камерой у большого основания конического диффузора. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Аппараты для каталитическогоокисления аммиака. Обзор, Выпуск 9946641 Составитель Г. СавиновРедактор А. Власенко Техред Л, Пекарь р М. лароши о 39 7,/12 Тир ВНИИПИ Государс но делам иэоб 113035, Москва, аж 583твенного комитета ССретений и открытийЖ-З 5, Раушская наб. Закаэ исно д. 4 филиал ППН "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,