Тепломассообменный аппарат

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(22) Заявлено 2004 79 (21) 2757445/23-26 51) М. Кд,з В 01,Т 19/00В 01 0 3/18 с присоединением заявки Нов(23) Приоритет Государственный комитет СССР но делам изобретений и открытий(72) Авторыизобретения Л.И.Брагина и Т.А.Соловейкина Московский ордена Трудового Красного ЗнамениЫинститут химического машиностроения(54) ТЕПЛОМАССООБМЕННЫЙ АППАРАТ Изобретение относится к массообменным аппаратам для проведения процесса осушки и отдувки сернистого газа при производстве серной кислоты под давлениемПри производстве серной кислоты широко применяются массообменные аппараты, для эффективной работы которых необходимо создание значительных плотностей орошения, что приводит к повышению энергозатрат на циркуляцию абсорбента и к повышению гидравлического сопротивления аппарата 11 .К предлагаемому аппарату наиболее близок масообменный аппарат, включающий корпус с установленными по его высоте контактными тарелками с переливными устройствами, выполненными в виде патрубков с отбойными дисками- тарелками с двумя зонами контакта фаз 21 .При этом плато тарелки разбито на несколько самостоятельно функционирующих элементов, в центре которых установлены переливные устройства.В связи с тем, что на тарелках должны быть одновременно проведены процессы осушки воздуха и отдувки сернистого газа в условиях ввода на тарелку воды, моногидрата или олеума, в таком массообменном аппарате нельзя создать равномерное температурное поле, что приведет к локальным разогревам кислоты с последующей за этим генерацией тумана. Кроме того, локальное повышение температуры за счет смешения воды с кислотой на плато тарелки будет способствовать интенсивной коррозии, что приведет к разрушению массообменных устройств.Целью изобретения является обеспечение возможности осуществления процесса осушки воздуха и отдувки сернистого газа в производстве серной кислоты под давлением при создании равномерного поля температур на плато тарелкиПоставленная цель достигается тем, что тепломассообменный аппарат, содержащий корпус с установленными по его высоте тарелками и переливными устройствами, выполненными в виде патрубков с отбойными дисками под нйми, снабжен средством для ввода реагента, выполненным в виде коллектора с соплами, расположенными над переливными патрубками соосно им, а внутри патрубков по оси смонтированы отбойные элементы.Предварительно проконтактировавшая на вышерасположенных тарелках кислота поступает на тарелку, представляющую собой перфорированное плато, на котором установлены клапаны, колпачки, жалюзи и т,д и после контакта с воздухом переливается через верхний обрез переливного патрубка в ереливное устройство, Од 60 Такое выполнение аппарата позволяет осуществлять интенсивное смешение кислоты с водой моногидратом,олеумом) в результате чего повышается температура смеси внутри переливного патрубка. Вытекающая из щелей последнего жидкостная пленкаразогретой смеси контактирует с воздухом. Разогрев способствует улучшению условий десорбции из кислоты растворенного в ней сернистого газа. Впроцессе контакта кислота охлаждается и отдутая серная кислота поступает в барботажный слой нижерасположенной тарелки, при этом исключаетсявозможность локального повышения температуры в этом слое, а следователь-но, исключаются условия туманообразования и интенсивной коррозии платотарелки.На чертеже схематично изображентепломассообменный аппарат, продольный разрез,В корпусе 1 размещены тарелки 2 сдвумя зонами контакта фаз, на платокоторых распределены переливные устройства 3, представляющие собой патрубки с отбойными дисками под нимй,образующим. с нижним обрезом патрубкащели. Верхний обрез переливного устройства расположен над плато тарелки,В межтарельчатом пространстве смоктировано средство для ввода реагента, выполненное в виде коллектора4, по которому подводится вода (моногидрат, олеум).В коллекторе установлены соосно с переливными устройствами сопла 5, нижний обрез которых расположен выше верхнего обреза переливного устройства, Внутри последнегосоосно установлены отбойные элементы6 с плоской или конической поверхностью,Взаимодействие газа и жидкостей ваппарате протекает в следующей последовательности, Воздух контактирует с сушильной кислотой на тарелках аппарата и при этом протекаютпроцессы осушки его и десорбции изкислоты растворенного сернистого газа. С целью интенсификации процессадесорбции температура кислоты повышается путем разбавления кислоты водой или разбавления моногидрата (олеума) сушильной кислотой,Процесс осушки и отдувки сернистого газа в условиях ввода воды протекает следующим образом, 55 новременно через коллектор и соплов переливное устройство подаетсяструя воды, что исключает возможность смешения кислоты с водой внеобъема перелива. Для лучшего смешения струя воды -направляется на отбойный элемент из кислотостойкогоМатериала, например из фторопласта,Поверхность отбойного элемента можетбыть конической или плоской. Ударяясьоб этот элемент, вода отбрасываетсяк стенкам переливного устройства ивстречается с потоком сушильной кислоты. Это соударение потоков интенсифицирует процесс смешения, в результате которого происходят разбавление кислоты и повышение температуры, Разогретая кислота вытекаетиз кольцевых щелей переливногоустройства в виде пленок, которыедробятся воздухом, и при этом интенсивно протекают процесс десорбциисернистого газа и охлаждение кислоты. Далее кислота поступает на нижерасположенную тарелку для последующего контактирования с осушаемымвоздухом, В барботажном слое нижерасположенной тарелки могут бытьустановлены теплоотводящие трубы.Осуществление смешения кислоты сводой в переливном устройстве исключает воздействие сильно агрессивной среды на плато тарелки, при этомисключается возможность локальногоповышения температуры в слое и,следовательно, интенсивной коррозии плато тарелки,Формула изобретенияТепломассообменный аппарат, содержащий корпус с установленными по его высоте тарелками и переливными устройствами, выполненными в виде патрубков с отбойными дисками под ними, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью обеспечения возможности осуществления процесса осушки воздуха и отдувки сернистого газа в производстве серной кислоты под давлением при создании равномерного поля температур на плато тарелки, аппарат снабжен средством для ввода реагента выполненным в виде коллектора с соплами, расположенными над переливными патрубками соосно им, а внутри патрубков по оси смонтированы отбойные элементы.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1, Рамм В.М,Абсорбция газов. М "Химия", 1976, с.349-350.2. Авторское свидетельство СССРР 194764, кл,В 01 Б 3/22, 1967 (прототип).948412 ставитель Н.Рудькхред И. Гергель актор ородкин рректор Н, Король аказ 6062/6 Тираж 583 ВНИИПИ Государственного комитет по делам изобретений и открыт 113035, Москва, Ж, Раушская на