Аппарат для окисления аммиака

0 П И С А Н И Ец 841671ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскинСоциалистическиеРеспублик(51)М. Кд. В 01 ) 8/04 1 Ъеудеротеенный комитет СССР ао денни нзееретеннй и отнрытнй(53) УДК 66. 023(088 8) Дата опубликования описания 30.06. 81(54) АППАРАТ ДЛЯ ОКИСЛЕНИЯ АММИАКА 10 Изобретение относится к апцаратам для каталитического окисления аммиака со встроенными котлами-утилизаторами и может использоваться, например, в азотной промышленности.5 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 надежность15 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 меж" трубчое пространство Г 21.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 10 1Предлагаемый аппарат содержит кор 40 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"ъ 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 6,50 55 3 84метичности крепления в трубных доскахчасти труб трубного пучка необходимозаменять теплообменный элемент целиком, что приводит к увеличению эксплуатационных затрат, Существенным недостатком известного аппарата является также малая эффективность теплообмена, обусловленная тем, что теплок нагреваемой среде от горячих нитрозных газов передается только черезстенки, труб, а кожух теплообменногоэлемента не принимает никакого участия в процессе теплообмена.Цель изобретения - повышение надежности работы аппарата и увеличения эффективности теплообмена,.Данная цель достигается тем, чтов аппарате для окисления аммиака,содержащем корпус, .размещенные внутринего катализатор и котел-утилизатор, выполненный в виде снабженныхраспределительными камерами отдельныхкожухотрубных теплообменных элементовс трубами, закрепленными в трубныхдосках, распределительные камеры вы"полнены кольцевыми и расположеныснаружи теплообменных элементов, приэтом каждая из камер жестко соедине"на с межтрубным пространством теплообменных элементов, а каждая трубнаядоска выполнена с отбортовкой и жестко соединена с кожухоМ теплообменногоэлемента,ФНа фиг. 1 изображен аппарат для окисления аммиака, вид сбоку в продольном разрезе; на фиг. 2 - разрезы А-А и Б-Б на фиг. 1. 5 15 20 25 30 35 фАлпарат работает следующим образом. 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 6. 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 элементов 6 через колена 1 О, камеру 5и штуцер 12, так г наоборот. Вследствие того, что как трубы 7 теплообменных элементов 6, так и кожухи14 омываются с одной стороны горячими нитрозными газами, а с другой нагреваемой средой, градиент температурмежцу трубами 7 и кожухами 14 практически отсутствует температурные ,напряжения в данных деталях элементов 6 невелики. Благодаря этому надежность аппарата существенноповышается. 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 1 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. За счет увеличения теплопередающей поверхности температура нагреваемой среды - ,выхлопных нитрозных газов на выходе из известного аппарата составила за841 б 71 6расположены снаружи теплообменныхэлементов, при этом каждая из камерсоединена с межтрубным пространствомтеплообменных элементов, а каждаятрубная доска выполнена с отбортовкой и жестко соединена с кожухомтеплообменного элемента. Аппарат для окисления, аммиака, содержащий корпус, размещенные внутри него катализатор и котел-утилизатор, выполненный в виде снабженных распределительными камерами отдельных кожухотрубных теплообменных элементов с трубами, закрепленными в .трубных досках, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения надежности аппарата и увеличения эффективности теплообмена, распределительные камеры выполнены кольцевыми и 5период испытаний 390-420 С, аиз предлагаемого - 440-470 С. формула изобретения Источники информации,10 принятые во внимание при экспертизе1. Григорьев В.А Колач Т,А.и др. Краткий справочник по теппообменным аппаратам, М.,-Л., Госэнергоиэдат, 19 б 2, с. 40, рис. 2-2.15 2 Катализаторы в азотной промышленности. Под ред, В.И. Атрощенко, Харьков, "Вища школа", 1977,с, 70-72, рис, 58,59Составитель Н. КацовскаяРедактор П. Макаревич Техред А. Ач КорректорЗаказ 4929/3 Тираж 567 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035 Москва, ЖРаушская наб. д. 4/5Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4