Контактний апарат

Винахід відноситься до конструкцій контактних апаратів, застосовуваних для проведення каталітичних реакцій, наприклад, для окислення діоксиду сірки до триоксиду сірки при виробництві сірчаної кислоти, і дозволяє підвищити економічність і полегшити експлуатацію апарату шляхом спрощення та прискорення заміни каталізатора. Контактний апарат для проведення каталітичної гетерогенної реакції газоподібних реагентів з радіально-спіральним ходом газу через шар каталізатора, що містить переважно циліндричний корпус з кришкою, патрубки входу і виходу газу, розміщену в корпусі кільцеподібну катализаторную катализаторную коробку, що включає внутрішню і зовнішню перфоровані обичайки, всередині якої по всій висоті встановлені спіральні перегородки, простір між якими заповнено каталізатором, що мають канали, об'єднані коллект рами входу і виходу газу, перед катализаторной каробкой по ходу газу концентрично їй і осі апарату розташована кольцеообразная кошик, заповнена каталізатором, внутрішня і зовнішня стінки якої виконані перфорованими. Крім того, кільцеподібна кошик виконана знімною і забезпечена стропочнимі пристроями, а кришка знімного кошика герметично закріплена на кришці катализаторной коробки. Корпус забезпечений зовнішнім теплоізоляційним шаром. 2 з.п. ф-ли, 3 мул.

Метою винаходу є підвищення економічності і полегшення експлуатації шляхом спрощення та прискорення заміни каталізатора.

На фіг. 1 зображений контактний апарат для проведення каталітичної гетерогенної реакції газоподібних pеагентов, загальний вигляд; на фіг.2 перетин А-А на фіг. 1; на фіг. 3 варіант вузла вивантаження каталізатора з катализаторной коробки.

Контактний апарат містить корпус 1, теплоізоляційну футеровку 2, знімний кошик 3 із захисним шаром каталізатора і катализаторную коробку 4 з основним шаром каталізатора, зовнішню 5 і внутрішню 6 перфоровані обичайки, днище 7 і кришку 8 знімного кошика із захисним шаром каталізатора, зовнішню 9 і внутрішню 10 перфоровані обичайки, днище 11 і кришку 12 катализаторной коробки з основним шаром каталізатора, патрубки входу 13 і виходу 14 газовій суміші, патрубок 15 холодного байпаса, спіральні перегородки 16, вертикальні колектори входу 17 і виходу 18 теплоносія, зокрема вихідної сировини, і каталізатор 19. На кришках 8 і 12 знімного кошика і катализаторной коробки є стропувальні пристрої 20. катализаторную коробка 4 може бути виконана знімною (забезпечена стропувальних пристроєм 20) (див. фіг.1), при цьому вона може бути забезпечена вузлом вивантаження каталізатора (див. фіг. 3), розташованим в її нижній частині і представляє собою, наприклад, конічну камеру 21, з'єднану патрубками 22 з днищем 11 катализаторной коробки 4. Конічна камера 21 закінчується патрубком 23 для вивантаження і каталізатора з апарату.

Контактний апарат працює наступним чином.

При проведенні технологічного процесу окислення діоксиду сірки до триоксиду сірки газову суміш через патрубок 13 і вертикальні колектори входу 17 теплоносія направляють в канали спіральних перегородок 16 основного шару, звідки вона збирається в вертикальні колектори 18 і направляється через внутрішню 6 перфоровану обечайку кошика 3 захисного шару каталізатора на каталізатор 19, пройшовши який, газова суміш через зовнішню 5 перфоровану обечайку кошика 3, кільцевої зазор між кошиком 3 і катализаторной коробкою 4, внут юю 10 перфоровану обечайку катализаторной коробки надходить на каталізатор 19 основного шару. Каталізатор засипаний між спіральними перегородками 16. На каталізаторі здійснюється процес окислення діоксиду сірки до триоксиду сірки. При цьому тепло реакції через стінки (теплообмінні поверхні) спіральних перегородок 16 передається газу, що надходить на окислення. Вийшовши з каталізаторного шару, газ через зовнішню перфоровану обечайку 9 катализаторной коробки і патрубок 14 виводиться з контактного апарату.

Регулювання температури газу, що йде на окислення діоксиду сірки, здійснюється холодним байпасом через патрубок 15 перед захисним шаром каталізатора.

При роботі контактного апарату перші по ходу газу гранули каталізаторного шару досить швидко спікається, що зменшує активність і збільшує гідравлічний опір каталізатора. Використання знімного кошика із захисним шаром каталізатора перед основним шаром каталізатора значно спрощує і прискорює процес заміни каталізатора захисного шару, запобігає спікання каталізатора основного шару. При цьому для основного шару створюються оптимальні умови проведення процесу, які полягають в тому, що відведення тепла здійснюється в міру його виділення завдяки розвиненій теплообмінної поверхні, створеної всередині апарату.

Заміну каталізатора в катализаторной коробці 4 роблять у такий спосіб.

В а р і а н т 1. катализаторную коробка знімна. В цьому випадку катализаторную коробку 4 від'єднують від патрубка 13 входу газу і, використовуючи стропувальні пристрою 20, витягають її з корпусу 1 апарату. Заміна каталізатора проводиться поза апарату. При цьому можлива її заміна резервної катализаторной коробкою, заздалегідь заповненої свіжим каталізатором.

В а р і а н т 2 (Фіг.3). Катализаторная коробка 4 встановлена в корпусі 1 стаціонарно. В цьому випадку завантаження в неї каталізатора проводять через патрубки 24, приєднані до кришки 12 катализаторной коробки 4, а вивантаження відпрацьованого каталізатора проводять через патрубки 22, розміщені верхнім кінцем в днище 11, а нижні кінці патрубків 22 з'єднані з конічною камерою 21, що закінчується патрубком 23 , через який каталізатор виводять з апарату. Для запобігання проскакування газової суміші повз захисного шару каталізатора кришка 8 кошика 3 із захисним шаром каталізатора герметично закріплена на кришці 12 катализаторной коробки 4.

Поєднання радіального шару в кошику із захисним шаром каталізатора з радіально-спіральним в катализаторной коробці забезпечує низький гідравлічний опір контактного апарату поряд з простотою заміни каталізатора захисного шару.

Застосування зовнішньої теплоізоляції також скорочує обсяг будівельно-монтажних робіт, підвищує ступінь заводської готовності апарату, виключає необхідність складання його на монтажному майданчику. При цьому знижуються витрати в зв'язку з можливістю застосування більш дешевого теплоізоляційного матеріалу, так як він не піддається впливу агресивного середовища.

Використання пропонованого контактного апарату забезпечує в порівнянні з відомими підвищення економічності за рахунок створення оптимальних умов для проведення процесу і зниження гідравлічного опору. За рахунок більш раціонального використання об'єму, включно із застосуванням зовнішньої теплоізоляції апарату, підвищується надійність його експлуатації, зменшується обсяг складальних робіт, полегшується і прискорюється заміна каталізатора.

1. КОНТАКТНИЙ АПАРАТ для проведення каталітичної гетерогенної реакції газоподібних реагентів з радіально-спіральним ходом газу через шар каталізатора, що містить переважно циліндричний корпус з кришкою і днищем, патрубки входу і виходу газу, розміщену в корпусі кільцеподібну катализаторную коробку, що включає внутрішню і зовнішню перфоровані обичайки, всередині якої по всій висоті встановлені спіральні перегородки, простір між якими заповнено каталізатором, що мають канали, об'єднані колекторами входу і виходу газу, який відрізняється тим, що, з метою підвищення економічності і полегшення експлуатації шляхом спрощення та прискорення заміни каталізатора, він забезпечений встановленої перед катализаторной коробкою по ходу газу концентрично розташованою по осі кільцеподібної знімним кошиком, заповненої каталізатором, внутрішня і зовнішня стінки якої виконані перфорованими.

2. Апарат по п.1, що відрізняється тим, що кришка знімного кошика герметично закріплена на кришці катализаторной коробки.

3. Апарат за п. 1, який відрізняється тим, що катализаторная коробка закріплена в корпусі апарату, при цьому її кришка забезпечена патрубками завантаження каталізатора, а днище патрубками вивантаження каталізатора, об'єднаними в конічну камеру, яка закінчується патрубком виведення каталізатора з апарату.