ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Реакционные аппараты (колонны синтеза) из "Технология связанного азота Издание 2" Колонны синтеза состоят из корпуса и насадки, теплообменника и катализаторной коробки. [c.274] Колонны с трубчатой насадкой могут быть противоточными, т. е. потоки газа в теплообменпых трубках и в слое катализатора движутся навстречу друг другу (см. рис. VI-8), и прямоточными (обычно с двойными теплообменными трубками), в которых потоки газа движутся в трубках и в слое катализатора параллельно друг другу (см. рис. VI-9). [c.274] Известны также многочисленные варианты конструкции насадок, являющихся комбинациями перечисленных выше типов (см., например, рис. VI-10). [c.274] Трудность создания температурного режима колонн синтеза, близкого к оптимальному, связана с тем, что образование аммиака по высоте катализаторной коробки и, следовательно, выделение тепла происходят неравномерно. [c.275] Противоточные насадки (рис. У1-8) известны также под названием насадок типа Фаузера. Газ из предварительного теплообменника 1 по трубкам 2 катализаторной коробки 3 движется в колонне снизу вверх и по выходе из теплообменных трубок поступает в пространство, заполненное катализатором. [c.275] Как видно из графика распределения температур (справа на рис. VI-8), для противоточных насадок характерно резкое снижение температуры. Средняя часть катализатора в колонне работает в условиях высокого нагрева, нижняя часть — при температурах ниже оптимальной, вследствие чего достигаемая производительность катализатора ниже его возможной производительности. [c.276] Это объясняется тем, что в противоточных насадках газ из предварительного теплообменника поступает в нижнюю часть теплообменника катализаторной коробки недостаточно нагретым, поэтому здесь возникает большая разность температур, приводящая к сильному охлаждению катализатора в нижней части коробки. Поднимаясь вверх по теплообменным трубкам, газ нагревается и в средней части катализаторной коробки, где выделяется наибольшее количество тепла, уже не может отводить тепло от катализатора. Вследствие этого катализатор перегревается. [c.276] Для устранения этого недостатка конструкции противоточной насадки иногда нижнюю часть теплообменных трубок, размещенных в катализаторной коробке, покрывают слоем теплоизоляции, однако это не всегда эффективно. [c.276] Прямоточные насадки (рис. VI-9) в настоящее время получили наибольшее распространение, так как в них улучшаются условия теплообмена между газом и катализатором. В прямоточных насадках слабо нагретый газ, входящий в теплообменник катализаторной коробки, соприкасается через стенки трубок с наиболее горячими слоями катализатора. Нагреваясь в ходе реакции, газ, вследствие малой разности между температурами катализатора и газа, лишь слегка охлаждает катализатор в нижней части колонны. [c.276] В прямоточных насадках температура верхнего слоя катализатора понижена, что несколько уменьшает здесь скорость реакции синтеза аммиака. Этот недостаток насадки не устраняется и при увеличении длины теплообменника. [c.276] В колоннах синтеза следует избегать перегрева катализатора свыше 540—550 °С, так как уже при 560 °С его активность начинает снижаться вследствие рекристаллизации. Поэтому температуру наиболее горячей точки катализатора регулируют путем подачи части холодного газа в катализаторную коробку помимо нижнего теплообменника. При этом температура катализатора снижается прежде всего в верхней части насадки, а в противоточных насадках — в нижней ее части, что является недостатком такого способа регулирования температуры. [c.276] Насадка с двумя холодными байпасами. Конструкция такой насадки (рис. VI-10) в значительной мере лишена упомянутого выше недостатка. В катализаторной коробке насадки размещены два самостоятельных теплообменника и имеются два холодных байпаса газа. [c.276] Другим конструктивным решением насадки с байпасами является полочный вариант (рис. 1-11). В колонне с полочной насадкой температурный режим катализатора регулируется подачей холодного (байпасного) газа между слоями катализатора, размещенными на полках. [c.277] Вернуться к основной статье