ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Принципы устройства насадок для работы на мелкозернистом катализаторе из "Оборудование цехов синтеза высокого давления в азотной промышленности" Чтобы снизить влияние внутридиффузионных факторов, уменьшают размер зерен катализатора до 4—5 мм. Дальнейшее уменьшение ведет к заметному росту гидравлического сопротивления слоя, поэтому нецелесообразно использовать мелкозернистый катализатор при работе с повышенными объе.мными скоростями. [c.100] Можно значительно уменьшить сопротивление насадки, разделив реакционную зону на две катализаторные коробки, установленные одна над другой, но работающие параллельно по ходу газа (рис. 5-23). Подачу газовой смеси в каждую из коробок необходимо регулировать при помощи специального распределительного устройства. [c.100] При этом общее сопротивление насадки из-за усложнения хода газа и дополнительных местных сопротивлений уменьшится только в 5—6 раз. [c.101] Насадки с радиальным движением газа в катализаторе. При радиальном движении через слой катализатора линейная скорость газа снижается в не-сколько раз по сравнению со скоростью при продольном движении путь газа сокращается в еще большей степени. В результате гидравлическое сопротивление слоя становится ничтожно малым (не более 0,1—0,25 ат). [c.101] Катализаторная коробка в этом случае кроме сплошного наружного кожуха имеет перфорированные, обернутые проволочной сеткой, внутреннюю обечайку и центральную трубу, между которыми засыпан катализатор (рис. 5-24). В верхней части каждой секции обечайки и трубы перфорация отсутствует, чтобы газ не мог пройти через верхнее незаполненное катализатором пространство, которое постепенно будет еще увеличиваться из-за усадки катализатора. [c.101] Проектирование радиальных насадок потребует предварительного практического изучения некоторых явлений, в первую очередь распределения потока газа по высоте слоя, которое может меняться по мере усадки катализатора. [c.101] По-видимому, можно добиться удовлетворительной равномерности потока газа по высоте слоя в результате увеличения гидравлического сопротивления перфорированных обечаек на входе и выходе газа, которое должно быть соизмеримо с сопротивлением слоя или даже превышать его. [c.102] Наиболее удобен радиальный поток газа в насадках полочного типа (см. рис. 5-24). Однако и 5 недостаточная компактность, которая в данном случае увеличивается из-за кольцевого зазора на периферии, может привести к тому, что производительность колонны с радиальной полочной насадкой не будет существенно отличаться от производительности колонны с обычной трубчатой насадкой, загруженной катализатором с нормальными размерами зерен (6—8 мм). [c.102] Что касается радиальной трубчатой насадки, то при малой линейной скорости газа следует учитывать снижение частного коэффициента теплопередачи к трубкам (например, в периферийных слоях катализаторной зоны) и особенно неравномерность распределения температур по высоте слоя катализатора вследствие переменной температуры газа в теплоотводящих трубках. [c.102] Заслуживает внимания конструкция радиальной катализаторной коробки с кипящим теплопоглотителем (водой) в продольных трубках, расположенных по нескольким концентрическим окружностям. В сущности, это насадка полочного типа с отбором тепла реакции отдельным полкам соответствуют кольцевые слои катализатора между круговыми рядами трубок. Количество трубок в рядах нужно выбирать с таким расчетом, чтобы создать благоприятное распределение температур по ходу газа. [c.102] Насадки с псевдоожиженным слоем катализатора. Ограниченные возможности отвода тепла в неподвижном слое катализатора проявляются в основном на начальной стадии контактирования (т. е. во входном участке катализатора), характеризующейся большими тепловыделениями. [c.102] Такие ограничения устраняются при проведении процесса в псевдоожиженном слое. В этом случае в катализатор можно подавать газ при пониженной температуре, определяемой тепловым балансом слоя катализатора первой полки (т. е. при 360— 380° С), поскольку при продольном перемешивании газа на всей полке устанавливается достаточно высокая температура. Теплопроводность псевдоожиженного слоя высока. Кроме того, создается возможность повышения объемной скорости при малом гидравлическом сопротивлении слоя, не зависящем от размера частиц. Все эти особенности процесса позволяют применять мелкозернистый катализатор и открывают пути использования катализаторов с повышенной активностью. [c.102] Окончательные выводы о целесообразности применения псевдоожиженного слоя для синтеза аммиака могут быть сделаны только после всестороннего анализа особенностей процесса и практической проверки его в различных условиях. По-видимому, наиболее перспективно осуществление псевдоожиженного слоя в полочных (адиабатических) секциях на входном участке колонн продуцирующего предкатализа (с начальным содержанием аммиака, близким к нулю) или колонн с катализатором повышенной активности с размером зерен 1—2 мм [6]. [c.103] Вернуться к основной статье