ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Контактные аппараты с внутренним теплообменом в двойных теплообменных трубках и расположением катализатора в межтрубном пространстве из "Катализ в производстве серной кислоты" Расчет контактных аппаратов с внутренним теплообменом целесообразно вести в следующей последовательности. [c.313] Составление мчтериального баланса. Баланс составляется для определения количества газа, подлежащего переработке, и его свойств (плотности, теплоемкости и др.). [c.313] Предварительное определение общего объема катализатора. При этом изменение степени превращения в последнем, неохла-ждаемом слое принимается равным 5%. Остальной объем катализатора может быть определен по оптимальной температурной кривой. [c.313] Значение В берется по данным, приведенным в табл. 38 (стр. 302), в зависимости от конечной степени превращ,ения в охлаждаемом слое катализатора (в трубах). [c.314] Графическим путем подбирается ближайшее к вычисленному (в сторону превышения) число труб, удовлетворяющее условиям симметричного и компактного заполнения сечения. В соответствии с этим уточняется и диаметр аппарата О. [c.314] Составление теплового баланса. Этот баланс составляется для определения температуры свежего газа, входяш,его в аппарат. Температура газа, выходящего из аппарата, должна соответствовать оптимальной температурной кривой. [c.314] Определение высоты слоев катализатора в трубах и высоты промежуточных охладительных поясов. Определение производится, как описано выше на стр. 306. Для создания запаса поверхности внутреннего теплообмена расчет всего аппарата ведут для повышенной температуры газа, входящего в первый слой катализатора (500°), но высоту первого слоя катализатора берут в расчете на температуру входящего газа, равную 440°. Коэффициент запаса для первого слоя следует брать повышенным, учитывая, что этот слой работает в условиях, наименее благоприятных в отношении накопления ядов и опасности перегревов. [c.314] Предложение применять в качестве теплообменных элементов двойные концентрически расположенные трубки (трубки Фильда) содержалось еще в первых патентах, но не получило в то время практического применения. [c.314] Впоследствии оказалось, что эти затруднения могут быть успешно преодолены в аппаратах с промежуточным теплообменом путем увеличения числа стадий контактирования, а в трубчатых аппаратах—путем послойной загрузки катализатора. [c.315] На рис. 75 изображена конструкция контактного аппарата с двойными теплообменными трубками. [c.315] Аппарат представляет собой вертикальный цилиндр с тремя горизонтальными решетками. На нижней решетке I расположен слой кварца (зерна размером 12—15 мм) высотой 250 мм, служащий для выравнивания скоростей газа по сечению аппарата. [c.315] Во второй решетке 2 развальцованы 733 трубки (внутренние) 3 диаметром 51x2,5 лгж, высотой 1700 мм, на которые надеты закрытые сверху трубки (внешние) 4 диаметром 76x3 мм, отстоящие от решетки на 70 мм. На вторую решетку между трубками загружают слой кварца высотой Ъ0 мм в центре и 2С0 мм в периферийном кольце. На слой кварца засыпают слой ванадиевого катализатора высотой 1400 мм (одинаково по всему сечению аппарата). [c.315] На третьей решетке 5 расположен дополнительный неохлаждаемый слой катализатора высотой 500 мм. Сверх обоих слоев катализатора засыпается слой кварца высотой 100 мм. [c.315] Газовая смесь, предварительно подогретая в теплообменнике, поступает в нижнюю часть аппарата под первую решетку, проходит через слой кварца, поднимается по внутренним трубкам и опускается по кольцевому пространству между внешними и внутренними трубками. При прохождении через трубки газ нагревается за счет тепла катализатора до температуры 460—480°, достаточной для начала реакции, и входит в слой катализатора. Здесь температура газа вначале очень быстро повышается (до 580—590°) за счет теплоты реакции окисления двуокиси серы и затем постепенно,снижается до 480—500°. Степень превращения двуокиси серы в нижнем слое катализаторадолжна достигать 92—93%. [c.315] выходящий из первого слоя катализатора, омывает верхние части трубок, выступающие из слоя катализатора, и охлаждается до 440—450°. Затем он проходит через второй слой катализатора, в котором степень превращения должна повышаться до 96—97% и температура соответственно на 5—7°. [c.316] Кожух И крышки аппарата делаются чугунными или стальными, теплообменные элементы—из стальных цельнотянутых труб. [c.316] На американских заводах эксплуатируются также аппараты с охлаждаемым верхним слоем . В этом случае через теплообменные элементы верхнего слоя пропускается не свежий газ, а воздух. Охлаждение второго слоя катализатора необходимо лишь в том случае, если в контактный аппарат поступает газ, имеющий повышенную температуру, например при переработке газа, полученного сжиганием чистой серы, или при применении газа с повышенным содержанием двуокиси серы. [c.316] Вернуться к основной статье