Контактный аппарат конструкции

Рис. 14. Конструкция контактного аппарата окисления метанола

Конструкции контактных аппаратов [c.194]

Рис. 13.13. Конструкции контактных аппаратов

Основным аппаратом в синтезе метанола служит реактор — контактный аппарат, конструкция которого зависит, главным образом, от способа отвода тепла и принципа осуществления процесса синтеза. В современных технологических схемах используются реакторы трех типов [c.265]

Рассматривая конструкцию контактного аппарата, трудно объяснить, по каким соображениям устроено фланцевое соединение Ф ведь для того чтобы обеспе- [c.90]

В современных сернокислотных контактных аппаратах по ряду параметров (температуре, составу реакционной смеси, линейной скорости газа) возникают пространственные неоднородности, появление которых связано как с несовершенством конструкции реакторов (входных и выходных устройств, встроенных теплообменников [1]), так и со способом и качеством загрузки контактной массы [2]. Обследование контактного аппарата мощностью 440 т серной кислоты в сутки показало, что неоднородности по температуре на входе в слой могут составлять 30— 70°С, а на выходе — 25—40°С. Это приводит к снижению степени превращения на выходе из слоев и на 0,5—1% ухудшает общую конверсию. [c.127]

Действительно, одну и ту же реакцию можно проводить в каскаде аппаратов с мешалками и в колонне. Аппарат, в котором проводится реакция может быть барботажным, насадочным, роторным пли тарельчатым. В качестве реактора можно также использовать одну из многочисленных конструкций контактных аппаратов [1—71. Хотя конструкция аппарата и влияет на степень конверсии (превращения) и селективность (избирательность) процесса, сущность этого процесса характеризуется не конструкцией реактора, а определенной взаимосвязью физических и химических факторов, необходимой для успешного протекания реакции. Конструкция же аппарата является только средством воздействия на эту взаимосвязь путем изменения скорости отдельных физических или химических стадий процесса. [c.9]

Реакторы или контактные аппараты для каталитического окисления оксида серы (IV) по своей конструкции делятся на аппараты с неподвижным слоем катализатора (полочные или фильтрующие), в которых контактная масса расположена в 4-5 слоях, и аппараты кипящего слоя. Отвод тепла после прохождения газом каждого слоя катализатора осуществляется путем введения в аппарат холодного газа или воздуха, или с помощью встроенных в аппарат или вынесенных отдельно теплообменников. [c.168]

В предыдущих главах неоднократно подчеркивалось, что основным отличительным признаком многофазных реакторов, в том числе двухфазных жидкостных реакторов (ДЖР), является переход одного пли нескольких реагентов из транспортной фазы в реакционную как необходимое условие протекания химической реакции. Поэтому прежде всего ДЖР является контактным аппаратом. Существуют многочисленные варианты конструктивного оформления ДЖР. Выбор той или иной конструкции аппарата для проведения конкретного технологического процесса — задача, которая сегодня далеко не всегда имеет однозначное решение, что вытекает из самой природы влияния конструктивных факторов на суммарный процесс в ДЖР. [c.244]

Более сложной является конструкция полочных контактных аппаратов (рис. VH.2 и VH.3), пригодных для проведения реакций, обладающих заметным тепловым эффектом. В полочных реакторах катализатор находится на нескольких расположенных друг над другом перфорированных полках. Тепло реакции отводится или подводится в теплообменниках, через которые проходят реакционные газы, переходя с полки на полку. Такие теплообменники устанавливают либо внутри аппарата (рис. VH.2), либо вне его (рис. VH.S). В полочных реакторах по высоте каждого слоя неизбежно возникае г перепад температуры. Последний можно свести к минимуму, уменьшая высоту слоев, однако это неизбежно приводит к увеличение, числа полок и соответственно к усложнению и удорожанию аппарата. Кроме того, слишком низкие слои зернистого катализатора обычно непригодны, так как, если высоту слоя можно сравнить с размеров частиц катализатора, могут возникать нежелательные явления из-за поперечной неоднородности слоя (местные перегревы и проскока газа в местах с наименьшим гидравлическим сопротивлением), ведущие к ухудшению показателей или к срыву процесса. При проведении процессов в полочных реакторах вместо устройства промежуточных теплообменников иногда применяют промежуточный ввод холодного (горячего) сырья или инертного компонента. [c.265]

Существенное упрощение конструкции контактного аппарата (отсутствие внутреннего теплообменника, байпасных и распределительных устройств) и простота его эксплуатации. [c.216]

Предложен ряд более совершенных конструкций однополочных контактных аппаратов КС. Одна из них представлена на рис. 75. В этом аппарате предусмотрены оптимальные условия для окисления запыленного газа переменного состава в условиях контактно-башенного способа или короткой схемы. Конические перегородки в теплообменнике и коническое днище, а также соответствующие потоки [c.152]

Контактные аппараты с кипящим слоем катализатора отличаются простотой конструкции. Как правило, это аппараты колонного типа, внутри которых размещается контактная камера, заполненная катализатором. Газ в зону катализатора подается через газораспределительную решетку, обеспечивающую равномерное распределение потока газов по всему поперечному сечению контактного аппарата. Съем тепла реакции осуществляют двумя способами либо с помощью теплообменных элементов, размещенных непосредственно в слое катализатора, либо циркуляцией катализатора через теплообменники, расположенные вне зоны катализатора. Первый метод отвода тепла более прост и надежен в эксплуатации. В этом случае отпадает необходимость в непрерывной циркуляции катализатора через теплообменник в целях поддержания необходимого гидродинамического режима системы. Отличительной особенностью контактных аппаратов КС является также наличие в них пыле отделительных устройств. Высокая стоимость катализаторов, применяемых для окисления нафталина, обусловливает необходимость полного улавливания всего катализатора, уносимого потоком газов из реакционной зоны. [c.181]

Условия проведения процесса. Контактирование необходимо проводить в несколько стадий. Количество полок контактного аппарата следует выбирать, исходя из технико-экономического анализа проведения процесса. При этом надо учитывать, что с увеличением числа полок уменьшается общее количество загружаемого катализатора и суммарное сопротивление слоев, но соответственно возрастает стоимость аппарата, за счет неизбежного усложнения его конструкции. На практике число полок для степени превращения = 0,97 принимается, как правило, равным четырем. Схема реактора представлена на рис. 76. При проектировании такого аппарата степени превращения по слоям и температурный [c.265]

Наиболее рациональной является конструкция контактного аппарата в виде двух усеченных конусов, соединенных средней цилиндрической частью. Внутренний диаметр цилиндрической части и основания конусов равен диаметру активной части катализаторной сетки, т. е. 0,48 м- [c.242]

Таким образом, противоречие между кинетикой и термодинамикой процесса окисления оксида серы (IV) достаточно успешно снимается конструкцией и температурным режимом работы контактного аппарата. Это достигается разбивкой процесса на стадии, каждая из которых отвечает оптимальным условиям протекания процесса контактирования. Тем самым определяются и начальные параметры режима контактирования температура 400— 440°С, давление 0,1 МПа, содержание оксида серы (IV) в газе 0,07 об. долей, содержание кислорода в газе 0,11 об. долей. [c.168]

Как видно из уравнений (XII, 4) и (XII, 5), интенсивный теплообмен может быть достигнут различными способами увеличением поверхности теплопередачи, увеличением разности температур, увеличением коэффициента теплопередачи между зоной катализаторного пространства и окружающей средой, увеличением теплоемкости газов, уменьшением тепловыделения на единицу веса парогазовой смеси. Для максимальной интенсификации работы контактных аппаратов (конверторов) в практике их конструирования и при эксплуатации используют все перечисленные способы. Возможности интенсификации конверторов будут дополнительно освещаться при рассмотрении конструкций отдельных аппаратов. [c.412]

Важным условием взрывобезопасности процесса производства азотной кислоты является хорошее смешение аммиака с воздухом перед подачей на катализаторные сетки. Поэтому конструкция и объем смесителя должны обеспечивать хорошее перемешивание газов и исключать проскок аммиака отдельными струями на катализатор. Разработана конструкция, в которой смеситель совмещен с контактным аппаратом, что позволяет уменьшить объем, где может скапливаться взрывоопасная смесь, и тем самым повысить взрывобезопасность процесса. Внутри контактного аппарата предусмотрено взрывозащитное устройство, расположенное над катали-заторными сетками. При поджигании аммиачно-воздушной смеси от раскаленных сеток в небольшом пространстве между сетками и огнепреградительным слоем несколько повышается давление, и взрыв гасится. [c.43]

Технологические схемы обоих процессов довольно близки. Предварительно подогретый воздух поступает в нижнюю часть испарителя. Навстречу ему по тарелкам стекает бензол или расплавленный нафталин, нагретый до a 100 °С. Образовавшаяся паро-воз-душная смесь далее разбавляется необходимым количеством подогретого воздуха и попадает в контактный аппарат — конвертор. Возможны два варианта конструкции конвертора с неподвижным слоем катализатора и с катализатором в псевдоожиженном слое. [c.330]

Большие исследования проводятся также и по созданию новых конструкций контактных аппаратов, позволяющих эффективно проводить процесс, протекающий с высокими объемными скоростями, а следовательно, с большим выделением тепла. [c.556]

Для дальнейших расчетов критерием оптимума будут являться минимальные затраты на катализатор для газа данного состава и заданной конечной степени превращения. Для выбранной конструкции контактного аппарата из ряда оптимальных режимов, рассчитанных для различных начальных составов реакционной смеси и конечной степени превращения, можно выбрать оптимальную начальную концентрацию двуокиси серы п кислорода. [c.75]

Расчет оптимальной конструкции контактного аппарата [c.164]

Для получения при синтезе высших спиртов из СО и На продукта оптимального состава температура в слое катализатора должна меняться не более чем на 10° С (т. е. температура синтеза должна быть, например, в пределах 160—170 или 170—180° С). Это условие также должно быть учтено при выборе оптимальной конструкции контактного аппарата. [c.164]

Приведем несколько примеров моделирования отдельных узлов реакторов. Источниками неравномерного распределения газа в контактных аппаратах являются главным образом узлы ввода, смешения и вывода газов. В некоторых конструкциях ввод и вывод газа осуществляется по окружности посредством коллекторов по- yj стоянного сечения через вертикальные щели, равномерно распределенные по внутренней стенке коллектора. На рис. 3 приведена схема контактного аппарата с внутренним теплообменом. Во втором слое катализатор расположен в трубках. Ввод газа в межтрубное пространство производится через щелевой коллектор постоянного сечения. На этом же рисунке приведены результаты замера температуры в первом слое и на выходе из межтрубного пространства [c.275]

Наиболее распространенным типом ротационных аппаратов является пленочный центробежный аппарат, в котором за счет действия центробежной силы на поверхности вращающихся элементов создается тонкая пленка, перемещающаяся от центра к периферии. Пар, идущий навстречу пленке, контактирует с не . На поверхности контакта происходит массообмен между паром и жидкостью. Пленочные центробежные контактные аппараты разнообразны по конструкции, но наиболее известны и изучены аппараты с горизонтальным валом со спиральным ротором и с ротором, собранным из соосных цилиндров. [c.287]

Выше было указано, что большое количество тепла, осво бождающегося при образовании аммиака, требует соответствующего способа отнятия его от контактного аппарата. Конструкция последнего должна быть приноровлена к этой цели. В установке по Клоду на это обстоятельство должно бы.ть обращено еще больше внимания, так как за единицу времени в его контактном аппарате образуется больше аммиака, следовательно и выделяется больше тепла, которое, к тому же, передаваясь более компактному и менее тяжелому аппарату, должно сильно поднять температуру последнего. Благодаря только этому теплу, контактный аппарат может иметь температуру в 1000° во все время работы установки. Такая высокая температура, как неблагоприятная для реакции образования аммиака, должна быть, конечно, избегнута. Первоначально Клод вздумал произвести охлаждение посредством воды, полагая использовать отнятое тепло для получения перегретого пара, но опыт не удался. Охлаждение расплавленным свинцом дало тоже отрицательный результат разрушалась стенка аппарата. [c.121]

В качестве характерной конструкции контактного аппарата с катализатором, загруженным в трубках, приведен аппарат для каталитического окисления нафталина или ортоксилола во фталевый ангидрид нри температуре 400—430°С [23]. Реакция окисления нафталина идет с больншм выделением теплоты и в то же время требует тонкого регулирования температуры отклонение температуры от оптимальной на 4—6°С уже вызывает существенное нарушение процесса. Указанное обстоятельство и определило конструкцию аппарата. Он представляет собой теплообменную трубчатку с трубками малого диаметра 30x2 мм, в которые загружается катализатор. В межтрубном пространстве циркулирует промежуточный теплоноситель — расплав солей (смесь нитрата и нитрита натрия). Применение жидкого теплоносителя позволяет вести процесс в очень мягком температурном реж41ме — разность температур между теплоносителем и реакционной зоной не превышает б—8°. [c.209]

Технические комиссии, занимавшиеся анализом причин аварий, предложили ряд мероприятий, исключающих попадание солей аммония в испаритель с жидким аммиаком. Предложено организовать отстой жидкого аммиака в течение 4 ч и обогрев трубопровода на участке от аппарата подготовки аммиака до уровнемера-, установить дублирующий уровнемер для жидкого аммиака улучшить конструкцию аварийной линии для сброса на свечу после контактного аппарата, чтобы предотвратить разрушение ее элементов при срабатывании мембраны, улучшить ревизию электропнев-матических клапанов и др. [c.42]

Из адиабатических аппаратов наиболее простойконструкциеп обладают так называемые емкостные контактные аппараты, обычно представляющие собой металлические цилиндры в их нижней части находится решетка, на которую насыпают катализатор в виде различного типа гранул. Газы предпочтительно направлять в аппарат сверху вниз. Возможность полезно использовать значительную часть объема таких аппаратов и предельная простота конструкции делают их очень дешевыми в изготовлении. Отсутствие приспособлений для теплообмена ограничивает применение емкостных контактных аппаратов. Они пригодны для проведения 1) процессов с небольшим тепловым эффектом 2) процессов, не очень чувствительных к изменению температуры 3) процессов с малой степенью превращения за проход. Как правило, эндотермические процессы легко осуществимы в емкостных реакторах. В нефтехимической промышленностп емкостные адиабатические реакторы применяют, например, для таких многотоннажных процессов, как платформинг. [c.264]

Применение агрегата окисления новой конструкции, в котором совмещены смеситель и контактный аппарат, использование минимальных объемов аммиачно-воздушной смеси и оснащение этого узла надежными системами автоматического регулирования и противоаварийной защиты позволяют обеспечить безопасные условия эксплуатации установки в отсутств1ие устройств, сбрасывающих давление при взрыве аммиачно-воздушной смеси. Как показал опыт эксплуатации, взрывные мембраны не всегда обеспечивают защиту аппарата от разрушения при взрыве, что обусловлено несовершенством методов расчета и сложностью их изготовления. Поэтому за рубежом на многих крупных агрегатах, работающих под давлением, предохранительные мембраны не устанавливают. Однако рабочий состав аммиачно-воздушной смеси принимают с относительно низким содержанием аммиака (9,5—10%). что позволяет создать больший запас надежности эксплуатации агрегата по отношению к нижнему концентрационному пределу воспламенения при 200°С (15%). [c.44]

Контактные аппараты, применяемые в химической и нефтяной п )Омышленности, отличаются разнообразием конструкций. Ниже приводится описание одного из сложных по устройству контактных [c.194]

Конструкции корпуса и других элементов реактора существенно зависят от давления, при котором протекает реакция. Реакторы низкого давления (контактные аппараты, конвертеры) имеют обычно сравнительно тонкостенный сварной цилиндрический корпус, непосредственно к которому крепят решетчатые полки с катализатором. Штуцера для подвода и отвода реагентов обычно приварены к боковой стенке корпуса, В качестве корпусов реакторов высокого давления (10—100 МПа) применяют цельнокованые, ковано-сварные или многослойные сварные цилиндрические толстостенные сосуды (из стали 22ХЗМ), закрытые массивными плоскими крышками (рис, 4,40), Реагенты подводят и отводят через крышки боковые штуцера применяют редко. Для герметизации соединения корпуса и крышки в последнее время используют преимущественно двухконусный самоуплотняющийся затвор, Такие реакторы применяют в основном для синтеза аммиака и метанола (колонны синтеза). Реакция происходит в катализаторной коробке (насадке колонны), закрепленной с зазором относительно корпуса, В зазоре циркулирует холодный синтез-газ, охлаждающий корпус и стенку катализаторной коробки и этим защищающий их от перегрева и соответствующей потери прочности материала стенки, а также от температурных напряжений. Создание крупных колонн синтеза и агрегатов большой единичной мощности обусловлено развитием сварочной техники, в частности электрошлаковой сварки, позволяющей сваривать толстые детали. [c.286]

Интенсивность массопередачи к внешней поверхности зерен катализатора зависит от конструкции контактного аппарата. Ее можно повысить, увеличив линейную скорость потока. Однако одновременно возрастает гидравлическое сопротивление слоя. Скорость вну енней диффузии зависит только от структурь пористого каталнз тора н свойств реагирующей среды. Уменьшение размера зерен снижает отрицательные последствия внутридиффузионного торможеннй, позволяя полнее использовать реакционный объем. Однако при этом также повышается гидравлическое сопротивление слоя частиц. При переводе процесса в кипяпщй слой, где можно использовать мелкие частицы, не повышая гидравлического сопротивления слоя, возникают специфические затруднения с диффузией реагентов между различными частями потока газов. [c.263]

Технический прогресс в химической промышленности в значительной степени определяется разработкой новых высокоэффективных крупнотоннажных производств, усовершенствованием действующих технологических схем. Важнейший фактор, способствующий ускорению технического прогресса,— сокращение сро ков внедрения достижений пауки в производство. Последнее, в частности, определяется методами, на основании которых можно предсказать протекание физико-химических процессов в аппаратах любой конструкции и размеров. Теоретической основой и методом решения проблем, связанных с разработкой химического процесса, сооружением контактных аппаратов, определением оптимальных режимов пх работы, созданием систем автоматического управления, является метод математического моделирования, основы которого были, заложены в работах Вореско-ва [1—5], Зельдовича 16], Франк-Каменецкого [ ], Слинько [3, [c.6]

Контактные аппараты для окисления ЗОа могут быть разнообразной конструкции [1]. В настоящее время в СС(]Р применяют, в основном, пятиполочные аппараты фильтрующего слоя с теплообменниками между полками, работающие при адиабатическом режиме в каждом слое [10]. Оптимальный случай диаграммы X — I для таких аппаратов представлен на рис. 69. При идеальном температурном режиме, соответствующем максимальной скорости реакции, температура I должна уменьшаться по оптимальной кривой по мере роста степени окисления х. Каждая адиабата пересекает оптимальную кривую лишь в одной точке, однако наличие пяти [c.142]

Конструирование новых мокрых контактных аппаратов, в частности пенных, часто основано на более или менее удачных комбинациях принципов или конструктивных элементов, заимствованных у существующих реакторов (циклоны, тарельчатые пенные аппараты, скрубберы Вентури, колонны с насадкой). Этот прием иногда позволяет при конструировании нового аппарата сочетать преимущества взятых за основу классических реакторов. Так, безрешеточные пенные аппараты — центробежно-пенный, циклонно-пенный, пенновихревой — основаны на идее совмещения в одном аппарате принципа действия центробежных сил и сил инерции с пенным способом обработки газов, а эжекционно-пенный — на сочетании турбулентного распыления (труба Вентури) и вспенивания жидкости газом. В конструкции ЦПА, ПВА и ЭПП по-новому решается вопрос создания пенного слоя — за счет особого пенообразующего устройства, закручивающего газовый поток и одновременно эжектирующега жидкость из соответствующей емкости (бункера). Пенообразующее устройство — улитка (ЦПА) или завихритель (ПВА) — расположено внизу реактора, в бункере с жидкостью. В эжекционно-пенном аппарате завихритель, расположенный на выходе из трубы распылителя (турбулизатора), эжектирует жидкость и способствует развитию пенного слоя. [c.235]

Контактные аппараты КС для окисления сернистого ангидрида бывают различных конструкций в зависимости от условий их применения. До последнего времени использовались исключительно цилиндрические аппараты. Успешно испытаны в эксплуатации решеткп с колпачковыми и туннельными распределителями газа. Все пспытанные аппараты имеют расширение на выходе газа с целью сепарации отдельных фонтанных выбросов катализатора. В опытных аппаратах и на верхних полках промышленного многополочного аппарата успешно применены водяные холодильники непосредственно в кипящем слое катализатора. [c.150]

В-третьих, однопол очные аппараты ввиду простоты их конструкции заманчиво применять для короткой схемы сухой очистки [1, 26] производства серной кислоты контактным способом на газе от обжига серного колчедана. В этом случае газ, содержащий 8—10% ЗОз, после неполной сухой очистки поступает в контактный аппарат. Минимальная степень превращения для короткой схемы составляет около 80%, поэтому необходим высокий слой катализатора — 350— 450 мм. Оптимальная температура составляет 520—500° С, тогда как при адиабатическом режиме [уравнение (111.12)] она была бы 700° С. Поэтому необходимо отводить из слоя большое количество тепла и целесообразно устанавливать трубы парового котла непосредственно в кипящем слое катализатора, используя хорошую теплоотдачу. Газ после контактного аппарата охлаждается в теплообменниках, затем серный ангидрид абсорбируется с образованием загрязненного олеума и моногидрата, а оставшийся чистый газ поступает во вторую стадию окисления в аппарат с фильтрующими слоями катализатора и затем на повторную абсорбцию. Достигается весьма высокая степень окисления 30а х = 0,995), а также более полная абсорбция серного ангидрида. Загрязнение атмосферы уменьшается в несколько раз по сравнению с обычными системами. Себестоимость кислоты по сравнению с обычными установками снижается вследствие отсутствия громоздких и дорогих в эксплуатации мокрых электрофильтров и промывных башен, а также благодаря использованию тепла реакций для получения пара. [c.151]

Максимальный выход SO3 для данного времени соприкосновения газа с катализатором получается при определенной оптимальной температуре. Чем меньше время соприкосновения т (и соответственно JisOa), тем выше оптимальная температура (см. ч. 1, рис. 98). Таким образом, в контактных аппаратах для достижения максимальной скорости процесса следовало бы начинать его прн возможно более высоких температурах, около 600°С, проводить по кривой оптимальных температур и заканчивать при 400°С. Для этого необходим предварительный подогрев газа и непрерывный отвод теплоты по ходу каталитического процесса. Этой задаче и подчинены в основном конструкции современных контактных аппаратов, однако решается она далеко не полностью. Свежий газ, содержащий SO2, подогревается за счет теплоты прореагировавшего газа (теплоты реакции) лишь до температуры зажигания (420—470°С), а затем во время каталитического процесса температура сначала возрастает до бОО С, а затем производится понижение ее. [c.131]

Разработка новых пенных аппаратов идет по двум направлениям первое — совершенствование существующей конструкции пенного аппарата без принципиальных изменений, в частности, без ликвидации основного конструктивного элемента — решетки второе — разработка безрешеточных пенных аппаратов, работающих с само-орошением (без внешней циркуляции жидкости). Известно, что мокрые массо- и теплообменные, а также газоочистительные аппараты требуют большого расхода рабочей жидкости — до 1,5 л на 1 м обрабатываемого газа, регенерации этой жидкости в системах рециркуляции (осветление, нейтрализация) и удаления шлама. Проблема охраны природы ставит вопрос перевода технологических процессов на замкнутые безотходные циклы или хотя бы резкого снижения расхода воды в промышленных процессах и утилизации шламов. Поэтому при разработке новых мокрых контактных аппаратов весьма желательна ликвидация систем внешней циркуляции орошающей жидкости. [c.232]