Десорбер

 

ДЕСОРБЕР, содержащий греющую камеру из чередующихся по оси электродов и изоляторов, диаметр которых меньше диаметра электродов, паровую камеру с /гбрызгоотстойником , днище и патрубки подачи и удаления жидкости и газообразных продуктов, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности по десорбированному газу и получения газа в виде высококонцентрированного фтористого водорода , изоляторы греющей камеры снабжены сливными зонтами, выполненными в виде полых усеченных конусов и установленными большими основаниями над выступающей верхней частью изоляторов, расположенной на расстоянии 0,5-0,8 высоты электродов, днище десорбера снабжено смесителем жидкости с олеумом, а греющая камера имеет размещенный в верхнем изоляторе винтовой элемент из диэлектрика. (Л rs сд СП со 4

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (Sl)4 В 01 D 53/04 1 22

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3653347/23-26 (22) 19.10.83 (46) 30.08.85. Бюл. № 32 (72) В. П. Пищулин, С. Н. Гришин и В. В. Жидков (71) Томский ордена Октябрьской Революции и ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт им. С. М. Кирова (53) 621.359.3 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1049088, кл. В 01 D 53/04, 1982. (54) (57) ДЕСОРБЕР, содержащий греющую камеру из чередующихся по оси электродов и изоляторов, диаметр которых меньше диаметра электродов, паровую камеру с

ÄÄSUÄÄ1175534 A брызгоотстойником, днище и патрубки подачи и удаления жидкости и газообразных продуктов, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности по десорбированному газу и получения газа в виде высококонцентри рова нного фтористого водорода, изоляторы греющей камеры снабжены сливными зонтами, выполненными в виде полых усеченных конусов и установленными большими основаниями над выступающей верхней частью изоляторов, расположенной на расстоянии 0,5 — 0,8 высоты электродов, днище десорбера снабжено смесителем жидкости с олеумом, а греющая камера имеет размещенный в верхнем изоляторе винтовой элемент из диэлектрика.

1175534

Изобретение относится к химическому машиностроению и может быть использовано для десорбции фтористого водорода выпариванием из растворов «серная кислота— фтористый водород — вода».

Цель изобретения — повышение производительности десорбера по десорбирован ному газу и получение газа в виде высококонцентрированного фтористого водорода.

На чертеже изображена конструкция электродного пленочного десорбера.

Десорбер содержит электродную трубчатую греющую камеру, паровую камеру и куб десорбера.

Электродная греющая камера 1 состоит из установленных по оси в чередующемся порядке трубчатых электродов 2 и изоляторов 3, диаметр которых меньше диаметра электродов, диэлектрического винтового элемента 4 и сливных зонтов 5, выполненных в виде полого усеченного конуса из диэлек- 2р трика. Для обеспечения электрического контакта между поверхностью электродов и раствором в приэлектродной зоне трубчатые изоляторы 3 снабжены переливными порогами, которые перекрывают 0,5 — 0,8 длины электродов в нижней их части.

Куб 6 десорбера снабжен смесителем 7 трубчатого типа с отверстиями на боковой поверхности трубы, по которому в куб поступает олеум.

Паровая камера 8 имеет брызгоотстой- Зр иик 9.

Кроме того, десорбер снабжен патрубком 10 подачи исходного раствора, патрубком 11 отвода газообразных продуктов и патрубком 12 отвода кубовой кислоты.

35 работает следующим обраДесорбер зом.

Исходный раствор «серная кислота втористый водород — вода» непрерывно поступает через патрубок 10. Через переливной порог, образованный верхним трубчатым изолятором 3, раствор стекает пленкой от верхнего заземленного трубчатого электрода 2 по внутренней поверхности трубчатого межэлектродного изолятора и по наружной поверхности сливного зонта 5 в приэлектрод- 45 ную зону центрального фазового трубчатого электрода 2. Подобным образом через нижний трубчатый электрод 2 раствор стекает в куб 6 десорбера. По мере стекания пленки раствора происходит постепенное нагревание раствора за счет выделения тепла при пропускании переменного электрического тока промышленной частоты, подводимого с помощью трубчатых электродов 2 через стекающую пленку раствора. С поверхности греющей пленки раствора происходит час-. у тичное выделение в газовую фазу фтористого водорода и воды. Кроме того, электрический ток повышает летучесть фтористого водорода и способствует повышению его выхода и концентрации в газовой фазе.

Полное извлечение фтористого водорода в газовую фазу происходит в кубе 6 десорбера за счет дополнительного количества тепла, выделяющегося в результате смешения стекающего раствора и олеума, поступающего в куб 6 десорбера через смеситель 7.

Серный ангидрид олеума связывает свободную воду, не испарившуюся с поверхности стекающей пленки, и тем самым способствует повышению степени чистоты газовой фазы и снижению энергетических затрат на проведение процесса десорбции за счет использования теплоты смешения олеума и десорбируемого раствора. Поднимающиеся пары, проходя через винтовой элемент, частично очищаются за счет абсорбции воды (как более высококипящего компонента газовой фазы), стекающей пленкой в верхней части греющей камеры, где ее температура ниже, чем температура пленки в нижней части греющей камеры. Газ в виде высококонцентрированного фтористого водорода, проходя брызгоотстойник 9, удаляется через патрубок 11. Отработанный кубовый раствор серной кислоты концентрацией 95 — 98О/р отводится через патрубок 12.

Работа десорбера в пленочном режиме при плотности тока на электродах 0,1—

0,3 А/см и в растворе 3 — 4 А/см позволяет повысить производительность по десорбируемому газу в 1,2 — 1,4 раза. Сливные диэлектрические зонты обеспечивают надежный электрический контакт стекающей пленки с раствором в приэлектродной зоне, а выполнение выступающей части изоляторов, расположенных на расстоянии 0,5 — 0,8 высоты электрода, обеспечивает электрический контакт раствора в приэлектродной зоне с рабочей поверхностью электродов.

Перекрывание менее 0,5 высоты электродов привело бы к черезмерному уменьшению рабочей поверхности электродов, а значит и к увеличению плотности тока на них. Поэтому параметр «0,5 — 0,8 длины нижней части электродов» выбран как оптимальный и существенный отличительный признак. Для подтверждения данного положения проведено моделирование пленочной электродной греющей камеры с тремя электродами при различной высоте переливного порога и диаметре изолятора в два раза меньшем диаметра электрода, высоте электрода, равной

0,5 диаметра электрода, и толщине пленки, равной 0,07 высоты электрода, при плотности тока в пленке раствора 3 А/см . Средний электрод выполнен разрезным по высоте электрода. При исследовании определялась отдельно высота контакта электрода со стекающей сверху пленкой раствора и высоты контакта электрода со стекающей вниз пленкой раствора и соответствующей плот1175534 рога на работу электрода приведено в таблице. ности тока по поверхности электрода. Влияние относительной высоты переливного полотность тока (А/см ) на поверхности онтакта электрода с пленкой, стекающей

Относительная высота контакта электрода с пленкой, стекающей вниз верху сверху вниз

0,85

0,14

0,67

0,7

0,15

0,8

0,18

0,30

0,33

0,55

0,7

0,22

0,28

0,45

0,35

0,6

0,35

0,28

0,28

0,35

0 5

0,30

0,30

0,33

0,33

0,4

0,67

0,35

0,30

0,15

П р и м е ч а н и е. Неустойчивый режим, недостаточен зазор для прохождения пленки между зонтом и изолятором.

Как следует из экспериментальных данных, устойчивый пленочный режим и рекомендуемая плотность тока на поверхности контакта раствора и электрода достигаются при относительной высоте переливного порога, равной 0,5 — 0,8. При величине менее 0,5 плотность тока возрастает до 0,67 А/см .

При относительной высоте переливного поСоставитель 3. Александрова

Редактор А. Ревин Техред И. Верес Корректор И. Муска

Заказ 5254/9 Тираж 659 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Относительная высота переливного по рога рога, равной 0,4, площадь электрода полезно используется только на 45о/о. При величине переливного порога более 0,85 мал зазор для создания пленки между зонтом и изолятором, а плотность тока на поверхности контакта электрода со стекающей сверху пленкой вь1 ше допустимой (0,67 А/см ) .