Концентратор серной кислоты

 

Изобретение касается концентрирования серной кислоты и позволяет снизить потери серной кислоты. При подаче газа в концентратор через штуцер 8 газ оттесняет находящуюся там жидкость до уровня окон 4 и поступает в зону концентрирования 6. В этой зоне формируется восходящий газожидкостный поток. При этом жидкость из сливной зоны 7 через нижний зазор циркуляционный перегородки 4 поступает в зону концентрирования 6 и увлекается вверх. На выходе из зоны концентрирования газожидкостная смесь сепарируется, газ удаляется через штуцер 9, а жидкость снова поступает в сливную зону 7. Таким образом обеспечивается циркуляция жидкости. Исходный раствор поступает в концентратор через штуцер 10 и совершает в аппарате перекрестнопрямоточное движение по направлению к противоположному днищу. Концентрированный раствор отводится через штуцер 11. 2 з.п. ф-лы, 3 ил., 4 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А1

ÄÄSUÄÄ1473 787

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АBTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

4ь

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4187215/31-26 (22) 29. 01. 87 (46) 23.04,89. Нюп. Р 15 (71) Пермский политехнический институт и Научно-исследовательский институт удобрений и инсектофунгицидов им. Я.В.Самойлова (72) В.Л.Долганов, Б.Е.Шенфельд, А.Г.Хлуденев, И.В,Красильников, В.С.Сущев и К,В,Нейперт (53) 66.048.54 1 (088.8) (56) Удыма П.Г. Аппараты с погружными горелками.-М,: Машиностроение, 1973, с. 219. (54) КОНЦЕНТРАТОР СЕРНОЙ КИСЛОТЫ (57) Изобретение касается концентрирования серной кислоты и позволяет снизить потери серной кислоты. При подаче газа в концентратор через штуцер 8 газ оттесняет находящуюся (51) 4 В О1 D 1/14 В 01 J 10/00 там жидкость до уровня окон 4 и по- ступает в зону концентрирования 6..

В этой зоне формируется восходящий газожидкостный поток. При этом жидкость .из сливной зоны 7 через нижний зазор циркуляционной перегородки 4 поступает в зону концентрирования 6 и увлекается вверх. На вы-. ходе из зоны концентрирования гаэожидкостная смесь сепарируется, газ удаляется через штуцер 9, а жидкость снова поступает в сливную зону

7. Таким образом обеспечивается циркуляция жидкости. Исходный раствор поступает в концентратор через штуцер 10 и совершает в аппарате перекрестно-прямоточное движение по направлению к противоположному днищу. Концентрированный раствор отводится через штуцер 11, 2 s.n. ф-лы 3 ил 4 табл

1473787 2

f0

f5

25 гидравлическому сопротивлению, 35

При подаче газа в концентратор через штуцер 8 газ оттесняет находящуюся там жидкость до уровня окон 40

4 и поступает в зону 6 концентрирования. В этой зоне формируется . восходящий газожидкостный поток. При этом жидкость из сливной зоны 7 через нижний зазор циркуляционной пе- р5 регородки 4 поступает в зону 6 концентрирования и увлекается вверх.

На выходе из зоны концентрирования газожидкостная смесь сепарируется, газ удаляется через штуцер 9, а жидкость снова поступает в сливную зону 7, Таким образом обеспечивается циркуляция жидкости. По жидкости концентратор работает в проточном режиме. Исходный раствор поступает в концентратор через штуцер 10 и совершает в аппарате перекрестно-прямоточное движение по направлению к противоположному днищу. КонцентриИзобретение относится к концентрированию растворов серной кислоты.

Цель изобретения — снижение потерь серной кислоты путем уменьшения образования сернокислотного тумана при концентрировании.

На фиг. 1 представлен концентратор. серной кислоты, поперечное сечение; на фиг. 2 . — сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 3 — сечение Б-Б на фиг. 1. . Концентратор содержит горизонтально расположенную обечайку 1, футерованную кислотоупорным материалом, вдоль оси которой расположены газораспределительные 2 и циркуляционные 3 перегородки. Перегородки

2 снабжены окнами 4 для прохода газа и герметично соединены с обечайкой и обоими днищами. Окна в распределительной перегородке выполнены на

1 одном уровне, причем для обеспечения

I гидрозатвора нижний срез окон расположен выше нижнего среза циркуляционной перегородки. Перегородки 3 в верхней и нижней частях имеют зазоры относительно обечайки и соединены с днищами 5. Перегородки 2 и .3 образуют зону 6 концентрирования. Сливная зона 7 ограничена перегородками 3. Концентратор снабжен штуцерами для входа 8 и выхода 9 газа, а также штуцерами для ввода 10 и выхода 11 и слива 12 кислоты.

Концентратор работает следующим образом. рованный раствор отводится через штуцер 11, Окна в газораспределительной пе-. регородке выполняются на длине 1

= 0,6-0,8 от общей длины перегородки со стороны, противоположной штуцеру для отвода газа. Расположение окон в перегородке на длине. более

0,8 от общей длины перегородки, приводит к резкому увеличению брызгоуноса в аппарате, В табл. 1 приведены экспериментальные данные,по брызгоуносу, где

1 - относительное расстояние харак=

1 теризующее расположение окон 1=1 fL, (1, — расстояние от днища аппарата, на котором расположены окна; Ь— общая длина перегородки); В - относительные потери жидкости за счет брызгоуноса.

Если сделать проход газа в перегородке на длине менее 0,6 длины газораспределительной перегородки, то это значительно снизит активную зону концентрирования, а также резко увеличит гидравлическое сопротивление аппарата.

В табл. 2 приведены данные по

Высота циркуляционных перегородок

f составляет 0,5-0,75 внутреннего диаметра обечайки.

Увеличение высоты циркуляционной перегородки более 0,75 внутреннего диаметра обечайки уменьшает величину верхнего и нижнего зазора между циркуляционной перегородкой и обечайкой, что ухудшает условия сепарации и перетока кислоты. Кроме того, увеличение высоты газлифтной зоны при прочих равных условиях приводит к росту расхода транспортируемой в газлифте жидкости, что вызывает увеличение брызгоуноса в аппарате, Как показали экспериментальные исследования увеличение высоты циркуляционной перегородки более 0,75 внутреннего диаметра обечайки приводит к резкому увеличению брызгоуноса. . В табл, 3 приведены данные по брызгоуносу, где  — потери жидкой фазы с брызгами ° Xy

h — - относительная высота циркуляционной перегородки, MfM.

Уменьшение высоты циркуляционной перегородки менее 0,5 внутреннего диаметра аппарата приводит к значи14737

40

Таблица 1

Опыт 1 2 3 4 5 6 7

1, м/м

В, 7

0,4 0 5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0

08 09 1,1 1,15 .25 33 52

Та блица 2

1. I I 1 J Т

ЛР, мм вод.ст. 305 200

1, м/м О 4 0 5

160 90 85

0,6 0,7 0,8

80 80 . 0,9 1,0

2 3 4 5 6 7

Опыт 1

h м/м

В, Х

0,30

0,83

0,40 0 50 0,60 О, 70 0,80 0,90

1,01 1,09 1,25 1,52 3,43 5,94 тельному снижению расхода транспор- . тируемой в газлифте жидкости. Экспериментальные данные по расходу транспортируемой в газлифте жидкости при5 ведены в табл. 4.

Значительное снижение транспортируемой в газлифте жидкости (Я„)приводит к резкому снижению кратности циркуляции жидкости в аппарате, образованию застойных зон и снижению эффективности работы аппарата, Применение предлагаемого концентратора позволяет организовать боковой подвод газа в зону концентрирования, Боковой подвод характеризуется отсутствием газового кратера с малоподвижной поверхностью жидкости в зоне подвода газа, В зоне концентрирования существует направленный восходящий поток жидкости, поэтому топочный газ в месте подвода соприкасается с постоянно движущейся и обновляющейся поверхностью жидкости.

Имеет место интенсивное обновление 25 межфазной поверхности, величина которой составляет 250-280 м /мЗ. Образование развитой поверхности контакта фаз между газом и жидкостью позволяет более равномерно распре" делить тепловой поток подводимого газа.

Таким образом, наличие движущегося потока жидкости, постоянно обновляющейся, и развитой поверхности контакта фаз позволяет исключить локальные перегревы кислоты, что снижает образование сернокислотного ту-. мана в 5-6 раз, а следовательно, 87 уменьшает потери серной кислоты при концентрировании.

Формула из о бр ет ения

1. Концентратор серной кислоты, содержащий горизонтальную цилиндрическую обечайку с днищами, вертикальные газораспределительные перегородки, герметично соединенные с обечайкой и выполненные с окнами для прохода газа, вертикальные циркуляционные перегородки, штуцеры для ввода и вывода газа и жидкости, о тФ л и ч а ю шийся тем, что, с целью снижения потерь серной кислоты путем уменьшения образования серно-, кислотного тумана при концентрировании, газораспределительные и циркуляционные перегородки установлены вдоль оси обечайки и герметично соединены с обоими днищами, при этом циркуляционные перегородкиустановлены на расстоянии бт внутренней поверхности обечайки с образованием каналов для прохода выпариваемой жидкости.

2. Концентратор по п.1, о т л ич а ю шийся тем, что окна в газораспределительных перегородках выполнены вдоль нижнего края циркуляционных перегородок са стороны, противоположной штуцеру для отвода га" за, на участке, равном 0,6-0,8 всей длины перегородки °

3. Концентратор по п.1, о т л и" ч а ю шийся тем, что. высота циркуляционных перегородок составляет 0,5.-0,75 внутреннего диаметра обечайки.

1473787 6

Таблица 4

Опыт 1 2 3 4 5 6 7

А-Д

В

Редактор А,Мотыль

Заказ 1822/4 Тираж 600 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,!01

h,.ì/ì 0 3

Q» л/мин 2,1

0,4 0 5 0,6. 0,7 0,8 0,9

5,0 16,8 17,5,19,2 21,7 23,3

Составитель В.Золотов

Техред Л.Олийнык Корректор Л.Патай