Тонкий слой - катализатор
Cтраница 2
При этом вычисления по приведенной выше схеме существенно упрощаются. Интенсивное химическое реагирование при внутридиффузионном лимитирующем сопротивлении заканчивается обычно в тонком слое катализатора вблизи его наружной поверхности, что позволяет анализировать процесс независимо of формы частиц катализатора. [16]
Герметики, отверждаемые катализатором К-ЮС, применяются без подслоя и имеют достаточную адгезию к металлам и неметаллам. Для герметиков, отверждаемых катализатором К-1, необходим подслой, в качестве которого рекомендуется тонкий слой катализатора К-ЮС. [17]
Это обстоятельство заставляет при конструировании контактных аппаратов принимать специальные меры для создания наилучших условий теплопередачи от контактной массы во внешнюю среду. Большей частью эта задача решается двумя путями: 1) трубки для помещения катализатора делаются небольшого сечения, чтобы передача тепла совершалась через тонкий слой катализатора и по сечению этого слоя не было бы слишком значительной разницы температур; 2) контактные трубки погружаются в жидкостную баню, обеспечивающую высокий коэффициент теплопередачи от наружной поверхности трубок и, кроме того, являющуюся тепловым буфером, устраняющим местные перегревы и сглаживающим случайные температурные скачки. В практике жидкостью для бань часто служит расплавленный свинец, обеспечивающий нагрев системы до температуры, нужной для начала реакции окисления, и отбирающий затем тепло реакции от трубок. [18]
Для восстановления активности катализатора необходимо выжечь углеродистые вещества, отложившиеся на его поверхности. Практически это осуществляется продувкгй горячего воздуха через слой катализатора, вследствие выделения ieruia при сгорании углеродистых отложений температура продуваемого ьоздуха повышается и при отсутствии теплообмена с внешней средой будет возрастать по длине слоя катализатора, что может вызвать его сплавление. В тонком слое катализатора при относительно большим расходе воздуха можно предотвратить сильный перегрев регенерируемого катализатора. В конверторах с поперечным током газа он проходит короткий путь в зоне катализатора. Наиболее полное использование катали-загорного пространства достигается при высокой турбулентности потока. [19]
 |
Схема конструктивного совмещения реактора окисления аммиака ( Р и котла-утилизатора ( КУ. [20] |
Более характерен для конструктивного совмещения элементов следующий пример. Окисление аммиака осуществляется на платиноид-ном катализаторе, состоящем из нескольких сеток, после чего реакционные газы охлаждаются в котле-утилизаторе. Для равномерного распределения потока по сечению тонкого слоя катализатора реактор должен иметь конусообразные объемы перед и после слоя. Поставив реактор непосредственно на котел-утилизатор, можно уменьшить расходы на аппараты ( рис. 5.43), что и используется в современных производствах азотной кислоты. [21]
Если концентрация примесей в газах постоянна и превышает пределы воспламенения, применяют наиболее простое устройство - дожигающие газовые горелки. При низких концентрациях вредных веществ, близких к пределу воспламенения, используют каталитическое окисление. В присутствии катализатора ( металла или его соединенийТ например платины) происходит экзотермическое окисление органических соединений при температурах значительно ниже предела воспламенения. Каталитическое окисление - поверхностное, поэтому для него требуется тонкий слой катализатора, имеющего максимальную площадь поверхности соприкосновения с газовым потоком. [22]
Во внешней диффузионной области, как следует из уравнения ( I, 54), скорость процесса возрастает с уменьшением диаметра зерен. Точно так же зависит от диаметра зерен и величина гидравлического сопротивления. Поэтому при уменьшении величины зерен катализатора при постоянной скорости газа гидравлическое сопротивление слоя остается неизменным, так как увеличение сопротивления единицы высоты слоя компенсируется уменьшением высоты всего слоя. Отсюда следует, что для контактных процессов, протекающих во внешней диффузионной области, целесообразно применять катализатор в форме возможно более мелких зерен. Уменьшение величины зерен ограничивается лишь возможностью равномерного распределения газа по сечению тонкого слоя катализатора. [23]
Во внешней диффузионной области, как следует из уравнения ( I, 54), скорость процесса возрастаете уменьшением диаметра зерен. Точно так же зависит от диаметра зерен и величина гидравлического сопротивления. Поэтому при уменьшении величины зерен катализатора при постоянной скорости газа гидравлическое сопротивление слоя остается неизменным, так как увеличение сопротивления единицы высоты слоя компенсируется уменьшением высоты всего слоя. Отсюда следует, что для контактных процессов, протекающих во внешней диффузионной области, целесообразно применять катализатор в форме возможно более мелких зерен. Уменьшение величины зерен ограничивается лишь возможностью равномерного распределения газа по сечению тонкого слоя катализатора. [24]
 |
Принципиальная схема процесса Клауса с разветвленным потоком. [25] |
При содержании в кислом газе H2S более 50 % и углеводородных компонентов менее 2 % рекомендуется применять одно-поточный процесс. При содержании H2S больше 15 %, но меньше 30 % и ( или) при содержании углеводородов от 2 до 5 % рекомендуется применять технологическую схему с разветвленным потоком треть-две трети, при этом степень конверсии по сравнению с однопоточным процессом снижается, по качество серы не ухудшается. Теплота, выделяющаяся при реакции, используется для получения пара высокого давления, а выходящие газы смешиваются с остальными двумя третями потока кислого газа и проходят через первый каталитический конвертор при 230 - 260 С Здесь при взаимодействии H2S и SO2 образуются пары серы и воды. Газы из каталитического конвертора поступают в конденсатор, где сера конденсируется при 150 С и удаляется в виде жидкости. Оставшийся поток нагревается до 235 С и проходит через второй каталитический конвертор, за которым установлен конденсатор серы. При конденсации серы образуется пар низкого давления. Газы, выходящие из последнего конденсатора серы, являются остаточными ( хвостовыми), которые после очистки от вредных примесей выбрасываются в атмосферу. Для высокого выхода серы требуются две-три ступени каталитической конверсии, причем тонкие слои катализатора ( до 1 м) обеспечивают лучшую конверсию. [26]
Страницы: 1 2