Температура - зажигание - катализатор
Cтраница 4
Следует отметить, что при проведении гетерогенных каталитических процессов в системе Г - Т температура потока полного смешения на входе в реакционную зону Гвх, в отличие от потока идеального вытеснения, может быть ниже температуры зажигания катализатора. [47]
Изотермический режим аппаратов КС позволяет ( как показано в главе II) не только повысить интенсивность их работы по сравнению с полочными аппаратами с неподвижным катализатором при равном количестве слоев, но и подавать газ при температурах много ниже температуры зажигания катализатора, что, в свою очередь, дает возможность перерабатывать высококонцентрированные газы при достижении х 0 7 в первом слое катализатора. Опыты и расчеты [110, 180, 187] показали, что при постоянном соотношении 02: S02 интенсивность работы катализатора растет почти пропорционально концентрации SOa в газе при повышении последней от 7 ( в обычных газах) до 60 % ( объемн. При этом производительность всей очистной аппаратуры повышается пропорционально концентрации газа и снижается расход электроэнергии на перекачивание газовой смеси. Сильно интенсифицируется абсорбция серного ангидрида, возникает возможность его конденсации или же получения высококонцентрированного олеума непосредственно из контактных газов. Интенсивность работы катализатора и срок его службы возрастают также вследствие снятия местных перегревов и переохлаждений контактной массы, столь характерных для неподвижного слоя, особенно при слеживании и спекании гранул в виде кусков и корок на поверхности слоев и у теплообменных поверхностей. [48]
Изотермический режим аппаратов КС позволяет ( как показано в главе IV) не только повысить интенсивность работы катализатора по сравнению с полочными аппаратами с неподвижным катализатором при равном количестве слоев, но и подавать газ при температурах много ниже температуры зажигания катализатора, что, в свою очередь, дает возможность перерабатывать высококонцентрированные газы при достижении х 0 7 в первом слое катализатора. Опыты и расчеты [7, 15, 16] показали, что, при постоянном соотношении О 2: SO 2, интенсивность работы катализатора растет почти пропорционально концентрации S02 в газе при повышении последней от 7 ( в обычных газах) до 60 объемн. [49]
В контактных аппаратах с неподвижным катализатором нельзя применять водяные холодильники, так как вследствие весьма низкой теплопроводности пористых гранул ванадиевого катализатора ( порядка 2 4 кДж / ( м-ч - С) ] у теплообменных поверхностей происходит резкое падение температуры ниже температуры зажигания катализатора. Кроме того, на холодных поверхностях теплообменных труб может конденсироваться серная кислота, что вызывает быструю их коррозию и порчу контактной массы, находящейся в зоне теплообменников. Теплопередача от кипящего слоя к воде, протекающей в трубах водяного холодильника, происходит много интенсивнее, чем в газовых теплообменниках, которые устанавливают между слоями аппаратов с неподвижным катализатором; коэффициент теплопередачи возрастает в среднем в 10 раз. Движущая сила процесса теплопередачи At ( разность температур) также увеличивается примерно в 2 раза. Таким образом, площадь теплообмена в контактных аппаратах КС при переработке концентрированного газа уменьшается по сравнению с неподвижным слоем примерно в 20 раз. При переработке концентрированного газа представляется возможность использовать теплоту реакции для получения водяного пара. [50]
В контактных аппаратах с неподвижным катализатором Нельзя применять водяные холодильники, так как вследствие весьма низкой теплопроводности пористых гранул ванадиевого катализатора [ порядка 0 57 ккал / ( м-град - ч) ] у теплообменных поверхностей происходит резкое - падение температуры ниже температуры зажигания катализатора. Кроме того, на холодных поверхностях теплообменных труб может конденсироваться серная кислота, что вызывает быструю их коррозию и порчу контактной массы, находящейся в зоне теплообменников. Теплопередача от кипящего слоя к воде, протекающей в трубах водяного холодильника, происходит много интенсивнее, чем в газовых теплообменниках, которые устанавливают между слоями аппаратов с неподвижным катализатором; коэффициент теплопередачи возрастает в среднем в 15 раз. [51]
Использование аппарата ОТС, согласно расчетам, позволяет путем использования высокотемпературного теплоносителя - серы увеличить степень конверсии по сравнению с традиционными методами конверсии на 1 5 - 1 8 % вследствие снижения градиента температур между стенками трубок и серединой слоя, позволяет исключить возможность инактивации катализатора при возрастании скорости газов, поскольку рабочая температура охлаждающего агента совпадает с температурой зажигания катализатора. [52]
Основными характеристиками катализаторов являются активность, термическая устойчивость ( стабильность) и мед ничсскан прочность. Температура зажигания катализатора зависит от природ катализатора, состава реакционной смеси и теплового эффек реакции. Катализаторы СВС и ИК имеют пониженную темп ратуру зажигания ЗОД-400 С, а СВД - около 420 - 430 С. [53]
Без теплообменных элементов эффективно работают прежде всего аппараты, в которых протекают реакции с небольшим тепловым эффектом или же перерабатываются разбавленные газы. Подогрев газа до температуры зажигания катализатора ( при экзотермических процессах), или более высокой при эндотермических, происходит в выносных теплообменниках, подогревателях, печах. Без теплообменных элементов могут работать и однослойные аппараты с большим тепловым эффектом процесса. В этом случае при эндотермических процессах необходимая температура достигается за счет предварительного нагревания газа и, в некоторых случаях, катализатора; в экзотермических процессах газ поступает при температурах ниже температуры зажигания катализатора и его начальная температура определяется из теплового баланса или уравнения адиабаты по заданной оптимальной температуре в слое. [54]
Температура смеси на входе в слой катализатора Твк не зависит от температуры кипящего слоя. Она может быть и ниже температуры зажигания катализатора Гзаж и выше максимально допустимой температуры 7 акс, при которой эксплуатация катализатора невозможна. Изменяя количество отводимой из слоя теплоты, можно легко поддерживать заданную температуру. Например, если Твх С Тр, то часть выделившейся теплоты будет расходоваться на нагрев входящей газовой смеси до рабочей температуры кипящего слоя 7Р и нагрузка на теплообменники уменьшается. Если Твх Тр или Гвх Тмакс, то теплообменники должны не только обеспечить отвод теплоты реакции, но и охлаждение газовой смеси до температуры кипящего слоя. [56]
Страницы: 1 2 3 4