3 Колони з трубчатою насадкою

Колона рисунок 3 складається з циліндричного корпуса 3 з верхнім та нижніми затворами.

У якості таких затворів використовують головки 2 з накладеними фланцями 1, які приєднаються шпильками до корпуса. Ущільнення між головками та корпусом створюється за допомоги мідної прокладки 14.

Висота корпуса колон коливається у межах 12-15м, внутрішній діаметр корпусів від 0,7 до 1,4м. Через отвори у верхній головці проходить пірометричні кармани 4 для установки термопари. На верхній головці розміщені також електровводи до підігрівача 5. У нижній головці є відтвори для виходу газу з колони та для воду газу по холодному байпасу.

Внутрішня насадка колони складається з попереднього теплообміннику 12, розподільного колектору 9 та каталі заторної коробки 8. Попередній теплообмінники це стальний циліндр і нижніми решітками, у які вальцьовані теплообмінні трубки. Використовують трубки з діаметром від 10 до 16 мм та висоту 4,5-6м, кількість трубок від 360 до 2000шт., в залежності від їх діаметра та розмірів корпусу.

Для покращення теплообміну у між трубному просторі теплообмінника установлені горизонтальні перегородки. У центрі теплообмінника розміщується труба 13. Над попереднім теплообмінником розміщується каталізаторна коробка 8.У середині коробки для відводу тепла з зони каталізу розміщений теплообмінник, що складається з подвійних трубок 6 та 7.

У середині каталі заторної коробки проходить центральні труба, у якій розміщується електричний підігрівач 5.

Хід газу у колоні.

Основний газовий потік прямує через головний вентиль зверху колони та до низу колони проходить по кільцевому зазору між корпусом та корпусами каталі заторної коробки та теплообмінника. Завдяки тому, що потік холодного газу, що надходить прямує уздовж стінок колони, її товстостінний корпус не піддається дії високих температур.

У низу колони, азото-воднева суміш надходить у між трубний простір теплообмінника, де нагрівається гарячим прореагувавши газом, що виходить з каталі заторної коробки по трубкам. Частина газу може прямувати у колону по холодному байпасу та проходить через центральну трубу у верхню частину попереднього теплообмінника, де холодний газ змішується з підігрітим газом.

Подача газу по холодному газу дає можливість регулювати температуру у зоні каталізатора. Електричний підігрівач включається у роботу при розігріві або відновленні каталізатору, а також при порушеннях температурного режиму процесу синтезу амоніаку.

4 Колони з полочною насадкою

Колони такої конструкції рисунок 4 каталізаторна коробка, що складається з чотирьох або п’яти полок з каталізатором, розміщена над теплообмінником. Нижня частина полки це трубна решітка. Між полками розміщенні пристрої 9 для перемішування основного потоку газу з газом., що надходить через холодний бай пас. Байпасний газ надходить у змішувач по трубам, що ведені через отвори у верхній кришці 2 колони.

Насадка розміщується у корпусі4 колони, циліндром з привареним сферичним днищем. Зверху корпус зачинений гвинтовим затвором з муфтовим з’єднанням. Затвор складається з масивної муфти 3, нагвинченої на корпус, кришки 2 та ущільнюючих елементів. У середині колони між теплообмінником та каталі заторної коробки розміщений компенсатор 8.

Хід газу у колоні.

Основний потік газу водиться у колону через отвори у верхній кришці та рухається у низ по кільцевому зазору між корпусом колони та насадкою. Знизу газ надходить у між трубний простір теплообмінника, де нагрівається до 43-450⁰С та входить далі у центральну трубу 7 каталізаторної трубки, у якій розміщений електропідігрівач. Звідси газ надходить на першу (верхню) полку з каталізатором. Температура газу регулюється за допомоги нижнього холодного бай пасу, так же як і у насадках трубного типу. У результаті виділення тепла реакції температура газу на виході з полки збільшується до 520-530⁰С.

По виходу з першої полки газ надходить у змішувач, куди підводиться також холодний газ через вентиль холодного байпасу. Холодний газ піддається у такій кількості, щоб температура газової суміші, що виходить із змішувача, складала 440-450⁰С. Потім газ прямує на наступну полку з каталізатором, де температура газової суміші знов підвищується.

Звичайно полочна насадка, що складається з 4-5 полок, має 3-4 холодних байбасів. У каталізаторі, що завантажується на верхню полку, іноді розміщують трубчатий теплообмінник.

Використана література:

1. Ф.А. Андреев, С.И. Каргин, Л.И. Козлов, В.Ф. Приставко. Технология связаного азота. Изд.: «Химия» М.: 1966 – 498с.

Питання до самоконтролю:

1. На які групи можна розділити обладнання систем синтезу амоніаку?

2. Які два типа конструкції насадок ви знаєте?

3. Дайте короткий опис протиточній насадці.

4. Дайте короткий опис прямоточній насадці.

5. Розкажіть устрій колони з трубчатою насадкою.

6. Розкажіть як рухається газ у колоні з трубчатою насадкою.

7. Розкажіть устрій колони з поличною насадкою.

8. Розкажіть як рухається газ у колоні з поличною насадкою.