Пристрій підтримуючий для каталізаторного пакета

Реферат: Пристрій підтримуючий для каталізаторного пакета містить нерухомі елементи у вигляді комірчастої системи з жароміцного сплаву. Опорну зварну конструкцію з тонколистового прокату виконано з концентричних елементів, а саме: з циліндрів, конусів, з'єднаних пластинами. UA 87656 U (54) ПРИСТРІЙ ПІДТРИМУЮЧИЙ ДЛЯ КАТАЛІЗАТОРНОГО ПАКЕТА UA 87656 U UA 87656 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 Корисна модель належить до хімічного машинобудування, є складовою частиною хімічного устаткування, й може бути використана в опорних системах для каталітичних пакетів хімічного підприємства з виробництва слабкої азотної кислоти з агрегатами УКЛ-7, АК-72. Азотна кислота є однією з найважливіших мінеральних кислот і за обсягом виробництва посідає друге місце після сірчаної кислоти. На основі азотної кислоти базується виробництво нітратних азотних добрив (аміачної селітри та її модифікацій) а також, комплексних добрив (що містять азот, фосфор і калій). Зростання виробництва цих добрив неминуче в усьому світі для вирішення продовольчої проблеми. Крім того, азотна кислота необхідна для виробництва вибухових речовин у мирних і оборонних цілях, продуктів органічного синтезу. Тому підвищення продуктивності каталітичного процесу установок виробництва слабкої азотної кислоти є актуальним. Основними і найбільш складними апаратами стадії конверсії аміаку NH3 у виробництві азотної кислоти є контактні апарати агрегатів УКЛ-7 та АК-72. Під час проходження аміако-повітряного суміші через каталізатор відбувається хімічна реакція, в результаті якої аміако-повітряна середовище перетворюється в проміжний продукт нітрозні гази. Каталізаторний пакет утримується в певному положенні в контактному апараті за допомогою внутріапаратних конструкцій, які дозволяють потоку текучого середовища переміщатися крізь каталізатор. Для підтримки каталізатора у певному положенні застосовують різні підтримуючі конструкції, до складу яких входять стійки, опорні балки, решітки, корзини. Зазвичай вони мають велику вагу і становлять значний опір потоку середовища. Крім того на підтримуючі конструкції впливає різне теплове розширення за нерівномірного розподілу температури в контактному апараті. Через це і за рахунок перепаду тиску на каталізаторній сітці в них виникають значні напруги, що можуть привести до їх деформації і навіть руйнування. Аналогом корисної моделі можна вважати пристрій для підтримання каталізаторних сіток (Пат. 2284291, МПК С01В21/28. Способ и устройство для поддержания каталитических сеток в горелках для окисления аммиака/ Эйен Хальвор и др. - З. № 2005102602/15; заявл. 20.09.2002; опубл. 27.09.2006), де опорна система складається з каталітичних решіток і опорних сіток, які підтримуються керамічними наповнювачами, що знаходяться в корзині пальника з металевими стінами та перфорованим дном. Прототипами для даної корисної моделі можна вважати опорні системи для каталітичних пакетів в контактних аппаратах агрегатів виробництва слабкої азотної кислоти УКЛ-7 та АК-72 [Понікаров І.І. Машини та апарати хімічних виробництв. - К.: Машиностроение, 1989 с.] Недоліками конструкцій існуючих систем опорних балок, решіток і корзин є вібрація їх в потоці газу, нерівномірність температурного поля, значні теплові деформації, що порушують цілісність зварних з'єднань. Вібрації і деформації призводять до зменшення строку використання і навіть руйнування каталізаторних пакетів, зменшення конверсії аміаку і зниження продуктивності хімічного реактора. В основу корисної моделі поставлено задачу створення пристрою підтримуючого для каталізаторного пакета в контактних апаратах за допомогою застосування жароміцних та жаростійких матеріалів для виготовлення тонкостінної комірчастої системи зварної конструкції, з тонколистового прокату, виконаної з концентричних елементів, а саме: з циліндрів, конусів, з'єднаних пластинами, що спирається на опори, розташовані у внутрішній частині контактного апарата, що забезпечить усунення недоліків існуючих систем підтримуючих пристроїв в агрегатах УКЛ-7 та АК-72, підвищення надійності і довговічності контактного апарата, підвищення середнього ступеня конверсії, зменшення витрат дорогого платинового каталізатора. Конструкція пристрою підтримуючого для каталізаторного пакета (фіг. 1, 2) відрізняється від існуючих тим, що являє собою тонкостінну комірчасту систему з концентричних елементів (циліндричних і конусних) та з'єднуючих пластин. Підвищення рівня уніфікації конструкції пристрою підтримуючого для каталізаторного пакета представлено на таблиці. Таблиця Порівняльний перелік найменувань деталей опорних конструкцій Деталі опорної конструкції каталізаторного пакета в контактному апараті агрегатів універсальної кислотної лінії УКЛ-7 1.Корзина каталізаторна 2. Підтримка Деталі "Пристрою підтримуючого для каталізаторного пакета» 1. Кільце концентричне циліндричне 2. Кільце концентричне конічне 1 UA 87656 U Продовження таблиці 3.Сітка 4. Захисне кільце 5. З'єднання 6. Опора 7. Перфорований лист 8.Фланець 9. Фланець 10. Шпилька 11. Гайка 5 10 15 20 25 30 35 3. Пластина з'єднуюча Допускається виготовлення всіх елементів конструкції пристрою підтримуючого з 1-го виду залізо-нікелевого сплаву. Конструкція пристрою виготовлена зі спеціально призначеного для роботи в агресивних середовищах при високих температурах листового прокату жароміцних та жаростійких марок сталей. комірчаста система пристрою не тільки забезпечує високі динамічні характеристики потоку газу, але і знижує теплову інерцію. Це важливо при зупинках (у тому числі і аварійних) контактних апаратів та їх швидкому охолодженні. Пристрій підтримуючий для каталізаторного пакета в контактних апаратах служить для підтримки в робочому положенні каталізаторного пакета, сіток з нержавіючої сталі і платини й призначений для заміни існуючої системи опорних балок і решіток, корзин в контактних апаратах агрегатів УКЛ-7, АК-72 в виробництві азотної кислоти. Пристрій підтримуючий для каталізаторного пакета - це зварна конструкція, що за допомогою зварних з'єднань кріпиться до внутрішньої частини контактного апарата. Пристрій встановлюється в контактному апараті на місці існуючих опорних систем, балок, решіток, корзин. Пристрій підтримуючий для каталізаторного пакета контактних апаратів агрегатів універсальної кислотної лінії УКЛ-7 і агрегатів енерготехнологічної установки АК-72 працює в такий спосіб. В контактному апараті на пакеті каталізаторних сіток при високих температурах, приблизно 850-900 °C, здійснюється конверсія аміако-повітряної суміші, в результаті чого аміако-повітряна середа перетворюється в суміш нітрозних газів. Пристрій підтримуючий повинен протягом всього терміну експлуатації виконувати функції з утримання пакета каталізаторних сіток в робочій зоні, зберігати свої параметри і несучу здатність. Перевагами даної корисної моделі в порівнянні з прототипом є: - підвищення конверсії аміаку за рахунок вирівнювання поля швидкостей і підвищення пропускної здатності підтримуючої конструкції; - покращення динамічних характеристик потоку газу, швидкість поблизу каталізатора рівномірна; - підвищення ремонтопридатності виробу за рахунок зварного рішення конструкції та підвищення рівню уніфікації; - зменшення ваги; - підвищення надійності і довговічності контактного апарату за рахунок збільшення терміну служби опорної конструкції - пристрою підтримуючого для каталізаторного пакета. Все це і сприяє підвищенню продуктивності каталітичного процесу агрегатів для виробництва слабкої азотної кислоти. Проведений аналіз та оптимізація дозволяють підвищити середній ступінь конверсії і зменшити витрати дорогого платинового каталізатора. На Фіг. 3 і Фіг. 4 показані схеми установки Пристроїв підтримуючих в контрольних апаратів агрегатів УКЛ-7 і АК-72, відповідно. 40 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 45 Пристрій підтримуючий для каталізаторного пакета, що містить нерухомі елементи у вигляді комірчастої системи з жароміцного сплаву, який відрізняється тим, що опорну зварну конструкцію з тонколистового прокату виконано з концентричних елементів, а саме: з циліндрів, конусів, з'єднаних пластинами. 2 UA 87656 U 3 UA 87656 U Комп’ютерна верстка Г. Паяльніков Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 4