Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:патенты / Сборник патентов_3238
.pdf
усовершенствований, которые ранее считались невозможными. _ -.
Настоящее изобретение предполагает подачу диоксида серы, осуществляемую с помощью аппарата для
сжигания серы или иным способом, который подвергается последовательной обработке новым способом,
описываемым далее, обеспечивающим большую эффективность, тщательность и скорость процесса и
реакций, чем известные системы. Кроме того, данное изобретение обладает такими свойствами, что
позволяет значительно его усовершенствовать.
уменьшить размеры и стоимость оборудования или установок по сравнению с существующими.
Кроме того, данное изобретение существенно повышает удобство и экономичность работы установки и
процесса по сравнению с существующими системами, а также позволяет осуществлять управление или
регулирование, которое является более простым, быстрым, тщательным и эффективным; все это является
важными факторами.
Изобретение можно в общих чертах описать как процесс и устройство для производства серной кислоты, в
котором осуществляется межфазная обработка между 45 жидкостями (включая H). S04) и газы (включая
S02) выводятся путем подачи жидкостей в потоки газов в последовательных фонтанах на одном или
нескольких этапах процесса. 50 Для того чтобы указанное изобретение было ясно понято и легко
реализовано, оно будет более подробно описано со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых: Рисунки 11
и 2B вместе представляют собой план установки или системы, воплощающей данное изобретение; Рисунки
2A и 2B вместе представляют собой фронтальный вид той же установки; Рисунок 3 представляет собой
схематический вид; Рисунок 4 представляет собой частичное поперечное сечение блока или секции A по
линии 4-4 на Рисунке 11; Рисунок 5 представляет собой центральное вертикальное продольное сечение,
показывающее части первой и второй секций A и BC; Рисунок 6 представляет собой поперечное сечение
первого блока A, выполненное по линии 6-6 на Рисунке 5; Рисунок 7 представляет собой увеличенную
нижнюю левую часть Рисунка 6; Рисунок 8 представляет собой аналогичное сечение части торцевой стенки
блоков A или B, не полностью.
Кислота собирается, например, по линии 8-8 на рисунке 6; нижняя часть каждого участка прибора (рисунок 9)
представляет собой поперечное сечение крысы. Наконец, газы проходят через второй блок BC,
расположенный на линии 9-9 башни «Гей-Люссак» (см. рис. 5, представляющий секцию А), для извлечения
оксидов азота, и затем выгружаются, после чего извлеченный закись азота подается в башню «Гловер» (рис.
10).
Задняя стена, видимая слева на изображении: НАСТОЯЩЕЕ ИЗОБРЕТЕНИЕ.
Рисунок 9; Рисунок 11 представляет собой поперечное сечение третьего блока D, взятого по линии 11-11
рисунка 2B или рисунка 14, и в основном использует, а не отбрасывает принципы химических реакций, в
результате которых SO превращается в 1H2SO4; но помимо этого можно сказать, что существующие системы
были отброшены полностью и в основном на каждом этапе процесса и в основном на каждом элементе
третьего блока D аппарата. Как указывалось ранее, изобретение здесь раскрыто в варианте осуществления,
который представляет структуру последующих блоков E, F, G; который представляет структуру последующих
блоков E, F, G; при этом рисунок 12 представляет собой внутренний вид стеночного элемента 93, показанного
на рисунке 11; рисунок 13 представляет собой внешний вид этого элемента; рисунок 14 представляет собой
вид спереди части третьего блока D аппарата.
частично на переднем фасаде, а частично на заднем фасаде. Общий план настоящего изобретения можно
предварительно описать как 85 последовательных линий w, ax и z, появляющихся на рисунке 11; например,
серная кислота, вдоль расширенной цепи в виде медленного потока, разделенного на последовательные
бассейны на линиях z, y и x, появляющихся на рисунке 15, теоретически, если не фактически, и более чем на
90% на рисунке 11. Для краткости и ясности я буду часто ссылаться на различные вещества и агенты, жидкие
или газообразные, путем химического воздействия, вызывающего выбрасывание или «фонтанирование»
жидкости в мелкодисперсном потоке газов, а также на химическое вещество, вызывающее образование
мелкодисперсной смеси или «фонтанирование» жидкости в каждом бассейне. 9,5 - На рисунке 11 показано
аналогичное изображение заднего фасада третьего блока D, частично отколовшегося от основного потока,
разделенного на последовательные бассейны на линиях z, y и x, появляющихся на этом ряду бассейнов,
проходящих постепенно, но в направлении, противоположном потоку жидкости. символ, a, b или c и т. д., и
возвращается в бассейн, жидкости, которые применяются к чертежу. Газы, содержащие необходимое
количество, указывают на их наличие. a:-SO0 = диоксид серы. стадию и находиться при температурах,
оптимальных для желаемых действий и реакций, c:-H-SO4 = серная кислота. так что, по мере продвижения
газов вперед, они вынуждены проходить через фонтаны жидкости, обеспечивая такой тесный и тщательный
контакт, чтобы способствовать действиям и реакциям с :sN,0O = закись азота. - с максимальной скоростью и
тщательностью, газы f:-N2O4=перекись азота, в конечном итоге практически полностью удаляются,
g:-HNO3=азотная кислота, испаряясь с SO2, а жидкость h:--= закись азота, подается в виде T12SO4.
110 Известная система нитрования, я буду использовать здесь слово «фонтан» для обозначения
механического разбрызгивания жидкости и раствора. «В башне Гловера жидкость, содержащаяся в бассейне,
вмещает горячие газы, находящиеся в нем, таким образом, чтобы практически заполнить перегородку,
содержащую SO». Это высокая, плотно упакованная секция дымохода, или агрегата, содержащая 11,5%
битого кварца или подобного материала. Успех – образуются мелкодисперсные капли, однако не такие
мелкие, как в случае с зонами сужения, и реакции, приводящие к образованию взвешенных частиц или
образованию осадка, протекают поэтапно. Во-первых, происходит существенное увлечение концентрацией; и
поэтому это происходит в самой нижней зоне. Затем дегидратированная жидкость вернется в свой резервуар;
и начнется нитрование. Затем следует нейтральная зона, для которой здесь раскрыто средство
фонтанирования, равное 120, а в верхней части находится зона поглощения. К числу идеально эффективных
инструментальных реакций относится соединение SO2 с целью, описанной выше.
с другими агентами в NiHSO0 в - EXPLAATIO O DIAGA FI.
зона абсорбции и образование зоны расширения O DAGR FIGURE 3 2_SO04 в зоне денитрации. Диаграмма
на рисунке 3 не вдается в подробности, известные специалистам в данной области. 125 Из башни «Гловер»
газы, которые будут описаны далее, поступают в большие «кислотные камеры» — блоки или секции аппарата,
где реакции протекают медленно и постепенно, так что выходящие газы содержат четыре компонента,
обозначенные буквами a, b, d, f. В бассейне этой камеры, помимо разбавленного 10nSO4 70, находится
NESO5, поступающий вместе с жидкостями из следующего раздела D. Также будет присутствовать
определенное количество закиси азота или серной кислоты, содержащей оксиды азота, из которой оксиды
удаляются и 75 выходят вместе с другими газами и парами.
Переливающаяся из секции BC жидкость состоит просто из разбавленного 12SO4O, который стекает в секцию
A.
Стадия или реакция, обозначенная C 80, заключается в повторном окислении низших оксидов азота, как было
объяснено ранее.
Этот процесс происходит в основном в заключительной части второго участка BC и может продолжаться в
соединительном дымоходе, ведущем к участку 85 D, а также частично в последнем, и, очевидно, можно было
бы вставить отдельный участок специально для облегчения этой операции, важность которого заключается в
том, что реакции в участке 90 D при этом обеспечиваются N2O, который является оксидом, наиболее
благоприятным для стадии абсорбции в процессе.
В секции D, абсорбционном дымоходе, газ SO2, a, подвергается реакции смешивания. -95 Различные газы и
пары a, b, d, f, поступающие из второй секции, реагируют с жидкостями c, d, g, h, в результате чего образуется
нитросерная кислота NHSO2.
Это тяжелый пар, который быстро поглощается жидкостью и переносится во вторую секцию для проведения
стадии денитрации. Закись азота и азотная кислота, h, g, подаются непосредственно в жидкости в секции D по
мере необходимости через 105 соединений, которые будут объяснены далее; также имеется водопроводная
труба для подачи воды по мере необходимости. Вместо товарной азотной кислоты для поддержания уровня
оксидов азота может использоваться отработанная кислота, или же азотсодержащие соединения могут
вводиться раньше, например, в виде газа или пара, в секцию или стадию А или В. Следует отметить, что
технологические дымоходы 115 А, В, С, D обеспечивают в основном хорошо известные реакции,
происходящие в башне Гловера, но совершенно иным способом и с использованием другого оборудования.
Это более горячие секции или ступени, 120, и газы, проходящие через них, но содержащие значительное
количество SO2, отводятся и проталкиваются вперед с помощью воздуходувки Dx, а затем обрабатываются
при более низких температурах в двух последовательных секциях или ступенях E и 125 F, которые, в общем,
можно сказать, заменяют всю серию свинцовых камер старого процесса, и, наконец, в дымоходе или секции
G, которая выполняет функцию башни Гей-Люссака при восстановлении. Подробное описание ступеней и
конструкций будет приведено позже в связи с другими рисунками.
Первый блок или секция А предпочтительно не является камерой в обычном смысле слова, а представляет
собой часть или секцию удлиненной системы соединенных секций, которые можно назвать дымоходами.
Различие между камерой и дымоходом важно, поскольку в настоящем изобретении в любом дымоходе
предполагается, что газы будут распространяться постепенно или равномерно, без нежелательных вихрей,
циркуляции или обратного потока, а также без застойных зон, которые так затрудняли работу старой системы.
Предполагается, что каждая порция газов будет постепенно продвигаться вперед по всей серии дымоходов от
А до G, которые можно называть секциями, блоками или технологическими дымоходами, чтобы отличать их от
простых соединительных дымоходов, подобных показанным на рисунке, и которые не являются
необходимыми, поскольку я планирую полностью или частично их исключить и объединить технологические
секции в один или несколько длинных сосудов, через которые газы и жидкости будут протекать аналогично
описанному здесь способу.
Секция А представляет собой первый технологический дымоход в том смысле, что сернистые газы от горелки
Z поступают непосредственно в него, проходят через него и далее в последующие секции. В секции А
находится самая высокая температура в системе, и ее можно назвать концентрирующей секцией или
дымоходом, поскольку именно в ней выполняется концентрирующая функция: поступающая разбавленная
H2SO4 из последующей секции BC подвергается воздействию сильно нагретых газов горелки, которые
вытесняют воду, выходящую вместе с газами горелки в виде пара. Этот процесс в значительной степени
представлен маленькими буквами-обозначениями; a, b обозначают SO2 и O в поступающих газах, к которым
присоединяется d (пар) перед выходом на дальнем конце. Я предпочитаю разделить секцию A плотиной или
водосливом, так что на первом конце A' будет накапливаться концентрированный H2SO4, возможно, при 66°C,
обозначенный c, в то время как на другом конце A2 будет содержать более разбавленный H2SO4,
обозначенный c, d. Процесс отвода кислот из секции А и их последующего использования будет описан позже.
Следующий участок или технологический дымоход BC обозначается двумя буквами B и C, поскольку
предпочтительно, чтобы в этом участке происходили две стадии реакций.
Описанный ранее этап денитрификации, в результате которого NIISO превращается в 1H2SO4O, происходит
в этом участке, который снабжен необходимыми газообразными компонентами, SO2, O и 11H2O, через
соединительный дымоход, идущий из участка А, как указано буквами -a, b, d. Нижний 231,921 - 3 : 231,921
оксиды азота из выходящих газов.
В секции E присутствуют все газы a, b, d, e, /,, упомянутые ранее, взятые из секции D, и эти газы вступают в
реакцию с мелкодисперсной жидкостью, выбрасываемой из бассейна в секции E, которая состоит из
разбавленной H2SQ4. При условии поддержания благоприятных для этой цели условий происходит полный
цикл реакций: N2O участвует в превращении SO2 в NIHSO, который немедленно диссоциирует на HSO и
оксиды азота, которые, вместе со свежим запасом других необходимых ингредиентов, повторяют цикл
операций, которые происходят последовательно по всей длине участка по мере того, как газы движутся
вперед по нему. Эффективность идеальна. Парообразный NH4O4 и мелкодисперсная жидкая H2SO4, которые
он образует, находятся во взвешенном состоянии. В старых системах большая часть этих газов уносилась
потоком, и этому пытались помешать, создавая воздействие на холодную стенку или распыляя воду, что,
однако, работало крайне неэффективно, поскольку достигалось лишь случайно.
В моей системе дымохода и фонтана каждая частица газа должна проходить через каждый фонтан, и каждый
фонтан поддерживается при температуре, которая наилучшим образом способствует протеканию
предполагаемой реакции, а сбор и осаждение желаемых продуктов быстро и практически полностью
осуществляется за счет очищающего действия капель жидкости, постоянно перемещающихся среди газов.
Пятый раздел F содержит ингредиенты, аналогичные тем, что содержатся в четвертом разделе; и в нем
запускаются аналогичные реакции для использования последних остатков SO2.
Что касается потока жидкости через описанные секции, то секция F является первой, поскольку изначально в
нее загружают воду или разбавленную серную кислоту, и она не требует дальнейшего внимания;
образовавшаяся на этом этапе кислота переливается в секцию E, откуда, как следует из названия, жидкости
самотеком перетекают из секции в секцию в первую, или концентрационную, секцию A. Вместо того чтобы
начинать с воды в секции F, в нее можно постепенно, периодически или по желанию загружать кислоту из
секции E, как показано пунктирной линией соединения и насосом на схеме.
Секция G, заключительная секция, обычно примыкает к секции F, но для наглядности она показана на другом
конце рисунка, соединенная с ней газоотводным каналом от секции F, который подвергается воздействию
более холодного воздуха Fx, так что он принимает оставшиеся газы, которые теперь в значительной степени
очищены.
656: SO2, но содержащий ценные количества.
оксидов азота /. Благодаря такому охлаждению газов, участок G представляет собой наиболее благоприятные
условия для извлечения оксидов азота. В этот участок дымохода подается относительно холодная
концентрированная или достаточно концентрированная серная кислота, которая выбрасывается в дымоход и
вступает в реакцию с газами. При этом кислота поглощает максимально возможное количество оксида азота,
а полученная жидкость 75 известна как закись азота, которая отводится и затем вводится в секцию D, как
было объяснено ранее.
Газы, выходящие из секции G через выходную трубу Go, могут быть направлены в дымовую трубу 80 или
иным образом отведены в отходы.
На схеме показаны жидкостные клапаны, но заслонки для регулирования потока газов не показаны и, как
следует понимать, устанавливаются во всех подходящих местах, например, как указано на других рисунках
чертежа. На диаграмме также отсутствуют фонтаны жидкости, которые служат для обеспечения желаемого
контакта между жидкостями и газами; эти фонтаны должны быть понятны на диаграмме, проиллюстрированы
на других рисунках и более подробно описаны ниже.
Остальные устройства и этапы, указанные на схеме, по своей природе являются вспомогательными по
отношению к основному устройству и процессу, воплощенным в разделах или этапах от А до G включительно.
Система схематического отображения газов и жидкостей во всем аппарате на 100% сохранена во
вспомогательных устройствах, которые будут описаны далее.
Серная кислота может отводиться из первого участка или концентрирующего канала А либо в наиболее
концентрированном состоянии, на первом конце А105, либо в менее концентрированном состоянии на втором
конце А2. Предпочтительным способом отвода воды является самотек. Сильная кислота (обозначенная
буквой c) поступает в чугунный охлаждающий сосуд L, который погружен в корпус или резервуар Lx, через
который протекает охлаждающая вода. Предпочтительно, затем концентрированная кислота переливается из
охладителя L во второй охладитель M, также расположенный в резервуаре с водой LX. Из него кислота
переливается в свинцовый охлаждающий сосуд N, а оттуда — обратно в накопительный резервуар 0. Менее
концентрированная или менее концентрированная кислота, обозначенная буквами c и d, поступает из A2
непосредственно в свинцовый охлаждающий сосуд N2, из которого она переливается в резервуар для
хранения O2. Таким образом, у нас есть два резервуара для хранения, 0 и 02, предназначенные
соответственно для самых сильных и менее сильных кислот. С помощью клапанного управления кислота
поступает либо из одного из этих 125 каналов, либо из другого, в зависимости от необходимости.
Предпочтительно для этой цели используется кислотный насос P, управляемый клапаном.
Перекачиваемая кислота может по желанию вытекать через выходное отверстие P', что может в значительной
степени изменить конструкцию дымохода 65 А. Эта конструкция также применима к другим дымоходам,
поэтому при дальнейшем описании более поздних дымоходов будет подразумеваться конструкция,
аналогичная дымоходу А, за исключением случаев, когда различия описаны отдельно. Следует понимать, что
жидкости протекают через систему дымоходов от F до A, предпочтительно самотеком, при этом последующие
переливные отверстия или точки перелива становятся все ниже и ниже, пока в первой части дымохода A не
образуется лужа на самом нижнем уровне системы. Следует также понимать, что поток газа от горелки Z
через систему дымоходов от A до G обеспечивается не только естественной тягой, обусловленной теплом
газов, но предпочтительно с помощью одного или нескольких вентиляторов или вытяжных устройств, и, как
будет объяснено позже, поток также предпочтительно регулируется системой заслонок или других
регуляторов внутри дымоходов в удобных местах.
Участок или дымоход А, хотя и представлен в описанном варианте как отдельная единица, на самом деле
является лишь частью небольшой части всей дымоходной системы, при этом внутренний диаметр участка 90
ненамного больше, чем диаметр соединяющих его дымоходов.
Секция А может быть установлена на фундаментной плите 20, заполненной песком 21. 95 Внутреннее
устройство секции А показано в основном квадратным и состоит из передней и задней боковых стен 22,
торцевых стен 23, пола 24 и верхней стены 25, которая предпочтительно имеет арочную форму, чтобы
обойтись без большой плиты перекрытия. На рисунке показан корпус каждой из шести стен, состоящий из
химического кирпича 27.
Детальная конструкция боковых стенок 22 показана на рисунках 6 и 7.
1
05 Снаружи химического кирпича я предпочитаю укладывать слой асбеста 28, который может представлять
собой лист или плиту этого материала толщиной около 11! толщиной в дюйм. Снаружи виден слой силикового
цемента толщиной примерно 1 дюйм. В нижней части этого слоя я предпочитаю встроить полоску химического
свинца 30, как показано на рисунке. Снаружи находятся чугунные пластины 31, толщиной, например, 1 дюйм.
Следует понимать, что 11.5 противоположные пластины должны быть надежно закреплены с помощью
распорок и стержней, а не.
показано. Цемент 29 может быть залит на место после сборки остальных элементов. Описанная конструкция
120 предназначена для сохранения тепла, находящегося в дымоходе, и обеспечивает плотное прилегание,
чтобы минимизировать просачивание или потерю кислоты и возможное повреждение, вызванное этим.
Верхняя сторона дымохода, обозначенная цифрой 12,5, состоит из трех наложенных друг на друга арок из
химического кирпича, а боковые стенки 22 выступают несколько выше арки, образуя нишу, которую можно
заполнить. Ее следует рассматривать как выходное отверстие установки, а полученную из нее кислоту
использовать или помещать в контейнеры для хранения или коммерческой деятельности. Часть кислоты в
точке А необходима для обеспечения работы установки, и когда она не отводится на выходе Px, насос подает
кислоту на более высокий уровень в мерный резервуар Q.
Этот резервуар относится к обычному типу и имеет средства для определения или измерения количества
кислоты, поступающей в него и выбрасываемой из него. Измерительный резервуар Q сбрасывает жидкость
непосредственно в подающий резервуар R, который, в свою очередь, подает серную кислоту, в чистом или
разбавленном виде, по мере необходимости, в секцию G, дымоход для рекуперации оксидов азота, как было
указано ранее.
Ранее уже было объяснено, что при прохождении через секцию G4 кислота разбрызгивается и вступает в
реакцию с газами, в результате чего извлекаются ценные оксиды азота; полученная жидкость, известная как
закись азота, переливается из секции извлечения и поступает в резервуар для приема закиси азота T.
Эта концентрированная кислота, содержащая восстановленные оксиды азота, предназначена для введения в
дымоход D, как уже объяснялось. Для этой цели используется кислотный насос U, с помощью которого закись
азота из резервуара T поднимается в измерительный резервуар V. Этот резервуар, как и резервуар Q, имеет
средства для измерения количества получаемой и отдаваемой кислоты. Желательно постепенно или с
заданными интервалами подавать в абсорбционный дымоход D дополнительный азот, и для этой цели я
предпочитаю использовать азотную кислоту, которая впоследствии разлагается и поставляет оксиды,
необходимые для реакций.
Таким образом, я показал резервуар для подачи азотной кислоты W, сконструированный таким образом,
чтобы сбрасывать ее в тот же измерительный резервуар V, в который сбрасывается закись азота из
резервуара T; так что эти два компонента могут смешиваться в резервуаре V или же их можно отмерять и
подавать в систему попеременно. Из измерительного бака V происходит сброс сточных вод в подающий бак
Y, который, в свою очередь, подает сточные воды непосредственно в абсорбционный дымоход. Введение
кислот и т. д. в секции G и D может осуществляться постепенно, с регулированием клапанами, или иным
способом.
ПЕРВЫЙ РАЗДЕЛ ИЛИ РАЗДЕЛ КОНЦЕНТРАЦИИ.
Первый технологический дымоход А показан на плане на рисунке 1, в проекции на рисунке 2, на схеме на
рисунке 3 и подробно на рисунках с 4 по 8; для получения дополнительной информации см. также рисунки 9 и
10, хотя эти два рисунка более точно иллюстрируют второй блок BC. - К i=2a1-,921 F-, 5 - 231,921 песок 32,
обеспечивая дополнительную изоляцию от потерь тепла с этой стороны.
Каждая из торцевых стенок 23 в нижней части может быть выполнена аналогично боковым стенкам, с
элементами 27–31, однако их форма позволяет разместить сообщающийся дымоход Zx или 46, проходящий
через торцевую стенку.
В центре сечения А показана поперечная перегородка 34 из химического кирпича, разделяющая жидкость на
первый резервуар 35 в дымоходной части А1 и второй резервуар 36 с несколько более высоким уровнем в
дымоходной части А2. Эти два резервуара предназначены для сбора соответственно самой сильной и менее
сильной кислот. Из каждого резервуара 35 или 36 кислоту можно отводить по мере необходимости с помощью
сооружения, известного как "сапог". Эти два уплотнительных элемента 38 и 39 могут иметь аналогичную
конструкцию, выполненную из химического кирпича, который служит для надежного удержания
уплотнительных труб или выходных трубок 40 и для минимизации утечки кислоты. Выходные трубы 40
выходят наружу, где каждая из них изогнута вверх и герметизирована цементом, но таким образом, что
уплотнение можно нарушить и просунуть через трубу стержень для ее очистки при засорении. Каждая
выходная труба имеет ответвление или соединительную трубу, ведущую к охлаждающим емкостям. Таким
образом, на изображении 38 труба 40 показана с ответвлением 41, расположенным под наклоном вниз и
подающим кислоту 66 из бассейна 35' к чугунному охладителю IL. Выходная труба 40 также имеет
ответвление 42, идущее вверх, а затем под наклоном вниз к промывочному баку 43; эти элементы служат
сифоном для слива воды из бассейна при необходимости для целей очистки.
В башмаке 39 выходная труба 40 имеет ответвление 44, ведущее к свинцовому охлаждающему баку 12.
Выходной дымоход 46 из секции А предпочтительно имеет почти такой же размер, как и сама секция, или, по
крайней мере, сконструирован таким образом, чтобы обеспечить непрерывное движение газов вперед по
системе. Он показан в виде наружной чугунной трубы или цилиндра 47, облицованного химическим кирпичом
48, который показан как продолжение химического кирпича 27 секции А. Предпочтительно, дымоход 46
отводит как газы, так и жидкости, так что нижняя часть 49 дымохода представляет собой желоб или открытый
канал. По сути, эта нижняя стенка представляет собой вытянутую плотину между жидкостями в секциях BC и
A, и, очевидно, ее можно укоротить до любой желаемой степени, хотя определенная длина
предпочтительнее, поскольку она способствует предотвращению перекрытия стадий или реакций в двух
секциях. Дымоход 46 и желоб 49 предпочтительно имеют небольшой наклон, так что жидкость плавно стекает
вниз к секции А, с небольшим уклоном в бассейн 36, и это в основном справедливо для других
соединительных дымоходов, описанных далее.
Вместо описанной конструкции газопровод 46 и жидкостный канал 49 могут быть разделены, как показано на
схеме на рисунке 3.70. Горячие газы могут поступать в секцию А из горелки при температуре от 1000 до 2000
°F. Температура, конечно, значительно снижается во время реакций в секции А, так что газы проходят через
дымоход 46 в секцию BC в гораздо более холодном состоянии. Реакция в разделе А, как уже было описано,
носит преимущественно термический характер: сильный нагрев приводит к расщеплению большей части воды
из кислоты SO, при этом пар уносится вместе с выходящими газами. В первой части секции А газы наиболее
горячие, а кислота имеет наибольшую концентрацию. Любые твердые частицы, попадающие в дымоход
вместе с газами, будут осаждаться жидкими фонтанами и накапливаться в секции А в виде осадка, который
может быть удален любым известным способом или с помощью промывочного бака и сифона, упомянутых
ранее. Следует понимать, что описанные в разделе А реакции могут частично совпадать с реакцией
денитрования в разделе ВС, хотя я считаю предпочтительным максимально разделять их.
Бассейны и фонтаны.
Бассейны 35 и 36 в разделе А, а также аналогичные бассейны в последующих разделах снабжены
фонтанными средствами, расположенными на значительном расстоянии друг от друга в продольном
направлении, предпочтительно каждое в осевом центре. Для этой цели я предпочитаю погружные воздушные
струи, которые могут быть обеспечены рядом сопел 50. Они показаны на рисунках 11 и 2x (105) и более
подробно представлены на рисунках 5 и 9. На рисунках 11 и др. показаны соответствующие устройства для
последующих разделов.
Подача воздуха через 110 форсунок 50 с целью подачи жидкости вверх в виде фонтанов из мелкодисперсных
капель не является недостатком, а, наоборот, преимуществом системы.
Каждая форсунка погружена ниже нормальной поверхности бассейна (115 градусов). Достаточно погружения
на 2 дюйма (примерно 5 см), и, как будет объяснено далее, это значение можно регулировать для изменения
режима работы. Каждая форсунка может иметь различную форму. Например, отверстие может быть
расширенным, прямым или сужающимся, а также иметь круглую форму или форму вытянутой щели, образуя
веерообразный фонтан, простирающийся поперечно по всей длине сечения. 125 Диаметр отверстия может
составлять от 1/1 до 1/32 дюйма, с небольшими отклонениями. Желаемый эффект фонтана может быть легко
достигнут
может быть получено путем выбора отверстия, как указано в пункте 231,921i, в связи с глубиной погружения и
давлением воздуха, которые являются регулируемыми. Давление воздуха может составлять от восьми
фунтов на квадратный дюйм до пятидесяти фунтов, в зависимости от условий.
Каждая форсунка 50 крепится к трубе 51, идущей от точки над уровнем бассейна и подающей воздух к
форсунке.
Насадка и труба должны быть изготовлены из некоррозионного материала, такого как дюрирон.
Теперь я опишу подходящие фитинги и соединения для погружных форсунок I 50, позволяющие регулировать
глубину погружения и давление воздуха. Труба 1, на которой расположен патрубок, показана повернутой в
точке 52, что позволяет поднимать или опускать патрубок (см. рисунок 9). За поворотным механизмом труба
продолжается на отметке 53 за пределами дымохода. Регулировка может осуществляться с помощью
резьбового элемента 54, соединенного с внешней трубой 53, гайки 55, зацепляющей резьбу и
взаимодействующей с неподвижным элементом 26 56, так что поворот гайки поднимает или опускает сопло.
Одна из боковых стенок 22 имеет углубление 58, через которое проходит качающаяся воздушная трубка 51.
Шарнир 52 крепится к съемной железной пластине 59, закрепленной на внешней железной стенке 31 секции.
Пластина 59 может быть снабжена смотровым отверстием 60 для осмотра фонтана. Пластина 59 выполнена с
цилиндрической втулкой 61, которая фактически несет шарнир 52, и имеет внутренний закрывающий фланец
61, с отверстием, позволяющим перемещать трубу 53. В углублении в стене показана некоррозионная
пластина 63, которая может иметь прорези для обеспечения перемещения воздуховода 51. Воздушные
соединения с трубами 53 и 51 выполнены таким образом, чтобы допускать описанные регулировочные
движения. Например, гибкая труба 65 соединена с трубой 53 и трубой 66, идущей вверх, имеющей воздушный
клапан 70 для регулирования давления воздуха. Над клапаном 70 показана труба 71, отходящая от
воздуховода 72. Этот воздуховод проходит через все части системы, как показано на рисунках 1 и 2, и
получает воздух под необходимым давлением по подающей трубе 73, ведущей 56 от воздуходувки или
компрессора 74 любого подходящего типа, обеспечивающего давление от 8 до 50 фунтов на квадратный
дюйм, плюс-минус.
СЕКЦИЯ ДЕНИТАЦИИ.
Дымоход денитрификации BC показан на рисунках 1A, 2A и 3, а более подробно — на рисунках 5, 9 и 10,
которые были в некоторой степени описаны в связи с предыдущим разделом о дымоходе.
Фундамент, стены, входящий газовый дымоход 46 и воздушные фонтаны могут быть в основном такими же,
как описано в разделе А; однако, поскольку температуры ниже, стены могут быть менее толстыми и без
наружной железной пластины, арка может быть легче, а изоляционный песок может быть исключен.
Реакции между жидкостью в бассейне 80 и газами, протекающими через этот дымоход, были достаточно
наглядно продемонстрированы.
NHSOd диссоциирует на 12SO и оксиды азота. Действие очень тщательное благодаря тесному
взаимодействию и контакту между реагентами, и по той же причине азот высвобождается в основном в виде
N2OQ, а любые низшие оксиды повторно окисляются, чтобы обеспечить N2O3 для реакций в следующем
дымоходе.
Я показал отдельные трубопроводы для газов и жидкостей, протекающих между второй и третьей секциями.
Таким образом, газопровод 82 отводит газы из участка BC в участок D, а труба 83 подает жидкости в обратном
направлении.
СЕКЦИЯ ПОГЛОЩЕНИЯ.
Этот дымоход или блок D последовательно показан на рисунках 1 и 2, а также на схеме на рисунке 3, тогда как
рисунок 11 представляет собой увеличенный поперечный разрез, сопровождаемый подробными рисунками 12
и 13. Рисунки 14, 9 и 15 представляют собой увеличенные изображения фасада и задней части здания
соответственно, с фрагментами, как уже указывалось, для демонстрации внутренней структуры.
Это первый из охлаждаемых участков или дымоходов системы. В секциях A100 и BC реакции протекают
наиболее эффективно при высокой температуре, тогда как в секциях D–G требуются относительно более
низкие температуры; и одной из особенностей данного изобретения является независимый контроль
температуры на соответствующих этапах процесса.
Раздел D и последующие разделы состоят из конструкций, ширина которых примерно вдвое превышает
ширину предыдущих 110 разделов, а нижняя стенка или пол 87 имеет эту увеличенную ширину, так что
образуются две части, которые можно описать как закрытую часть или собственно дымоход 88 и открытую или
внешнюю часть 115 или бассейн 89, причем жидкость в этом разделе образует непрерывный бассейн,
охватывающий как дымоход, так и бассейн.
Следует понимать, что пол и стены, как и в пункте 120 ранее, выполнены из химического кирпича,
скрепленного химическим цементом, и для целей, которые станут очевидны, пол 87 не плоский, а наклонен
или расположен ступенчато из-за разделения жидкого бассейна на меньшие бассейны с постепенно
увеличивающейся высотой.
Средняя стенка 90 окружает дымоходную часть 88 со стороны чаши, но эта стенка 281,921 имеет у основания
подводные отверстия 91, благодаря чему жидкость может свободно перетекать снаружи внутрь и наоборот, а
газы в дымоходе герметично защищены от утечки. Противоположная или внешняя дымоходная стена 92
снабжена специальным элементом или блоком 93, имеющим смотровое отверстие 94. Арка 95 и торцевые
стенки 96 завершают конструкцию дымохода.
Жидкость, находящаяся вне дымохода, как уже было сказано, заключена в резервуар, но открыта для
атмосферы. Бассейн образован торцевыми стенками 97 и боковой стенкой 98, примыкающей к средней стенке
90.
Газы поступают в дымоход через уже описанный вход 82 и выходят через канал 100, который направляет их к
вытяжному вентилятору Dx, а оттуда — в следующий участок E. Жидкость из участка E поступает по
трубопроводу 101, и после прохождения участка D жидкости выходят по уже описанному трубопроводу 83,
направляясь в участок BC. В дополнение к входному отверстию для жидкости 101 показан отдельный вход
102 из участка E, жидкость, поступающая через него, поступает в промежуточный резервуар 102' и выводится
из него, в котором может накапливаться и удаляться осадок. Для подачи закиси азота, азотной кислоты или
обоих веществ в секцию D из подающего или распределительного резервуара Y предназначена подающая
труба 103; отдельная труба 104 подает воду в эту секцию.
35. — В то время как в первом и втором участках жидкость течет продольно от одного конца к другому, в
участках D и т. д. я предпочитаю пропускать жидкость зигзагообразным путем; начиная от чаши, жидкость
течет под средней стенкой в дымоход, а оттуда снова выходит в чашу, затем снова поступает на более низком
уровне и так далее, пока не будет пройден весь путь. Такой способ течения обеспечивается рядом
поперечных стенок или демпферов 105. Каждая из этих разделительных стенок проходит полностью через
бассейновую часть и дымоходную часть, и предусмотрено прохождение жидкости между соответствующими
бассейнами, наружным и внутренним, посредством соответствующих внутренних отверстий в стенах или
водосливов 106 и наружных водосливов 107.
Таким образом, для более подробного описания данной конструкции в отношении участка D следует отметить
наличие трех поперечных стенок 105, разделяющих жидкость на четыре внешних и четыре внутренних
резервуара. В первый внешний бассейн 108 поступает жидкость из секции E по трубе 101. Из этого бассейна
жидкость проходит через отверстия 91 в продольной стенке 90 в первый внутренний бассейн 109. Текущая
жидкость пересекает дымоход через бассейн 109, а затем проходит через отверстия в стенке 106 во второй
внутренний бассейн 110, из которого она снова продвигается, проходя под стенкой 90, во второй внешний
бассейн 111.
Уровень жидкости в этих четырех бассейнах практически один. Подаваемая жидкость постепенно проходит
через четыре бассейна и переливается через внешний водослив 107, расположенный рядом с внешней
стенкой бассейна 98. Высота этого водослива (75) определяет уровень жидкости в бассейнах с 108 по 111.
Жидкость, переливающаяся через водослив, поступает в третий внешний бассейн 112, и поток продолжается,
как описано, во внутренний бассейн 113, внутренний бассейн 114 и внешний бассейн 115. Систему можно
было бы расширить, установив в этом месте второй водослив и еще один ряд бассейнов, что, как будет
показано в последующих разделах E, F и G, было сделано. 85 Однако в разделе D показан только один
водослив 107 и восемь бассейнов.
Жидкость, пройдя постепенно через бассейны, сбрасывается в трубопровод 83, по которому она поступает в
секцию BC. 90 Такое расположение бассейнов в охлаждаемых секциях от D до G имеет ряд преимуществ,
главным из которых является возможность легко, эффективно и постепенно охлаждать жидкости, тем самым
95 поддерживая реакции при наиболее желательных температурах, при этом охлаждение является
регулируемым. Жидкость во внешних резервуарах также легко доступна для анализа.
Прежде чем описывать предпочтительный способ охлаждения 100, я упомяну форсунки 50, которые создают
фонтаны жидкости, как схематически показано на рисунках 11 и 14. Для каждого из внутренних бассейнов 109,
110, 113 и 114, 13' может быть предусмотрена форсунка 50, так что в секции D, как показано на рисунке, будет
четыре фонтана, через которые газы будут проходить постепенно. Далее будут описаны фитинги форсунок,
которые несколько отличаются от описанных в предыдущем разделе. 110 Каждая форсунка 50 расположена
на конце воздуховода 120, который погружен в воздух и выходит из дымохода под стеной 90, имея наружный и
направленный вверх выступ 121, соединенный муфтой 122 с вертикальной трубой 123, в которую подается
воздух через клапан 70, трубу 71 и магистраль 72, как уже было описано. Средняя часть воздуховода
снабжена удлинительным отверстием 124, предназначенным для соединения с крюком резьбового болта,
проходящего через неподвижный продольный кронштейн 126, при этом гайка 127 входит в зацепление с
болтом, так что, поворачивая гайку, трубу можно поворачивать вверх или вниз, обеспечивая регулировку
глубины погружения сопла 50.
Эти детали будут покрыты свинцом или заключены в защитный кожух для минимизации коррозии.
Альтернативная конструкция представляет собой простой стержень, покрытый свинцом, нижний конец
которого зацеплен за выступ 124, а верхний конец зацеплен за кронштейн 126, при этом между кронштейном и
крюком находится подходящий клин, позволяющий, перемещая клин, поднимать или опускать трубу и
патрубок.
Простой и удобный способ осуществления постепенного охлаждения жидкости в секции D заключается в
охлаждении змеевиков 130, погруженных в каждый из внешних бассейнов 108, 111, 112 и 115. Жидкость в
первом бассейне охлаждается, а затем поступает в первый и второй внутренние бассейны, где теплообмен
способствует охлаждению газов; жидкости, конечно же, нагреваются и поступают во второй внешний бассейн,
где снова охлаждаются, и так далее, при этом каждая порция жидкости попеременно нагревается внутри и
охлаждается снаружи. Таким образом, температура газа и температура реакций полностью контролируются
на каждом участке дымохода.
Эта система очень эффективна и существенно повышает производительность, поскольку реакции можно
проводить при наиболее благоприятной температуре.
Каждый из охлаждающих змеевиков 130 может представлять собой свинцовую трубу, проходящую через
бассейн на желаемой протяженности. Охлаждающая вода подается к каждому змеевику по трубе 131, поток
регулируется клапаном 132, а вода подается из магистрали 134, общей для всех частей системы. Теплая вода
из каждого змеевика отводится по трубе 135 и может поступать в водоотводной желоб 136, из которого она
надлежащим образом отводится.
ЧЕТВЕРТЫЙ И ПЕРВЫЙ РАЗДЕЛЫ ПРОЦЕССА.
Как уже говорилось, эти два дымохода F и G в значительной степени заменяют все свинцовые камеры
существующей системы нитрования. По сравнению с ними преимущества модулей E и F весьма существенны.
Реакции протекают в основном так же, как уже было описано, при этом образуется NHSO и значительное
количество HO, кислоты имеют концентрацию от 48 до 54, а температура реакций колеблется от 200 до
225 °F (приблизительно). Этот аппарат значительно уступает по размерам старым камерам, его гораздо
дешевле изготовить, а также проще и дешевле обслуживать. Обеспечивается нормальное и безупречное
функционирование таким образом, который, как я считаю, никогда прежде не был достигнут. Возможно
существенное оперативное регулирование, результат сразу же показывает, что реакции можно разумно
контролировать. Свинцовая конструкция старой системы и свинцовые поддоны полностью...
Данное изобретение позволяет использовать химический кирпич для удержания жидкостей, поскольку он
более устойчив к кислотам 65, а также более долговечен и недорог в обслуживании. Настоящее изобретение
устраняет нежелательную особенность старого процесса впрыскивания 1120 с помощью распылительных
форсунок или струй пара, которые воздействовали на газы, циркулирующие в камере. Они были дороги в
установке и обслуживании, неэффективны и сложны в регулировании, а также доставляли проблемы из-за
Соседние файлы в папке патенты