|
|
больше ...
Термины запроса в документе
Реферат
[RU] 1. Система уплотнения печной корзины в печи для окисления аммиака, где печная корзина имеет стенку (1), которая закреплена в печи для окисления аммиака, и печная корзина имеет газопроницаемую нижнюю плиту (2), которая расположена на дополнительных внутренних элементах печи для окисления аммиака и имеет окружную границу (8) для вмещения дополнительной среды, и стенка (1) и газопроницаемая нижняя плита (2) механически не соединены друг с другом, так что между стенкой (1) и окружной границей (8) нижней плиты (2) присутствует промежуток (7), отличающаяся тем, что граничное уплотнение (3), которое состоит из отдельных сегментов, подвижно установлено посредством направляющих штифтов (4) на окружной границе (8) нижней плиты (2), и граничное уплотнение (3) выступает над промежутком (7) между окружной границей (8) нижней плиты и стенкой (1) и касается стенки (1). 2. Система уплотнения по п.1, отличающаяся тем, что граничное уплотнение (3) расположено под углом от 2 до 60° и предпочтительно от 15 до 30° относительно стенки (1). 3. Система уплотнения по любому из пп.1 или 2, отличающаяся тем, что граничное уплотнение (3), которое состоит из отдельных сегментов, изготовлено из металлических листов. 4. Система уплотнения по любому из предыдущих пунктов, отличающаяся тем, что граничное уплотнение (3) имеет отверстия (5), в которые входят направляющие штифты (4). 5. Система уплотнения по п.4, отличающаяся тем, что отверстие (5) граничного уплотнения (3) имеет любую форму, которая позволяет осуществлять вертикальное и/или горизонтальное перемещение граничного уплотнения. 6. Система уплотнения по любому из предыдущих пунктов, отличающаяся тем, что газопроницаемая нижняя плита представляет собой решетку с сотовой структурой, ячеистую плиту, сетчатую плиту, решетчатую или перфорированную плиту. 7. Система уплотнения по любому из пп.2-6, отличающаяся тем, что граничное уплотнение (3) установлено с возможностью изменения угла между ним и стенкой при расширении печной корзины. 8. Система уплотнения по п.7, отличающаяся тем, что граничное уплотнение (3) установлено с возможностью увеличения угла между ним и стенкой при расширении печной корзины.
Полный текст патента
(57) Реферат / Формула:
1. Система уплотнения печной корзины в печи для окисления аммиака, где печная корзина имеет стенку (1), которая закреплена в печи для окисления аммиака, и печная корзина имеет газопроницаемую нижнюю плиту (2), которая расположена на дополнительных внутренних элементах печи для окисления аммиака и имеет окружную границу (8) для вмещения дополнительной среды, и стенка (1) и газопроницаемая нижняя плита (2) механически не соединены друг с другом, так что между стенкой (1) и окружной границей (8) нижней плиты (2) присутствует промежуток (7), отличающаяся тем, что граничное уплотнение (3), которое состоит из отдельных сегментов, подвижно установлено посредством направляющих штифтов (4) на окружной границе (8) нижней плиты (2), и граничное уплотнение (3) выступает над промежутком (7) между окружной границей (8) нижней плиты и стенкой (1) и касается стенки (1). 2. Система уплотнения по п.1, отличающаяся тем, что граничное уплотнение (3) расположено под углом от 2 до 60° и предпочтительно от 15 до 30° относительно стенки (1). 3. Система уплотнения по любому из пп.1 или 2, отличающаяся тем, что граничное уплотнение (3), которое состоит из отдельных сегментов, изготовлено из металлических листов. 4. Система уплотнения по любому из предыдущих пунктов, отличающаяся тем, что граничное уплотнение (3) имеет отверстия (5), в которые входят направляющие штифты (4). 5. Система уплотнения по п.4, отличающаяся тем, что отверстие (5) граничного уплотнения (3) имеет любую форму, которая позволяет осуществлять вертикальное и/или горизонтальное перемещение граничного уплотнения. 6. Система уплотнения по любому из предыдущих пунктов, отличающаяся тем, что газопроницаемая нижняя плита представляет собой решетку с сотовой структурой, ячеистую плиту, сетчатую плиту, решетчатую или перфорированную плиту. 7. Система уплотнения по любому из пп.2-6, отличающаяся тем, что граничное уплотнение (3) установлено с возможностью изменения угла между ним и стенкой при расширении печной корзины. 8. Система уплотнения по п.7, отличающаяся тем, что граничное уплотнение (3) установлено с возможностью увеличения угла между ним и стенкой при расширении печной корзины.
(19)
Евразийское
патентное
ведомство
026206
(13) B1
(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ЕВРАЗИЙСКОМУ ПАТЕНТУ
(45) Дата публикации и выдачи патента 2017.03.31
(21) Номер заявки 201490501
(22) Дата подачи заявки
2012.09.07
(51) Int. Cl.
C01B 21/28 (2006.01) B01J 8/00 (2006.01)
(54)
УСТРОЙСТВО ДЛЯ МИНИМИЗАЦИИ ОБХОДА В ПЕЧАХ ДЛЯ ОКИСЛЕНИЯ АММИАКА
(31) 10 2011 112 781.3
(32) 2011.09.09
(33) DE
(43) 2015.04.30
(86) PCT/EP2012/003764
(87) WO 2013/034304 2013.03.14
(71) (73) Заявитель и патентовладелец:
ТЮССЕНКРУПП ИНДАСТРИАЛ СОЛЮШНС ГМБХ (DE)
(72) Изобретатель:
Фукс Йюрген (DE)
(74) Представитель:
Поликарпов А.В. (RU)
(56) WO-A1-03000400 US-A1-2004234433 US-A1-2006110302
(57) Изобретение относится к системе уплотнения печной корзины в печи для окисления аммиака где печная корзина имеет стенку (1), которая закреплена в печи для окисления аммиака, и печная корзина имеет газопроницаемую нижнюю плиту (2), которая расположена на дополнительных внутренних элементах печи для окисления аммиака и имеет окружную границу (8) для вмещения дополнительной среды, и стенка (1) и газопроницаемая нижняя плита (2) механически не соединены друг с другом, так что между стенкой (1) и окружной границей (8) нижней плиты (2) имеется промежуток (7), отличающаяся тем, что на окружной границе (8) нижней плиты (2) выполненное из отдельных сегментов граничное уплотнение (3) установлено подвижно посредством направляющих штифтов (4) и граничное уплотнение (3) выступает над промежутком (7) между окружной границей (8) нижней плиты (2) и стенкой (1) и касается стенки (1).
Изобретение относится к системе уплотнения печной корзины в печи для окисления аммиака и способу уплотнения печной корзины в печи для окисления аммиака.
Азотную кислоту производят посредством реакции NO2 с водой и кислородом (воздухом), причём NO2 получают окислением NO. Здесь требующийся NO обычно подготавливают окислением NH3 в печи для окисления аммиака.
В качестве катализаторов используют, например, платиновые/родиевые сетки. Их используют в печи, возможно, в сочетании с улавливающими системами, и располагают на материалах-подложках, расположенных в печной корзине. Эти материалы-подложки обычно представляют собой кольца марки Ra-schig или Pall, сёдла марки Berl, Interlox или Torus и/или тела Interpack размером от примерно 5 до 200 мм. Они состоят из керамики, фарфора, стекла, каталитических материалов или нержавеющей стали и лежат на опорных структурах, которые могут, например, быть спроектированы как перфорированные плиты, свободное сечение которых по меньшей мере равно или больше, чем относительный объём пустот уплотнительных элементов. Эти опорные структуры образуют газопроницаемую нижнюю плиту печной корзины. Дополнительные поддерживающие сетки для материалов-подложек обычно предоставляются на опорных структурах. Каталитические сетки аналогично обычно крепят вместе с дополнительными поддерживающими сетками в печной корзине посредством зажимных приспособлений для предотвращения утечки.
Опорные структуры часто располагают свободно сверху других внутренних компонентов, расположенных в печи для окисления аммиака, так что между внешней стенкой печной корзины и опорными структурами механического соединения нет. Такие дополнительные внутренние компоненты обычно предоставляются по причине того, что на практике часто применяют комбинацию камер сгорания NH3 и утилизационных котлов La Mont. Это является преимуществом, поскольку необходимо избегать разложения образуемого NO и достигать быстрого охлаждения производимой газовой смеси. Таким образом, трубчатые змеевики для охлаждения газовой смеси обычно располагают под печной корзиной в печи для окисления аммиака, и на них подвижным образом могут быть установлены опорные структуры.
Температура реакции в реакции аммиака с воздухом для образования окиси азота и водяного пара достигает 950°С, и применяют давление до 10 бар. Это приводит к соответствующему расширению печной корзины. Это расширение возникает в местах, которые покрыты материалами-подложками, т.е., например, на газопроницаемой нижней плите, с небольшой временной задержкой, поскольку рост температуры здесь задерживается. Таким образом, в случае конструкций печных корзин, изготовленных из одной заготовки, т.е. в случае, когда внешняя стенка механически соединена с газопроницаемой нижней плитой, возникает сильный износ, поскольку печные корзины подвергаются высоким тепловым нагрузкам в материале, особенно во время запуска и выключения. По этой причине осуществляют попытки исключить такие конструкции, а газопроницаемую нижнюю плиту кладут свободно на существующие конструкции в печи для окисления аммиака.
Однако при свободном расположении газопроницаемой нижней плиты на внутренних компонентах, представленных в реакторе, образуется промежуток между периферической стенкой печной корзины и газопроницаемой нижней плитой. Это происходит, когда стенка печной корзины и газопроницаемая нижняя плита начинают расширяться до разных степеней. Это приводит к обходу газа, так что последующее охлаждение в утилизационном котле La Mont не может происходить немедленно, и существует высокая вероятность разложения произведенного NO.
Кроме того, существует риск того, что материал-подложка для каталитических сеток провалится через этот промежуток, и материал-подложка, таким образом, больше не будет выполнять своей функции равномерной поддержки каталитических сеток. Структура слоя материала-подложки таким образом разрушается, и в слое образуются трещины и полости. Известно, что такое явление связано с потерей эффективности сгорания и обходом аммиака. С точки зрения защиты окружающей среды обхода аммиака необходимо избегать любой ценой, и ухудшение эффективности сгорания также оказывает влияние на эффективность всего процесса, так что в итоге производится меньше азотной кислоты.
Следовательно, существует потребность дополнительно оптимизировать существующие печные корзины, чтобы избежать вышеупомянутых недостатков в печах для окисления аммиака.
Следовательно, цель настоящего изобретения состоит в том, чтобы предоставить изолирующую систему печной корзины в печи для окисления аммиака, в которой стенка и газопроницаемая нижняя плита механически не соединены друг с другом, так что недостатки промышленных вариантов, используемых до настоящего времени, сводятся к минимуму и обход газа сокращается. Кроме того, следует минимизировать потерю среды, имеющейся в печной корзине, например, колец Raschig. Следует получить уплотнение между газопроницаемой нижней плитой и стенкой печной корзины, которое охватывает различные тепловые расширения в радиальном и осевом направлениях и прилагает минимум сил на стенку и нижнюю плиту. Еще одна цель изобретения состоит в том, чтобы предоставить соответствующий способ.
Цель изобретения достигается системой уплотнения печной корзины в печи для окисления аммиака, где печная корзина имеет стенку (1), которая закреплена в печи для окисления аммиака, и печная корзина имеет газопроницаемую нижнюю плиту (2), которая располагается на дополнительных внутренних элементах печи для окисления аммиака и имеет окружную границу (8) для вмещения дополнительной
среды, и стенка (1), и газопроницаемая нижняя плита (2) механически не соединены друг с другом, так что между стенкой (1) и окружной границей (8) нижней плиты (2) присутствует промежуток (7), и граничное уплотнение (3), которое состоит из отдельных сегментов, подвижно установлено посредством направляющих штифтов (4) на окружной границе (8) нижней плиты (2), и граничное уплотнение (3) выступает над промежутком (7) между окружной границей (8) нижней плиты (2) и стенкой (1), и касается стенки (1).
Граничное уплотнение (3) здесь состоит из множества отдельных элементов (сегментов), которые подвижно установлены с помощью направляющих штифтов (4) на окружной границе (8) нижней плиты (2). Здесь отдельные сегменты преимущественно имеют длину от 500 до 1200 мм. Сегментированное граничное уплотнение выполнено прямо вокруг печной корзины и, например, устроено в виде отдельных металлических листов. Отдельные сегменты граничного уплотнения (3) могут перекрываться или быть расположены прямо рядом друг с другом. Промежутки переменной ширины, которые образуются в разных местах в печной корзине печи для окисления аммиака, также могут быть надёжно уплотнены таким образом.
Крепление стенки печной корзины в печи для окисления аммиака может быть выполнено путём подвешивания печной корзины на соответствующих устройствах в печи для окисления аммиака или, например, путём крепления стенки печной корзины к печи для окисления аммиака с помощью фланцевого соединения. Кроме того, стенка печной корзины также может быть приварена к печи для окисления аммиака. Печи для окисления аммиака имеют диаметр от 1,5 до 7 м.
Дополнительные внутренние компоненты могут быть, как описано выше, трубчатыми змеевиками утилизационного котла La Mont, который также расположен в печи для окисления аммиака. Однако можно использовать внутренние компоненты любого типа, например, дополнительные опорные структуры могут использоваться для расположения газопроницаемой нижней плиты. Здесь нижняя плита механически не соединена с дополнительными внутренними компонентами, но свободно лежит на них.
Для целей настоящего изобретения дополнительные среды, которые могут содержаться в печной корзине, представляют собой, например, материалы-подложки, такие как кольца марки Raschig или Pall, сёдла марки Berl, Interlox или Torus и/или тела Interpack, имеющие размеры примерно 5-200 мм, которые в качестве примера служат каталитическими материалами.
Для целей настоящего изобретения подвижная установка является противоположностью неподвижной, которая осуществляется, например, сваркой или винтовым соединением. То есть, подвижная конфигурация граничного уплотнения гарантирует, что, когда печная корзина расширяется во время работы, граничное уплотнение продолжает касаться стенки печной корзины, т.е. свободно лежит на стенке, и таким образом обеспечивается уплотнение. Граничное уплотнение, таким образом, устанавливают плавающим образом, а следовательно - подвижно.
Граничное уплотнение преимущественно располагают под углом от 2 до 60° и предпочтительно от 15 до 30°, относительно стенки печной корзины.
В одном варианте осуществления изобретения граничное уплотнение, которое состоит из отдельных сегментов, изготавливают из металлических листов. Здесь отдельные металлические листы, которые образуют сегменты граничного уплотнения, устанавливают прямо вокруг печной корзины.
В предпочтительном варианте осуществления изобретения граничное уплотнение подвижно установлено с помощью направляющих штифтов, которые предоставлены на внешней окружной границе (8) нижней плиты. Это преимущественно достигается граничным уплотнением, имеющим отверстия, в которые могут входить направляющие штифты. Отверстия граничного уплотнения могут иметь любую форму, которая позволяет осуществлять вертикальное и/или горизонтальное перемещение граничного уплотнения, и обеспечивает уплотнение между газопроницаемой нижней плитой и стенкой печной корзины.
Газопроницаемая нижняя плита предпочтительно представляет собой решётку с сотовой структурой, ячеистую плиту, сетчатую плиту, решётчатую или перфорированную плиту. Особое предпочтение отдаётся использованию решётки с сотовой структурой, поскольку, как показывает опыт, эта конфигурация нижней плиты наилучшим образом соответствует условиям в печи для окисления аммиака.
Кроме того, настоящее изобретение предоставляет способ уплотнения печной корзины в печи для окисления аммиака, предотвращающий обход газа и потери среды, имеющейся в печной корзине, при этом печная корзина имеет стенку (1), которая закреплена в печи для окисления аммиака, и печная корзина имеет газопроницаемую нижнюю плиту (2), которая расположена на дополнительных внутренних элементах печи для окисления аммиака и имеет окружную границу (8) для расположения дополнительной среды, и стенка (1) и газопроницаемая нижняя плита (2) механически не соединены друг с другом, так что граничное уплотнение (3), которое состоит из отдельных сегментов, подвижно установлено с помощью направляющих штифтов (4) между стенкой (1) и окружной границей (8) нижней плиты (2), и граничное уплотнение (3) выступает над промежутком (7) между окружной границей (8) нижней плиты (2) и стенкой (1), и касается стенки (1), и граничное уплотнение (3) находится под углом к стенке (1) от 2° до 60°, и угол к стенке изменяется при расширении печной корзины. Граничное уплотнение (3), которое состоит из отдельных сегментов, здесь касается стенки (1) и, таким образом, надёжно уплотняет
промежуток (7) по всему рабочему диапазону корзины и при соответствующих различных расширениях.
В одном варианте осуществления способа изобретения угол к стенке увеличивается при расширении печной корзины. Это происходит, например, при запуске печи для окисления аммиака, когда стенка печной корзины и газопроницаемая нижняя плита нагреваются с разными скоростями вследствие контакта со средой, например, кольцами Raschig, присутствующей в печной корзине, и таким образом демонстрируют различные степени расширения. Если газопроницаемая нижняя плита нагревается медленнее, чем стенка печной корзины, тогда промежуток между этими двумя компонентами становится больше. В этом случае среда, присутствующая в печной корзине, прижимает граничное уплотнение вниз, и угол к стенке увеличивается.
В предпочтительном варианте осуществления способа подвижная установка граничного уплотнения (3) достигается посредством направляющих штифтов, которые выступают в отверстия граничного уплотнения (3) и расположены на окружной границе (8) во внешней периферической области нижней плиты (2).
Для граничного уплотнения (3), которое изготовлено из отдельных сегментов, предпочтение отдается использованию металлических листов.
Настоящее изобретение будет представлено ниже с помощью графических материалов, представленных на фиг. 1а и 1b.
Фиг. 1а представляет собой схематическое изображение печной корзины с системой уплотнения в соответствии с изобретением в холодном состоянии.
Фиг. 1b представляет собой схематическое изображение печной корзины с системой уплотнения в соответствии с изобретением в состоянии, в котором уплотнительный эффект является желательным.
Фиг. 1а представляет собой схематическое изображение системы уплотнения в соответствии с изобретением в холодном состоянии. Показаны газопроницаемая нижняя плита 2, имеющая границу 8, и стенка 1, которая имеет цилиндрическую форму. Газопроницаемая нижняя плита 2 и стенка 1 механически не соединены друг с другом, но вместо этого подвешены, скреплены или свободно установлены (не показано) на дополнительных внутренних элементах печи для окисления аммиака. Подвижная установка граничного уплотнения 3 с помощью направляющих штифтов 4 во внешней периферической области 6 газопроницаемой нижней плиты показана в качестве примера на фиг. 1а. С этой целью граничное уплотнение 3 имеет отверстия 5, которые свободно насаживаются на направляющие штифты 4 и протягиваются в вертикальном направлении через нижнюю плиту 2, и контактируют со стенкой 1. Здесь граничное уплотнение 3 расположено под углом а от 2 до 60° относительно стенки 1, в результате чего достигается уплотнительный эффект для газов и, возможно, материалов-подложек для каталитических сеток, лежащих на газопроницаемой нижней плите 2 (не показано).
Фиг. 1b представляет изображение газопроницаемой нижней плиты в практически неизменном состоянии по сравнению с фиг. 1а. Однако на фиг. 1b стенка 1 печной корзины показана в расширенном состоянии по сравнению с фиг. 1а, так что диаметр стенки печной корзины увеличен. Это происходит, например, во время запуска печи для окисления аммиака, когда распределение температуры в печи является неоднородным из-за внутренних элементов или из-за материала-подложки для каталитических сеток, расположенных на газопроницаемой нижней плите 2 (не показано), и, следовательно, отдельные компоненты расширяются в различной степени. Это неизбежно приводит к увеличению промежутка 7 между газопроницаемой нижней плитой 2 и стенкой 1. Подвижно установленное граничное уплотнение 3 предотвращает увеличение промежутка 7, приводящее к обходу газа или проскальзыванию материала-подложки для каталитических сеток, которые могут располагаться на газопроницаемой опорной плите 2 (не показано). Здесь угол а увеличивается, и промежуток 7 уплотняется в соответствии с изобретением.
Изобретение обеспечивает следующие преимущества.
Уплотнение для предотвращения обхода получаемых газов NO, так чтобы они могли подвергаться охлаждению прямо над газопроницаемой нижней плитой и разложение NO в значительной мере предотвращалось.
Уплотнение материалов-подложек для каталитических сеток, расположенных на газопроницаемой нижней плите. Таким образом гарантируется сохранение структуры слоя материалов-подложек и предотвращается образование трещин и полостей, через которые также может происходить обход газа, например аммиака.
Список номеров ссылок:
1 - стенка;
2 - газопроницаемая нижняя плита;
3 - граничное уплотнение;
4 - направляющий штифт;
5 - отверстие;
6 - внешняя периферическая область газопроницаемой нижней плиты;
7 - промежуток;
8 - окружная граница нижней плиты.
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
Евразийская патентная организация, ЕАПВ Россия, 109012, Москва, Малый Черкасский пер., 2
1. Система уплотнения печной корзины в печи для окисления аммиака, где печная корзина имеет стенку (1), которая закреплена в печи для окисления аммиака, и печная корзина имеет газопроницаемую нижнюю плиту (2), которая расположена на дополнительных внутренних элементах печи для окисления аммиака и имеет окружную границу (8) для вмещения дополнительной среды, и стенка (1) и газопроницаемая нижняя плита (2) механически не соединены друг с другом, так что между стенкой (1) и окружной границей (8) нижней плиты (2) присутствует промежуток (7), отличающаяся тем, что граничное уплотнение (3), которое состоит из отдельных сегментов, подвижно установлено посредством направляющих штифтов (4) на окружной границе (8) нижней плиты (2), и граничное уплотнение (3) выступает над промежутком (7) между окружной границей (8) нижней плиты и стенкой (1) и касается стенки (1).
2. Система уплотнения по п.1, отличающаяся тем, что граничное уплотнение (3) расположено под углом от 2 до 60° и предпочтительно от 15 до 30° относительно стенки (1).
3. Система уплотнения по любому из пп.1 или 2, отличающаяся тем, что граничное уплотнение (3), которое состоит из отдельных сегментов, изготовлено из металлических листов.
4. Система уплотнения по любому из предыдущих пунктов, отличающаяся тем, что граничное уплотнение (3) имеет отверстия (5), в которые входят направляющие штифты (4).
5. Система уплотнения по п.4, отличающаяся тем, что отверстие (5) граничного уплотнения (3) имеет любую форму, которая позволяет осуществлять вертикальное и/или горизонтальное перемещение граничного уплотнения.
6. Система уплотнения по любому из предыдущих пунктов, отличающаяся тем, что газопроницаемая нижняя плита представляет собой решетку с сотовой структурой, ячеистую плиту, сетчатую плиту, решетчатую или перфорированную плиту.
7. Система уплотнения по любому из пп.2-6, отличающаяся тем, что граничное уплотнение (3) установлено с возможностью изменения угла между ним и стенкой при расширении печной корзины.
8. Система уплотнения по п.7, отличающаяся тем, что граничное уплотнение (3) установлено с возможностью увеличения угла между ним и стенкой при расширении печной корзины.
026206
- 1 -
026206
- 1 -
026206
- 1 -
026206
- 1 -
026206
- 1 -
026206
- 1 -
026206
- 4 -
026206
|
