KRALJEVINA JUGOSLAVIJA UPRAVA ZA ZAŠTITU KLASA 75 (1) INDUSTRISKE SVOJINE IZDAN 1 NOVEMBRA 1938. PATENTNI SPIS BR. 14540 Hydro Nitro S. A. i Ing. Kalous Mieczys!aw Josef, Genf, Švajcarska. Uredjaj za preradu nitroznih gasova od sagorevanja amonijaka u azotnu kiselinu. Prijava od 18 oktobra 1937. Važi od 1 maja 1938. Naznačeno pravo prvenstva od 13 aprila 1937 (Austrija). Već odavno postoji težnja, da se sma-tije veliko protezanje i veliki troškovi ab-sorpcionih postrojenja, u kojima se nitro-zni gasovi od sagorevanja amonijaka koji srt pomešani sa internim gasovima, prerađuju u azotnu kiselinu. Obrazovanje azotne kiseline iz NUa i HaO se kao što je poznato, zasniva na niže izloženim reakcijama koje su u sledečem kratko označene kao absorpcija odnosno oksidacija. 3 N02+H20 = 2 HN03 + NO+41 kal. (i) N0+V202 = N0ž+14 kal. .... (2) Oksidacija NO koja se obrazuje u toku absorpcije vrši se između dva absorpciona stupnja u gasnoj fazi, po potrebi uz dodavanje vazduha (kiseonika). Oksidacija po je.dnačini (2) se kao što je poznato vrši prilično lagano i jako se usporava kako usled jakog razblažavanja reakcionih učesnika inertnim gasovima, tako i nastupajućim povećanjem temperature. Ovim se, po sebi razume, oteže i brzina obrazovanja HNOs. Znatne količine toplote koje daju reakcije po jednačinama (1) i (2), moraju prema tome biti oduzimane. Toplota iz tečne faze, tj. apsorpcija, može srazmerno lako biti odvođena. Drukčije stoji stvar kod gasne faze, tj. kod oksidacije, gde postoje velike gasne kličine i veoma protegnuti gasni prostori, da bi se za NO obezbedilo dovoljno dugo vreme bavljenja za njegovu oksidaciju u NOa. Da bi se izbegle nezgode protegnutih apsorpcionih postrojenja, već je predlagano, da se apsorpcija izvodi pod pritiskom, pri približno 3—5 atm. nadpritiska. I pored potrebe nabavljanja skupih kompresora i prema pritisku otporne aparature, troškovi za postrojenja su znatno smanjeni uvođenjem apsorpcije pod pritiskom. Za apsorpciju pod pritiskom su do sada predlagani niže navedeni uređaji: 1) Visoki apsorpctoni stubdvi velikog prečnika i odgovarajuće debljine zida sa punjenjem Rašigovim prstenima. Dovođenje gasne mešavine se vrši odozdo, a dovođenje apsorpcione tečnosti (voda odnosno razblažena aaotna kiselina) odozgo. Apsorpciona tečnost, koja stub napušta, dole se pomoću crpki dotle vraća u kružnom toku odozgo ponovo u apsorpcioni stub, dok ne dostigne željeni odnosno koncentracioni stepen koji se želi postignuti. Cirkulišuća apsorpciona tečnost prima u stubu reakcionu toplotu u neposrednom dodiru; ova primljena toplota se apsorpci-onoj tečnosti posredno oduzima pomoću hladnika iz cevi, koji je uključen u kružni tok izvan stuba. 2) Apsorpcija se izvodi u kakvom sistemu stupanjski raspoređenih, sa debelim zidovima, ležečih cilindara srazmerno velikog prečnika. Iz oksidacionog stuba dolazeći, na približno 20—30° hlađeni gasovi ulaze u najniži cilindar kroz na njegovom dnu horizontalno pružajuću se cev za uvođenje gasa koja je izbušena duž svoje gornje'strane. Slično se gas iz gasnog^pro-stora jednog cilindra prevodi u najbliži sledeči. Apsorpciona tečnost (voda odnosno razblažena azotna kiselina) se dovodi najviše nalazećem se cilindru i prolazi redom Din. 20.— kroz stupanjski postavljene cilindre. Cevi /.?. dovod gasa u po jedinim cilindrima se pri tome pokrivaju ogledalom tečnosti. Kroz izbušene cevi sa velikom brzinom izlazeći gasni mehuri bacaju tečnost u kapljicama na cilinđarske zidove, niz koje se zatim ova sliva. Ležeći se cilindri hlade spolja obuvanjem vodom. Crpke za kruženje tečnosti, Rašigovi prsteni i naročiti hladnici istina pri tome izostaju, ali je dodir zmedu gasa i tečnosti ipak nepotpun, a takođe i hlađenje prinudno velikih gasnih prostora spolja nije dovoljno, da bi se upravo ovde oslobođena oksidiciona toplota, a naročito iz srednjih oblasti, uspešno oduzela. Najzad je kod ovih uređaja još uvek veoma velika potreba za mestom. 3) Najzad su upotrebljene apsorpcio-ne kolone po načinu izvođenja rektifikaci-onih kolona. Naniže tekuća, na pojedinim odmorištima (dnima) privremeno prikup-Ijajuća se apsorpciona tečnost se na svakom stupnju hladi pomoću cevi za hlađenje. Uobičajeni zvonasti elementi i t. si. obezbeduju istina samo dobar kontakt između gasa i tečnosti, ali je hlađenje gasnih prostora odnosno između pojedinačnih stupnjeva privremeno bavećih se gasova i ovde malo zadovoljavajuće. Uređaj po pronalasku za ahsorpciju pod pritiskom vodi ka daljem znatnom smanjenju kako troškova tako i potrebe za mestom postrojenja i omogućuje jedno-vremeno veoma uspešno hlađenje i gasnih prostora. Uštede u troškovima postrojenja •s.e penju na približno jednu trećinu troškova postrojenja pomenutog pod 2) potreba za mestom postrojenja po pronalasku iznosi samo približno jednu petinu dosadašnje. Uređaj po pronalasku se sastoji uglavnom iz, jedna iznad druge postavljenih, cevi srazmerno malog prečnika, pri čemu se ispravnim izborom prečnika pjedinih cevnih elemenata, koji služe kao reakcioni prostori odnos između njihove zapremine prostora i njihove površine tako utvrđuje, odnosno se kao površina, koja služi za hlađenje u sravnjenju sa zapreminom prostora tako uvećava, da se hlađenjem spolja pomoću oblivanja vodom veoma uspešno hladi ne samo absorpcidna tečnost, koja protiče jedno za drugim kroz pojedine cevne elemente, nego. naročito i u ovima privremeno baveći se gasovi, uz brzo oduzimanje oksidacione toplote. Usled srazmerno malog prečnika cevnih elemenata po pronalasku mogu u svakom slučaju biti upotrebljene i cevi normalne debljine zida, čak i gotove, u trgovini uobičajeno dimen-zionisane cevi, koje usled svoje iz čisto tehnoloških razloga, dobijajuće se debljine zida imaju već potrebnu otpornost na pritisak. Iz ogleda naveliko, koji su izvođeni u jednom po pronalasku uređaju sa cevnim elementima od 320 mm prečnika, pokazalo se, da usled omogućenog uspešnog i brzo dejstvujućeg hlađenja gasnih prostora može da' se veoma skrati bavljenje gasova u postrojenju, a ipak je dobit HNOs iznosila 99% i više. Pokazalo se kao podesno, da se odnos između hlađenja površine i obuhvaćenog prostora izabere većim od 5 m2/m3, korisno da se utvrdi na 12—34 m-Vm3, pri čemu se upotrebljuju cevi prečnika između 100 i 900 mm. Po pronalasku ne treba ni u kojem slučaju da se pređe preko 1000 mm prečnika cevi. Debljina zida iznosi uvek prema prečniku i svagda upotrebljenim pritiscima uopšte između 1 i 10 mm. Gasovi, koji sadrže N0-> se uvode u postrojenje, uvek prema hlađenju pre apsorbovanja, sa temperaturom između 10 i 200°. Za hlađenje cevnih elemenata se upotrebljuje normalna voda za hlađenje, tj. voda za hlađenje sa temperaturom između 10 i 25°. Kao gradivni materijal za cevi služe plemeniti čelici, koji su otporni prema kl-, selini, kao V2A ekstra Krupp, Avesta 832 MV, Staybrite F. DP. i t. si. U pojedinim, međusobno pomoću cevi za gas i tečnosti vezanim cevnim elementima su podužno upravljene cevi za dovod gasa ispod ogledala tečnosti, podesno sa prema dole upravljenim otvorima za izlazak gasa, usled čega se vrši dodir između izlazećih gasnih mehurića i tečnosti na dužem putu, koji potpomaže apsorpciju. Absorpciono postrojenje može biti i tako izvedeno, da budu dve ili i više grupa, jedan iznad drugog ležečih cevnih elemenata paralelno priključene 'na jedan zajednički gasni vod, pri čemu se ili svima grupama dovodi sveža absorpciona tečnost, ili se pak otičuća kiselina jedne grupe predaje drugoj grupi. Kod ogleda sa jednim uređajem, koji je radi primera pokazan na priloženom nacrtu na si. 3 i 4 se dalje pokazalo, da najvećim delom mogu izostati naročiti uređaji za hlađenje i oksidaciju koji su kod dosadašnjih apsorpcionih uređaja uvek preduključivani, pošto se uređaj, koji se sastoji iz po pronalasku cevnih elemenata malog prečnika može tako uspešno hladiti spolja oblivanjem vodom, da gasovi od sagore-vanja amonijaka, po odavanju za obične ciljeve upotrebljive toplote, mogu biti dovedeni neposredno apsorpcionom uređaju. Priloženi nacrt pokazuje dva radi primera oblika izvođenja uređaja po pronalasku, i to Sl. 1 pokazuje izgled sa strane jednog ••oblika izvođenja (delimično u preseku). Sl. 2 pokazuje izgled spreda istog izvođenja (isto lako delimično u preseku), dok SI. 3 i 4 pokazuju izglede odnosno preteke drugog oblika izvođenja. Gasovi ulaze kroz cev 1 (sl. 1 i 2) u podužno upravljenu cev 3 za uvođenje gasa u najnižem apsorpcionom elementu 2. Cev 3 je dole po svojoj dužini prosečena. Kroz podužni prošek u tečnost ulazeći i kroz ovu penjući se gasovi struje, po pro-laženju kroz gasni prostor iznad ogledala tečnosti kroz spojnu cev 4 u cev 6 za uvođenje gasa u apsorpcionom elementu1 5 postavljenom iznad elementa 2, itd. Apsorpciona tečnost (voda ili razbla-žena azotna kiselina) se kroz cev 7 uvodi u najviše nalazeći se cevni elemenat i do-speva, po strujanju kroz elemenat, kroz cev 8 koja je na donjem kraju snabdevena zatvaračem za tečnost u najbliži niži elemenat, itd. Koncentrisana kiselina napušta apsorpcioni uređaj kroz cev 9 koja od najniže nalazećeg se elementa vodi u sabirni sud 10. Kod oblika izvođenja prema sli. 3 i 4 su dve grupe jedan iznad drugog nalazećih se cevnih elemenata paralelno priključne na cev 13 za dovod gasa. Gasovi po odavanju njihove toplote, koja se na primer može iskoristiti za proizvođenje pare, ulaze bez daljeg prethodnog hlađenja, kroz cev 13 u srednje elemente 12, 12a. Po strujanju kroz nekolike srednje elemente do-spevaju oni kroz cev 14 odnosno 14a u najniže nalazeće se elemente 15, 15a, tj. u one sa najviše koncentrisanom kiselinom. Po prolaženju kroz donje cevne elemente struje gasovi zatim kroz cev 16 i 16a ka gornjim elementima. Apsorpciona tečnost se uvodi u najviše nalazeće se elemente obe cevne grupe paralelno priključene na cev 17, a koncentrisana se kiselina iz najniže nalazećih se elemenata 15 i 15a obe grupe upućuje kroz cev 18 u sabirni sud. Prema pokazanim oblicima izvođenja obliva, pomoću cevi 11 i 11a raspodeljena voda za hlađenje jedno za drugim, spolj-ne zidove jedan ispod drugog raspoređenih cevnih elemenata. Kod oblika izvode nja prema si. 3 i 4 se predviđaju dalje cevi 19, 19a odnosno 20, 20a za hlađenje vodom, pomoću kojih se srednji elementi ob-livaju svežom vodom za hlađenje. Patentni zahtevi: 1) Uređaj za preradu nitroznih gaso-va od sagorevanja amonijaka u azotnu kiselinu apsorpcijom sa vodom pod nadpri-tiskom u jednom redu međusobno vezanih, u jednom pravcu apsorpcionom tečnošću, a u drugom pravcu gasovima jedno za drugim proticanih, spolja hlađenih reakci-onih prostora, naznačen time, što se re-akcioni prostori sastoje iz cevnih elemenata sa srazmerno malim prečnikom, koji su raspodeljeni ležeći jedan iznad drugog, pri čemu je njihov prečnik u cilju uspe-šnog, prema meri njihovog postajanja, vr-šećeg se odvođenja apsorpcione i oksida-done toplote pomoću spoljnjeg hlađenja, određen odnosnim brojem između hlađenja zidne površine i obuhvaćene zapremiue prostora, koji iznosi bar 5 mVm3, korisno 12—14 m-7m'3. 2) Uređaj po zahtevu 1, naznačen time, što su jedan iznad drugog ležeći raspoređeni cevni elementi udruženi u dve ili više, na jedan zajednički gasni dovodnik paralelno priključene grupe. 3) Uređaj po zahtevu 1 do 2, naznačen time, što cev, koja gasove, koji sadrže NCk vodi u apsorpciono postrojenje utiče u jedan od srednjih cevnih elemenata, odakle se gasovi po strujanju kroz grupu srednjih cevnih elemenata vode ka suprotnom strujom određenim prvim (tj. najnižem i za ovim sledujućim) elementima i po prolaženju kroz ove dospevaju u grupu najviše nalazećih se elemenata. 4) Uređaj po zahtevu 1 do 3, naznačen time, što je iznad najviše nalazećeg se elementa predviđena cev za raspodelu vode za hlađenje, pri čemu su u svakom slučaju raspoređene još dalje cevi za raspodelu vode za hlađenje između pojedinih elemenata, da bi se pojedinim cevi ma ili cevnim grupama osim vode, koja se sliva odozgo naniže duž cevnih zidova, dovodila još i sveža voda za hlađenje. . TTTTTT v i n j / \ i1 ii ? i 111 j * > i