Фталевый ангидрид - Гуревич Д.А.
Скачать (прямая ссылка):
Гораздо большей механической прочностью обладают металло-керамические фильтрующие элементы 173'174, изготовленные прессованием и спеканием металлических порошков. Форма фильтрующих элементов может быть различной. Для установки в конверторах наиболее пригодны трубы, закрытые снизу донышком. Метал-локерамические элементы, представляющие собой отрезки труб и
Рис. 27. Металлокерамические Рис. 28. Металлокерамическая
фильтрующие элементы. пластинка.
круглые пластинки, показаны на рис. 27. На рис. 28 представлена сделанная крупным планом фотография металлокерамической пластинки. На фотографии отчетливо видно зернистое строение материала.
Одной из основных характеристик любых фильтров, в том числе и металлокерамических, является их проницаемость по воздуху или по фильтруемой жидкости (пропускная способность). В табл.4 приведена характеристика 174 стальных металлокерамических филь-
Таблица 4
Характеристика стальных металлокерамических фильтров толщиной 5 мм
Фракция прессуемого порошка
MK
Пористость
%
Средний размер пор
MK
Проницаемость по воздуху при ДР = 45 мм вод. ст.
СМЗ/МЧН'СМ2
100—200
37
47
4 600
200—300
37
69
4 800
300—400
36
78
6 800
400—600
35
143
9 200
600—800
34
188
15 600
тров толщиной 5 мм, спрессованных при удельном давлении 2000 кгс/см2 и спеченных при 1200—15000 C
Как видно из данных табл. 4, металлокерамические фильтры с незасоренной поверхностью имеют высокую проницаемость по воздуху. В условиях реально протекающего процесса проницаемость засоренных фильтров значительно ниже.
Существенное влияние на проницаемость фильтров оказывают размеры пор, зависящие в свою очередь от размеров частиц, из которых изготовлен фильтрующий материал. Для получения пор определенного размера прессованию и спеканию подвергают порошки, частицы которых близки между собой по размерам. Рис 29. Частицы порошка углероди-Для этого металлические порош- стои стали-
ки предварительно рассеивают на
узкие фракции (см. табл. 4). Частицы порошка углеродистой стали изображены на рис. 29. Видно, что основная масса частиц имеет более или менее правильную сферическую форму.
гоо
WO
1«»
! «с
Tl
80
40
0.
ІОмк
/гом/с
ЗОмк ~40мк
200 SOO WOO 1400 7800 Пронццоемость, см3/(мим ¦ смг)
Рис. 30. Зависимость проницаемости по воздуху металлокерамических фильтров с различным средним размером пор от перепада давления.
і 1500 I
\ 1200 І
§ воо і ш
\
\у1
2^
13 5 7
Толщина стенки,мм
Рис. 31. Зависимость проницаемости металлокерамических фильтров по воздуху от толщины фильтрующих элементов:
/—фильтр средней пористости; 2— мелкопористый фильтр.
На рис. 30 показана зависимость проницаемости металлокерамических фильтров по воздуху от перепада давления174. На графике видно также резкое увеличение гидравлического сопротивления
фильтров при уменьшении размеров пор. Например, при уменьшении размеров пор от 40 до 10 мк, т. е. в 4 раза, гидравлическое сопротивление фильтров при той же пропускной способности возрастает примерно в 10 раз. На рис. 31 показана зависимость проницаемости от толщины стенки фильтрующих элементов 174. Из графика видно, что с увеличением толщины металлокерамических фильтрующих элементов резко падает пропускная способность фильтров.
Металлокерамические фильтры изготовляют из бронзы, латуни, никеля, простой и нержавеющей стали и других металлов. В некоторых случаях для защиты от коррозии фильтры, изготовленные из стали, хромируют. Фильтры из меди или из сплавов, содержащих медь, непригодны для конверторов, предназначенных для окисления нафталина, так как в результате окисления материала фильтров может образоваться окись меди. Последняя при высокой температуре окисляет нафталин до продуктов полного сгорания. Металлокерамические фильтры значительно дороже керамических фильтров и фильтров из стеклянной ткани, тем не менее высокая механическая прочность и большая надежность в эксплуатации обеспечивают экономическую целесообразность применения металлокерамических фильтров175.
В зоне фильтров высокая температура, близкая к температуре контактирования, нежелательна из-за возможного протекания на фильтрах дополнительных окислительных процессов. Подобные явления опасны, так как в зоне фильтров отсутствует теплоотвод. Поэтому перед поступлением на фильтры контактные газы должны быть охлаждены до такой температуры, при которой дальнейшее окисление фталевого ангидрида и сопутствующих ему примесей практически прекращается. С этой целью под фильтрами устанавливают теплообменники; тепло контактных газов иногда утилизируют в этих же теплообменниках.
Нежелателен также унос значительного количества мелких фракций катализатора на фильтры. Это повышает нагрузку на фильтры и повышает температуру в зоне фильтров (вследствие увеличения теплосодержания единицы объема паро-газовой смеси, содержащей катализаторную пыль). Чем дальше расположены фильтры от уровня слоя катализатора, тем меньше содержание катализатора в единице объема паро-газовой смеси. Содержание пыли в контактных газах в основном зависит от скорости газового потока, дисперсности и плотности катализатора и высоты рассматриваемого сечения над уровнем псевдоожиженного слоя. Для уменьшения количества пыли, уносимой на фильтры, и сокращения числа необходимых продувок фильтры желательно располагать возможно выше над уровнем слоя катализатора. Однако подъем фильтров соответственно увеличивает размеры конвертора. Практически расстояние от зеркала псевдоожиженного слоя катализатора до фильтров в большинстве случаев определяется конструк-
