УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРИМЕНЕНИЯ В ПРОИЗВОДСТВЕ АЗОТНОЙ КИСЛОТЫ

1. Теплообменное устройство для применения в производстве азотной кислоты, обеспечивающее теплообмен входящего/отходящего потока и объединенное с абсорбцией диоксида азота, которое включает конструкцию активной зоны реактора, включающую первую и вторую группы соединенных, устойчивых к коррозии металлических пластин, включающих сформированные в них системы каналов для течения жидкостей, систему теплообмена между входящим и отходящим потоком, включающей первые системы каналов первой и второй групп пластин, расположенные рядом в теплообменном взаимодействии, и систему абсорбции, включающую вторые системы каналов первой и второй групп пластин, расположенные рядом в теплообменном взаимодействии.
2. Теплообменное устройство по п. 1, в котором:
a) первая группа пластин включает множество первых пластин, а вторая группа пластин включает множество вторых пластин,
b) первая и вторая пластины соединены во взаимном расположении друг напротив друга, причем вторые пластины расположены чередующимися попеременно с первыми пластинами,
c) в каждой из первых пластин сформированы отдельные первая и вторая системы каналов,
d) в каждой из вторых пластин сформированы первая и вторая системы каналов, соединенные последовательно гидравлическим соединением, и
e) первая и вторая системы каналов вторых пластин расположены рядом в теплообменном взаимодействии с первой и второй системами каналов, соответственно, первых пластин.
3. Теплообменное устройство по п. 1, в котором первая и вторая пластины каждой группы металлических пластин включает пластины из нержавеющей стали.
4. Теплообменное устройство по п. 1, где все первые и вторые пластины первой и второй групп металлических пластин соединены друг с другом диффузионным соединением.
5. Теплообменное устройство по п. 1, в котором первая система каналов каждой из первых пластин выполнена таким образом, что соединяется с источниками аммиака, воды (в жидкой или газообразной форме) и окисляющего газа и доставляет сырье, представляющее собой смесь аммиака с кислородом, уравновешенную паром, в систему окисления, а вторая система каналов каждой из первых пластин выполнена таким образом, что соединяется последовательно с устройством подачи охлаждающей среды.
6. Теплообменное устройство по п. 5, в котором первая система каналов каждой из вторых пластин выполнена таким образом, что соединяется с источником горячего нитрозного газа и переносит его, а вторая система каналов каждой из вторых пластин приспособлена для доставки азотной кислоты, и постепенное окисление и абсорбция нитрозного газа конденсатом воды происходит во время транспортировки через первую и вторую системы каналов вторых пластин.
7. Теплообменное устройство по п. 1, в котором первая система каналов каждой из первых пластин состоит из множества каналов, находящихся на расстоянии друг от друга в поперечном направлении и проходящих в продольном направлении, каждый из которых вытравлен, следуя зигзагообразному пути, вдоль основной части ее длины в продольном направлении.
8. Теплообменное устройство по п. 7, в котором вторая система каналов каждой из первых пластин состоит из множества каналов, находящихся на расстоянии друг от друга в поперечном направлении и проходящих в продольном направлении, каждый из которых вытравлен, следуя зигзагообразному пути, вдоль всей ее длины в продольном направлении, и все они соединяются с продольно расположенными протоками для подачи охлаждающей среды.
9. Теплообменное устройство по п. 7, в котором первая система каналов каждой из вторых пластин состоит из множества частей каналов, находящихся на расстоянии друг от друга в поперечном направлении и проходящих в продольном направлении, к которым присоединены поперечные части каналов, расположенные на каждом конце частей, проходящих в продольном направлении, причем каждая часть канала имеет эффективную длину, аналогичную длине каждой другой части канала, на протяжении всех собранных продольных и поперечных частей.
10. Теплообменное устройство по п. 8, в котором вторая система каналов каждой из вторых пластин состоит из множества частей каналов, чередующихся по направлению, горизонтально и вертикально, на протяжении всех их длин, причем общее число частей каналов в пределах второй системы каналов является по существу таким же, как общее число частей каналов в пределах первой системы каналов в каждой из вторых пластин, причем все части каналов второй системы каналов в каждой из вторых пластин имеют большую общую эффективную длину, чем общая эффективная длина первых частей каналов во вторых пластинах, так что площадь, занимаемая второй системой каналов, больше, чем площадь, занимаемая первой системой каналов.
11. Теплообменное устройство по п. 1, в котором первая система каналов в первых пластинах занимает приблизительно такую же площадь поверхности, что и первая система каналов во вторых пластинах, и при этом вторая система каналов в первых пластинах занимает приблизительно такую же площадь поверхности, что и вторая система каналов во вторых пластинах.
12. Теплообменное устройство по п. 1, в котором в каждой из первых и вторых пластин имеется щелевое отверстие, расположенное таким образом, чтобы снижать прямую передачу тепла между частями первых и вторых систем каналов первых и вторых пластин.
13. Теплообменное устройство по п. 9, где каждая из вторых пластин сформирована на одном конце первой системы каналов в первых пластинах, но находится на расстоянии от нее, и имеет канал, проходящий в поперечном направлении, который соединяется с первым порядком многоразрядной системы распределения, которая соединена гидравлическим соединением посредством коллектора с первой системой каналов первых пластин.
14. Устройство для применения в производстве азотной кислоты, которое включает конструкцию активной зоны реактора, включающую множество первых и вторых устойчивых к коррозии металлических пластин, соединенных во взаимном расположении друг напротив друга, причем вторые пластины расположены чередующимися попеременно с первыми пластинами; в каждой из первых пластин сформированы отдельные первые и вторые системы каналов, причем первые системы каналов первых пластин приспособлены для приема водного аммиака и окисляющего газа и доставки сырья, представляющего собой смесь аммиака с кислородом, уравновешенную паром, а вторые системы каналов первых пластин приспособлены для соединения последовательно с устройством подачи охлаждающей жидкости; в каждой из вторых пластин сформированы отдельные первая и вторая системы каналов, расположенные рядом в теплообменном взаимодействии с первой и второй системами каналов, соответственно, первых пластин; причем первая и вторая системы каналов каждой из вторых пластин соединены последовательно с гидравлическом соединении, и первые системы каналов вторых пластин приспособлены для приема горячего нитрозного газа, а вторые системы каналов приспособлены для доставки азотной кислоты в соответствии с постепенным окислением и абсорбцией нитрозного газа конденсатом воды во время транспортировки через первую и вторую системы каналов вторых пластин.
15. Устройство по п. 14, которое выполнено с возможностью соединения с устройствами подачи окисляющего газа, аммиака и воды и с выполнено с возможностью соединения в контур с системой окисления, в которой сырье, представляющее собой смесь аммиака с кислородом, уравновешенную паром, из активной зоны реактора подвергают высокотемпературному каталитическому преобразованию в нитрозные газы, возвращаемые в активную зону реактора.
16. Устройство по п. 14, где первые и вторые пластины включают пластины из нержавеющей стали.
17. Устройство для применения в производстве азотной кислоты, включающее:
конструкцию активной зоны реактора, включающую расположенные чередующимися попеременно первую и вторую группы металлических пластин, соединенных во взаимном расположении друг напротив друга, причем в каждой из первых пластин сформированы отдельные первая и вторая системы каналов, в каждой из вторых пластин сформированы отдельные первая и вторая системы каналов, расположенные рядом в теплообменном взаимодействии с первой и второй системами каналов, соответственно, первых пластин, и первая и вторая системы каналов каждой из вторых пластин соединены последовательно в гидравлическом соединении;
коллекторную систему для введения аммиака, воды и окисляющего газа во впускное отверстие первой системы каналов первой группы пластин;
впускное отверстие для введения охлаждающей среды во вторую систему каналов первой группы пластин; и
выпускное отверстие для удаления охлаждающей среды из вторых систем каналов первой группы пластин;
причем первые системы каналов первой группы пластин и первые системы каналов второй группы пластин функционально выполнены в противоточном взаимодействии, так что подаваемый горячий нитрозный газ, принимаемый первыми системами каналов второй группы пластин, нагревает противоточное сырье, представляющее собой смесь водного аммиака с окисляющим газом, в первых системах каналов первой группы пластин нагревается с образованием аммиачного сырья, уравновешенного паром, при одновременном снижении температуры подаваемого нитрозного газа до температуры ниже его точки росы; и
эффективная длина первых и вторых систем каналов во второй группе пластин достаточна для окисления нитрозных газов в подаваемом нитрозном газе до диоксида азота и дает возможность абсорбции диоксида азота из подаваемого нитрозного газа конденсированной водой с образованием азотной кислоты.
18. Устройство для применения в производстве азотной кислоты по п. 17, в котором активная зона реактора включает щелевое отверстие, расположенное по существу между первой и второй системами каналов первой и второй групп металлических пластин.
19. Устройство для применения в производстве азотной кислоты по п. 17, в котором эффективная длина вторых систем каналов второй группы пластин больше, чем длина первых систем каналов второй группы пластин.
20. Устройство для применения в производстве азотной кислоты по п. 17, в котором эффективная длина первых и вторых систем каналов во второй группе пластин достаточна для того, чтобы процесс окисления проходил по существу до полного завершения.
21. Устройство для применения в производстве азотной кислоты по п. 20, в котором эффективная длина первых и вторых систем каналов во второй группе пластин достаточна для образования разбавленной азотной кислоты, имеющей концентрацию, составляющую от 20 мас.% до 40 мас.%.