Коренные усовершенствования внесенные в производство контактной серной кислоты

имели следующие диаметры (второе число соответствует внутреннему диаметру): 3,8X1,7; 5,6X2,6; 6,0X2,0; 8,0X1,5; 8,0X3,0; 8,0X3,8; 10,0X2,5; 10,0X4,5 и 9,7X6,0 мм. Были изготовлены ребристые экструдаты катализатора СВД, имевшие в поперечном сечении следующие формы: трехконечная звездочка (диаметр описанной окружности D' =6,5 мм, высота ребра h=2,5 мм, толщина ребра =1,5 мм); крестовидный экструдат (D'=7,0, h=2,5, =2,0 мм); четырехконечная звездочка (D' = 6,8, h = 2,0, средняя толщина несколько сужающегося к периферии ребра =2,0 мм); шестиконечная звездочка (D' = 6,5, h=1,8, =1,5 мм). Фигурно-трубчатый экструдат (D'=7,0 мм), поперечное сечение которого было ограничено четырьмя пересекающимися дугами, содержал четыре отверстия диаметром 1,3 мм. Путем вмазывания в матрицы массы СВД были получены диски диаметром 18,3 и толщиной 3,5 мм, плоские кольца диаметром 18,2X8,6 мм и толщиной 3,5 мм, соты (многодырчатые диски) диаметром 18,0 и толщиной 3,0 мм с 40 отверстиями диаметром 1,2 мм, блочный катализатор диаметром 34,4 мм с 15 сквозными отверстиями диаметром 5,6 мм.

Удельную внешнюю поверхность ребристых экструдатов определяли, измеряя их параметр и площадь поперечного сечения (по известному объему и длине зерна). Порозность (по кажущейся и насыпной плотности катализатора) и гидравлическое сопротивление слоя (при просасывании воздуха) измеряли в колонках различного диаметра (от 38,5 до 200 мм).

Установление зависимости наружной порозности слоя, которая обусловлена пустотами между зернами, при плотной упаковке от отношения диаметра колонки D_колк диаметру эквивалентного шара D_Эс поверхностью, равной поверхности сплошного (без полости) зерна катализатора, подтвердило применимость уравнения  [4]:

                                             (1.2)

где  — наружная порозность слоя в аппарате очень большого диаметра.

Уравнение (2) оказалось пригодным и в случае свободной упаковки слоя, однако его порозность в данном случае в среднем в 1,1 раза выше, чем при плотной упаковке. Вероятное значение в промышленном реакторе может быть принято равным 1,05 , где соответствует плотной упаковке. Общая порозность слоя для зерен с внутренней полостью определяется как

                                                                                        (1.3)

где  — доля свободного объема внутри зерна (полости).

Расчетные значения порозности слоев зерен различной формы в аппарате большого диаметра приведены в таблице. Высокую порозность имеют слои ребристых и полых катализаторных зерен, слои сферических и сплошных цилиндрических зерен обладают наименьшей порозностью. Наибольшая плотность упаковки цилиндриков наблюдается при отношениях длины к наружному диаметру l/D, лежащих в пределах 0,5—2,0.

Измерения коэффициентов гидравлического сопротивления в колонках разного диаметра показали, что с уменьшением диаметра колонки