[发明专利]用于在容器中接纳板状元件的支承环

说明书

技术领域

本发明涉及一种支承环，用于在容器中接纳板状元件，特别是在 用于从包含SO₂的气体生产SO₃的转化器中接纳塔盘或者隔板，其中， 所述板状元件搁置在附接到容器壁上的支架上。

背景技术

在硫酸厂的转化器中，借助于催化剂来将二氧化硫(SO₂)转化 为三氧化硫(SO₃)。包含二氧化硫的气体与氧气一起被引入到转化器 中，并被引导通过转化器中一个接一个相继布置的多个接触级或者塔 盘，并且至少通过催化氧化而被部分地转化为三氧化硫。从二氧化硫 到三氧化硫的反应是强烈的放热反应，从而在各接触级之间设置了换 热器，以便消散所产生的热量。为了获得紧凑的结构，通常在转化器 内部形成一个或多个换热器，并且将接触塔盘围绕容纳换热器的中心 管道环状地布置。例如，在Ullmann的工业化学百科全书第五版第 A25卷的第649到653页中描述了转化器的结构和操作。

转化器的各个接触级被隔板相互分开。在这些接触级中，在所谓 的塔盘上放置通常包含作为活性组分的五氧化二钒的催化剂。出于经 济的原因，用于生产三氧化硫的转化器通常非常大。例如，容器的直 径可为15米。在中心管道的直径为7米的情况下，对装载催化剂的塔 盘来说就获得4米的环形宽度。很明显，由于催化剂的重量、生产气 体的压力损失和转化器中存在的高温，在塔盘上就施加了高负荷，这 会引起塑性变形。通常认为，例如在奥氏体钢的情况中，大约30％的 延伸率将导致破裂。为了避免塔盘的过度偏转和破裂，需要进行加强。 为了该目的，通常在转化器中加入网格结构，构造成多孔板的塔盘布 置在该网格结构上，生产气体穿过塔盘。由于放热反应引起的高温， 例如在第一接触级中大约为625℃，所以必须使用昂贵的不锈钢来制 造承载催化剂的塔盘和接触级之间的隔板。因为由于高温的缘故网格 结构也必须由不锈钢制成，并且网格结构必须具有足以支承催化剂重 量的厚度，因此这些锅炉插入物的重量和成本很高。

发明内容

本发明目的是优化用于制造硫酸转化器的材料消耗。

利用本发明基本上实现了该目的，其中，支架具有相对于水平面 向下倾斜的上支承面。

当塔盘现在被装载并且由于所装的催化剂以及由于生产气体的压 力损失而使塔盘偏转时，这引起了塔盘的塑性变形。但是在变形塔盘 达到大约为弹性延伸量15倍的容许延伸极限之前，通过抵靠在支架上 来限制塔盘的塑性变形。在该支承范围的末端处，从零开始的板变形 可能再次开始。另外，通过支架的相应倾斜，可以实现从弯曲应力到 纯粹拉应力的限定转变，对于拉应力来说，存在明显更高的载荷极限 值。因此，本发明允许被支撑的塔盘的有限塑性(塑性铰链)，以便有 选择地将弯曲应力转变为膜的拉应力。

根据本发明的一方面，如果板状元件组成内侧搁置在第二支架上 的圆环(就像在传统转化器中的惯例那样)，则第二支架的上支承面也 相对于水平面向下倾斜。因此，可以在两侧同等地保持塔盘。

根据本发明的一优选方面，上支承面向下弯曲。通过相应地选择 曲率，可以说，使其“遵循”板材塑性变形的物理廓线，以便达到最大 的可容许延伸量。

根据本发明的一特别优选的方面，上支承面具有至少两个不同大 小的相继半径。结果，可以在弯曲部的各个区域之间实现平滑过渡， 其中，在各半径之间的过渡处避免了出现可能会引起板状元件破裂的 边缘。

根据本发明，从最靠近容器壁的半径开始到更远离的半径，半径 的大小递减(R1＞R2＞...＞Ri＞...＞Rn)。当使用两个半径时，靠近容器 壁的第一半径可以限定板状元件的弯曲，而远离容器壁并且更小的第 二半径用来将板从支架上分开。

根据本发明，在普通尺寸的转化器中，最靠近容器壁的半径在500 到900毫米的范围内，优选在600到800毫米，并且特别是为大约700 毫米。根据本发明，与最靠近容器壁的半径相继的半径在300到700 毫米的范围内，优选在400到600毫米，并且特别是为大约500毫米。 这些数值当然应当适应容纳板状元件的容器的尺寸。

当然，还可使弹性变形的层理适应板状元件的物理/机械弯曲。这 也可以例如通过采用曲线几何形状(例如，摆线)来进行，而不是改 变所述半径。