ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Системы, работающие при повышенном давлении из "Технология азотной кислоты Издание 3" О ступень) 6-газовая турбина 7-редуктор -мотор-генератор 9 - турбокомпрессор (II ступень) /О —промежуточный холодильник -котел-утилизатор /2 —экономайзер 13 — поролитовый фильтр 14 — смеситель аммиака и воздуха 15 — подогреватель воздуха /в — подогреватель аммиака /7 — окислитель нитрозных газов /8 — конвертор / 9 — котел-утилизатор 20 —холодильник-конденсатор 2/— абсорбционная колонна. [c.207] На рис. У1-8 показана схема установки, работающей под давлением от 7,3 ат (абсолютных) в начале системы и до 5,8 ат в конце системы. Атмосферный воздух сначала очищается на суконном фильтре I, затем промывается водой, отработанной в холодильниках установки. Очищенный воздух сжимается в первой ступени турбокомпрессора 5 до 3,53 ат и нагревается до 175° С. Затем он охлаждается в водяном холодильнике 10 до 40—45° С и сжимается во второй ступени 9 до конечного давления 7,3 ат (абсолютных), нагреваясь примерно до 135—125° С. [c.207] Предварительно очищенный газообразный аммиак под давлением 10—12 ат подогревается паром в аппарате 16 до 150° С и поступает в смеситель 14, куда подается также воздух, нагретый до 270° С нитрознымн газами в теплообменнике 5. Аммиачно-воздущ-ная смесь, содержащая 10% аммиака, фильтруется повторно в по-ролитовом фильтре 13 и поступает на катализатор в конвертор 18. [c.208] В качестве катализатора применяются 16 сеток из платинородиевого сплава (содержание 7,5% Rh) из нити толщиной 0,09 мм и с числом отверстий 1024 на 1 см . Конверсия аммиака проводится при 890—900° С, выход окиси азота до 96%. Тепло реакции окисления аммиака используется в котле-утилизаторе 19 для получения перегретого пара с давлением 13 аг и температурой 230° С. Нитрозные газы при этом должны охлаждаться до 170° С. Однако благодаря тому, что при повышенном давлении (даже при больших температурах) проходит процесс окисления N0 до NO2, температура газов на выходе из котла не становится ниже 260° С. [c.208] Далее нитрозные газы проходят фильтр для улавливания платины, расположенный в верхней части пустого сосуда 17 — окислителя. За время пребывания в сосуде 17 окись азота окисляется до двуокиси на выходе из аппарата общая степень окисления достигает примерно 80%. Температура газов после окисления N0 повышается до 300—310° С, и это тепло частично используется для подогрева воздуха в теплообменнике 15. Здесь нитрозные газы охлаждаются до 175° С, а воздух нагревается от ПО до 270° С. Более глубокое использование тепла нитрозных газов невыгодно, поэтому они охлаждаются водой в погружном холодильнике до 50—55° С. [c.208] В холодильнике 20 одновременно с охлаждением нитрозных газов идет конденсация водяных паров, образовавшихся при сжигании аммиака, а также взаимодействие двуокиси азота с водяным конденсатом и частично с парами, что приводит к получению азотной кислоты. В результате этого из конденсатора вытекает примерно 52%-ная азотная кислота в количестве до 50% от общей выработки. На выходе из холодильника кислота отделяется от газов и самотеком направляется в абсорбционную колонну 21 на тарелку с кислотой той же концентрации. Газы поступают в нижнюю часть колонны для абсорбции смесью воды и азотной кислоты. Нитрозные газы иногда подают не под первую тарелку, а под 4-ю или 5-ю, нижние 3—4 тарелки используются как окислительные. В этом случае отбор продукционной кислоты производят с 4-й или 5-й тарелки. [c.208] Отходящие газы после абсорбционной колонны очищаются от окислов азота. Для этого их вначале подогревают до 370—420° С в топке 3 за счет тепла сжигания природного газа. Затем в газовую смесь добавляют некоторое количество природного газа с таким расчетом, чтобы соотношение СН4 О2 составляло 0,62—0,66. [c.209] Для того чтобы начался процесс взаимодействия СН4 и N0 -Ь Ч- N02, смесь нужно нагреть до температуры зажигания, которая зависит от вида катализатора. Самая низкая температура зажигания наблюдается при применении наносного палладиевого катализатора. Он же является лучшим катализатором в тех случаях, когда в качестве восстановителя применяются пропан, этилен или аммиак. Другими катализаторами могут быть родий, рутений, кобальт, никель, а также смесь катализаторов, расположенных одним или двумя слоями. В двухступенчатом реакторе степень разложения окислов азота выше, чем в одноступенчатом. [c.209] В процессе эксплуатации катализатор теряет активность, поэтому следует постепенно увеличивать температуру подогрева газов с 370 до 400—420° С. В результате экзотермических реакций, протекающих на катализаторе, температура газов повышается до 690—790°С. Остаточная концентрация окислов азота в продуктах реакции колеблется от 0,01 до 0,004%. Такая концентрация ЫОг в газах лежит у предела видимости окраски невооруженным глазом. Кроме того, в газах может присутствовать некоторое количество СО. [c.209] Выхлопные газы, содержащие продукты расщепления окислов азота, при 730° С и давлении 5,5—5,8 ат охлаждаются до 700° С при добавлении некоторого количества сжатого воздуха и проходят газовую турбину 6, приводя в движение турбокомпрессор 9 для сжатия воздуха (см. рис. У1-8). Таким образом, тепло, полученное от сжигания природного газа в агрегате очистки отходящего газа, является источником энергии для воздушного турбокомпрессора. [c.209] Температура газов перед турбиной, равная 700° С, обусловлена жаростойкими свойствами металла, из которого сделана турбина. В случае применения более жаростойкого металла температура газов может быть повышена. [c.209] Топка 4 для сжигания природного газа под давлением обычно используется только при пуске агрегата ГТТ-3. Если турбина 6 дает больше энергии, чем требуется для сжатия воздуха, ее избыток передают мотору-генератору 8 (он является разгоночным двигателем при пуске ГТТ-3), который отводит электрический ток в обшую сеть завода. В турбине 6 газы охлаждаются с 700 до 390—410° С, а давление снижается с 5,5 до 1,06 ат. Оставшееся тепло используется в котле-утилизаторе // и экономайзере 12 для получения перегретого пара с давлением 13 аг и температурой 230° С. При этом газы охлаждаются до 180° С и выбрасываюгся в атмосферу. [c.210] В рассмотренной схеме электроэнергия не расходуется на технологические нужды, ее заменяет природный газ. Электроэнергия потребляется в незначительном количестве только для привода насосов, необходимых для перекачивания кислоты, подачи питательной воды в котлы и др. Работа по этой схеме идет без выбросов в атмосферу вредных газов. [c.210] Вернуться к основной статье