Пост опубликован: 14.08.2012

Переработка окислов азота в азотную кислоту

На скорость реакции окисления N0 в N02 оказывает большое влияние состав газа и его давление. Время, необходимое для достижения определенной степени превращения, обратно пропорционально квадрату концентрации окиси азота и концентрации кислорода и, следовательно, кубу давления; поэтому применение повышенного давления ускоряет окисление NO bN02.
Таким образом, одна треть поглощений N02 в виде N0 снова выделяется в газ, и для того чтобы абсорбироваться, N0 должна вновь окислиться до N02.
Реакции окислов азота с водой, приводящие к образованию HN03, протекают быстрее, чем окисление N0 в N02 в газовой фазе. Это замедляет абсорбцию, особенно к концу процесса.
Поглощение водным раствором HN03 увеличивается с ростом давления и уменьшается с повышением температуры концентрации HNO3. Процесс абсорбции резко замедляется при повышении концентрации HN03 выше 50%. Поэтому производят примерно 50%-ную HNO3 при атмосферном давлении и почти 60%-ную при давлении до 7. Таким образом, условиями, необходимыми для получения концентрированной Н.03, являются: повышение давления, понижение температуры, наличие крепких газов и хороший контакт газовой и жидкой фаз. Для снижения температуры применяют искусственное охлаждение абсорберов ном соотношении проходит или картонный фильтр 4, затем катализатор (сетки) в контактном аппарате 5 и котел-утилизатор 6; полученный водяной пар после сепаратора и пароперегревателя при 450° и 40 уходит в паровую сеть.
Горячие нитрозные газы охлаждаются в котле до 160° С, затем в скоростном холодильнике 7 до 40° С; здесь конденсируется часть водяного пара, образовавшегося при реакции из окислов азота. Образуется 3%-ная HNO3 в виде конденсата.
Водотрубный котел-утилизатор смонтирован в нижней части аппарата. На 1 г окисляемого аммиака можно получить 2-3 г пара. Производительность аппарата определяется напряженностью катализатора — на каждом кв. м сетки окисляют 600- 800 кг аммиака в сутки. Абсорбция окислов азота осуществляется при атмосферном давлении в башнях из нержавеющей стали, заполненных насадкой (керамические кольца).
В настоящее время большинство новых заводов работает по комбинированной системе, т. е. осуществляется при атмосферном, а абсорбция — при повышенном давлении или же весь процесс осуществляется при повышенном давлении. В этих условиях абсорбционный объем уменьшается до 2,6- 14 м3т в зависимости от давления и концентрации. Получение азотной кислоты при 8. Примерно по такой же схеме работают и при давлении 3,5-7.
Воздух сначала промывают водой в башне , фильтруют через матерчатый фильтр 2 и сжимают в турбокомпрессоре 4, находящемся на одном валу с электродвигателем 6 и редуктором 5. Затем его еще раз фильтруют через асбестовое полотно или фильтровальный картон; применяются также трубки.
Аммиак после испарителя 10, нагретый до 70° С, очищается в фильтре . В смесителе 12 аммиак смешивается с воздухом имеющем после сжатия температуру 110-120° С, и смесь посту в контактный аппарат 13, где на платинородиевом катализаторе аммиак окисляется до окиси азота при температуре 880° С.
Нижнюю часть контактного аппарата и соединительную трубу охлаждают водой. Пройдя котел-утилизатор 14, (питаемый водяным насосом 15) нитрозные газы охлаждаются до 250аС и поступают в водяной холодильник-конденсатор 16. На линии нитрозных газов перед входом в конденсатор устанавливают фильтр из стеклянной ваты для улавливания платины.
В холодильнике-конденсаторе 16 при охлаждении нитрозных газов до 40°С образуется 53-56%-ная HN03 до 50% от выработки. Нитрозные газы из конденсатора 16 поступают в поглотительную колонну 18, а кислота, отделившись в сепараторе и пройдя фильтр для платины 17, может быть либо направлена в колонну на дальнейшее укрепление, либо выведена из системы как готовая продукция.
Добавочный воздух в количестве до 20% от основного вводится перед конденсатором 16 или в нижнюю часть абсорбционной колонны 18.
Колонна диаметром 3 м из нержавеющей стали толщиной 8 мм имеет до 40 тарелок. Высота колонны 45 м; на нижних 20-25 тарелках размещены для отвода тепла реакции охлаждающие змеевики, по которым проходит вода или, иногда, холодный рассол из холодильной установки. Сверху подается очищенная вода (или конденсат); газ входит снизу и проходит вверх, сквозь слой раствора HN03 па каждой тарелке, а кислота стекает по тарелкам навстречу газам, поглощая окислы азота и увеличивая концентрацию до 56-60%.
Концентрация окислов азота в нитрозных газах после поглотительной колонны снижается до 0,2-0,3%, что соответствует выходу по кислотному поглощению 97-98%. В отличие от установок, работающих под атмосферным давлением, газы не подвергаются здесь щелочной промывке, а подогреваются либо паром в теплообменнике 8, как показано на схеме, либо горячими нитрозными газами и поступают в рекуперационпую газовую турбину 3, насаженную на одном валу с турбокомпрессором, где отдают до 25-40% энергии, затраченной на сжатие Воздуха.
Из абсорбционной системы уходят газы, содержащие до 2% окислов азота, что составляет 2% всего их количества, потерь и обезвреживание выхлопных газов — задача, для решения которой предложены различные Ягоды.
Продукционная азотная кислота содержит растворенные окислы азота в количестве до 2-4% и подвергается продувке Воздухом. Расходные коэффициенты на 1 г HN03 составляют: ммиака 0,29-0,295 г, платит, 0,15-0.20 г, электроэнергии ь’350-500 кет, пара 0,20-0,6 т, воды 110-170 м3.

/> />

Читайте так же:

    Комментарии запрещены.