JPH02233809A - 硝酸製造プロセスのアンモニア酸化過程中で機械的なエネルギを発生させる方法 - Google Patents
硝酸製造プロセスのアンモニア酸化過程中で機械的なエネルギを発生させる方法Info
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- JPH02233809A JPH02233809A JP1307808A JP30780889A JPH02233809A JP H02233809 A JPH02233809 A JP H02233809A JP 1307808 A JP1307808 A JP 1307808A JP 30780889 A JP30780889 A JP 30780889A JP H02233809 A JPH02233809 A JP H02233809A
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は、硝酸製造プロセスのアンモニア酸化過程中
で、即ちアンモニアを燃焼させてＮＯｘを作製する場合
、機械的なエネルギを発生させる方法に関する． 〔従来の技術〕 硝酸を製造するために必要なＮＯｘガスを作製するため
アンモニアを酸化する場合、酸化は通常８００〜９７０
℃の温度で進行する．しかしながら、反応条件に適合さ
せるため、｝｛Ｎｏ．を作製する水を使用して、ＮＯｘ
ガスを吸収させるには、低温が望ましい。従って、この
Ｎ Ｏ ｘガスの流れを吸収ユニットに導入する前に冷
ます必要がある．原則としては、この冷却過程はスチー
ムを発生させるため及び／又は吸収過程から残りのガス
を加熱するためのプロセス加熱を用いて高温で行われ、
次いで、このガスを例えばタービン中で膨張させる。
で、即ちアンモニアを燃焼させてＮＯｘを作製する場合
、機械的なエネルギを発生させる方法に関する． 〔従来の技術〕 硝酸を製造するために必要なＮＯｘガスを作製するため
アンモニアを酸化する場合、酸化は通常８００〜９７０
℃の温度で進行する．しかしながら、反応条件に適合さ
せるため、｝｛Ｎｏ．を作製する水を使用して、ＮＯｘ
ガスを吸収させるには、低温が望ましい。従って、この
Ｎ Ｏ ｘガスの流れを吸収ユニットに導入する前に冷
ます必要がある．原則としては、この冷却過程はスチー
ムを発生させるため及び／又は吸収過程から残りのガス
を加熱するためのプロセス加熱を用いて高温で行われ、
次いで、このガスを例えばタービン中で膨張させる。
この場合、約〈２００℃のＮＯｘガスをプロセス加熱を
利用しないで冷却し、伝達された熱は冷却系を経由して
損失する。それ故、Ｎ Ｏ ｘガス中に依然含まれる熱
はエネルギに変換されず、使用しているプロセスに応じ
て、大量の冷却水が要求され、高い運転費用がかかり、
しかもより大きな熱交換機を設置する必要があり、より
大きな投資コストが掛かる。
利用しないで冷却し、伝達された熱は冷却系を経由して
損失する。それ故、Ｎ Ｏ ｘガス中に依然含まれる熱
はエネルギに変換されず、使用しているプロセスに応じ
て、大量の冷却水が要求され、高い運転費用がかかり、
しかもより大きな熱交換機を設置する必要があり、より
大きな投資コストが掛かる。
この発明の目的は、特にＮＯＸガス中の熱を比較的低温
で回収し、プロセス熱をより良く利用できる製造法を提
供することにある。
で回収し、プロセス熱をより良く利用できる製造法を提
供することにある。
この発明は、上に述べたタイプの製造法を提供すること
であり、しかも、酸化させる前に、燃焼圧力の数倍の圧
力でＮ Ｏ Ｘガス中のプロセス熱の助けによって、液
体アンモニアを気化させて漫加熱させ、過加熱したアン
モニアをタービン中で膨張させて機械的エネルギに変換
させることに特徴がある． 〔発明の効果〕 この製造法の構成は、硝酸を作製する間に利用できるプ
ロセス熱の回収を根本的に改善する。何故なら、Ｎ Ｏ
ｘガス中のプロセス熱を低温領域で利用できるからで
ある。この技術は熱交換液体として使用されるアンモニ
アの助けで行われる。何故なら、アンモニアを蒸発させ
、ある与えられた圧力下の比較的低温で過加熱させるこ
とができるからである。熱エンジンの様に、水を使用す
るならば、より高い温度が要求される。このエネルギは
直接この製造法に利用される。
であり、しかも、酸化させる前に、燃焼圧力の数倍の圧
力でＮ Ｏ Ｘガス中のプロセス熱の助けによって、液
体アンモニアを気化させて漫加熱させ、過加熱したアン
モニアをタービン中で膨張させて機械的エネルギに変換
させることに特徴がある． 〔発明の効果〕 この製造法の構成は、硝酸を作製する間に利用できるプ
ロセス熱の回収を根本的に改善する。何故なら、Ｎ Ｏ
ｘガス中のプロセス熱を低温領域で利用できるからで
ある。この技術は熱交換液体として使用されるアンモニ
アの助けで行われる。何故なら、アンモニアを蒸発させ
、ある与えられた圧力下の比較的低温で過加熱させるこ
とができるからである。熱エンジンの様に、水を使用す
るならば、より高い温度が要求される。このエネルギは
直接この製造法に利用される。
この発明の特に有利な構成によれば、１０〜６０バール
、特に２５バールの圧力下で液体アンモニアを蒸発させ
て過加熱している。このことは製造法のエネルギ収支を
相当改善する。
、特に２５バールの圧力下で液体アンモニアを蒸発させ
て過加熱している。このことは製造法のエネルギ収支を
相当改善する。
選定して圧力に応じて、この発明によれば、アンモニア
を１３０〜２５０’Ｃ．好ましくは１４０〜１８０℃の
温度に過加熱している，この過加熱は比較的低温でもＮ
Ｏ ｘガスの助けで行えるので、このガスのプロセス
熱を完全に利用できる。
を１３０〜２５０’Ｃ．好ましくは１４０〜１８０℃の
温度に過加熱している，この過加熱は比較的低温でもＮ
Ｏ ｘガスの助けで行えるので、このガスのプロセス
熱を完全に利用できる。
過加熱したアンモニアを背圧タービン中で膨張させ、燃
焼用に使用する圧力にすることも同じように推奨される
。もちろん、この圧力はただタービンと燃焼器間の圧力
低下を補償させる程度に減少する。
焼用に使用する圧力にすることも同じように推奨される
。もちろん、この圧力はただタービンと燃焼器間の圧力
低下を補償させる程度に減少する。
第１図は、硝酸プラント中の酸化ユニットの単純化した
構造を示す。アンモニアと空気の混合物を燃やし、ＮＯ
ｘガスを製造するバーナー１は、熱交換機、例えばライ
ン３を介して水の供給されているスチーム発生器に連結
している．この水はバーナーの燃焼によるＮＯｘガス中
のプロセス熱の助けにより、スチーム発生器中で気化す
る。このＮＯ．ガスは、スチーム発生器２の排出部に連
結しているライン４を経由してこの蒸発器を離れ、必要
であれば、図示してない他の熱交換機に供給できる． ライン４は過加熱器５に連通している。この過加熱器中
では、アンモニアを過加熱するため、ＮＯ！ガスの熱が
利用されている。過加熱器５を離れたＮＯｘガスは、ラ
イン６を経由し、必要とあれば、関連する補助熱交換機
（図示せず）を経由してアンモニア気化機７に接続され
る。気化機の排出部にも接続するライン８は、冷却ＮＯ
ｘガスのために必要である。このガスは、もしあるとす
れば、下流の他の設備に連通し、この応用では図示して
いない吸収ユニットに最終的に連通している。
構造を示す。アンモニアと空気の混合物を燃やし、ＮＯ
ｘガスを製造するバーナー１は、熱交換機、例えばライ
ン３を介して水の供給されているスチーム発生器に連結
している．この水はバーナーの燃焼によるＮＯｘガス中
のプロセス熱の助けにより、スチーム発生器中で気化す
る。このＮＯ．ガスは、スチーム発生器２の排出部に連
結しているライン４を経由してこの蒸発器を離れ、必要
であれば、図示してない他の熱交換機に供給できる． ライン４は過加熱器５に連通している。この過加熱器中
では、アンモニアを過加熱するため、ＮＯ！ガスの熱が
利用されている。過加熱器５を離れたＮＯｘガスは、ラ
イン６を経由し、必要とあれば、関連する補助熱交換機
（図示せず）を経由してアンモニア気化機７に接続され
る。気化機の排出部にも接続するライン８は、冷却ＮＯ
ｘガスのために必要である。このガスは、もしあるとす
れば、下流の他の設備に連通し、この応用では図示して
いない吸収ユニットに最終的に連通している。
液体アンモニアは高圧下で図示してないタンクから供給
ライン９を経由して気化機７に導入される。ライン９に
は、ポンプを組み込み、液体アンモニアの圧力を所望値
まで増加させている。気化機７はライン１０を経由して
過加熱器５に連通している。液体アンモニアを過加熱す
る過加熱器５からライン１１を経由してアンモニアを背
圧タービ１２に移し換える。このタービンでは、過加熱
アンモニアが膨張する。他のアンモニア・ライン１３が
タービン１２の排出部と混合１１３の入口の間に配設し
てある。前記混合機中では、膨張しているが完全に過加
熱から回復していないアンモニアがライン１５を経由し
て混合機に導入された空気と共に混合する。前記混合機
はライン１６を経由してバーナー１に接続している。
ライン９を経由して気化機７に導入される。ライン９に
は、ポンプを組み込み、液体アンモニアの圧力を所望値
まで増加させている。気化機７はライン１０を経由して
過加熱器５に連通している。液体アンモニアを過加熱す
る過加熱器５からライン１１を経由してアンモニアを背
圧タービ１２に移し換える。このタービンでは、過加熱
アンモニアが膨張する。他のアンモニア・ライン１３が
タービン１２の排出部と混合１１３の入口の間に配設し
てある。前記混合機中では、膨張しているが完全に過加
熱から回復していないアンモニアがライン１５を経由し
て混合機に導入された空気と共に混合する。前記混合機
はライン１６を経由してバーナー１に接続している。
液体アンモニアはライン９を経由してｌＯ〜６０バール
の圧力下で配管されいて、完全な気化が生じる気化機７
に導入される。気化したアンモニアはライン１０を経由
して流れ、１３０〜２５０℃の温度にアンモニアを過加
熱する過加熱機５に導入される。この状態では、アンモ
ニアは背圧タービン１２に供給されて、そこで膨張する
が、完全に過加熱から元に戻らなく、バーナーに印加す
る値に望ましい圧力に低下していない。
の圧力下で配管されいて、完全な気化が生じる気化機７
に導入される。気化したアンモニアはライン１０を経由
して流れ、１３０〜２５０℃の温度にアンモニアを過加
熱する過加熱機５に導入される。この状態では、アンモ
ニアは背圧タービン１２に供給されて、そこで膨張する
が、完全に過加熱から元に戻らなく、バーナーに印加す
る値に望ましい圧力に低下していない。
膨張したアンモニアはラインｌ３を経由して、混合機１
４に供給され、空気と混合する。アンモニアと空気の混
合物はバーナー１に入る。その中で、約９００’Ｃの通
常の燃焼が生じ、ＮＯＸガスを形成する。
４に供給され、空気と混合する。アンモニアと空気の混
合物はバーナー１に入る。その中で、約９００’Ｃの通
常の燃焼が生じ、ＮＯＸガスを形成する。
バーナーからのＮＯＸガスは、熱交換機２中で約４５０
℃まで冷え、冷却剤、主として水が加熱されるかあるい
は蒸発する。冷却したＮ Ｏ Ｘガスはライン４を経由
して吸引され、必要であれば、補助熱交換機に供給され
る。下流の過加熱機５中では、前記ガスを用いて萎発し
たアンモニアを過加熱する。次いでライン６を経由して
気化機７中に供給される。この気化機では、前記ガスを
更に冷却する。ｍち、このプロセス熱は液体アンモニア
の気化に利用される。ＮＯＸガスは次いでライン８を経
由して下流の吸収ユニットに導入される。
℃まで冷え、冷却剤、主として水が加熱されるかあるい
は蒸発する。冷却したＮ Ｏ Ｘガスはライン４を経由
して吸引され、必要であれば、補助熱交換機に供給され
る。下流の過加熱機５中では、前記ガスを用いて萎発し
たアンモニアを過加熱する。次いでライン６を経由して
気化機７中に供給される。この気化機では、前記ガスを
更に冷却する。ｍち、このプロセス熱は液体アンモニア
の気化に利用される。ＮＯＸガスは次いでライン８を経
由して下流の吸収ユニットに導入される。
必要であれば、このラインに他の付加装置を導入しても
よい。
よい。
第２図は、第１図で用いた参照符号と同じ装置を有する
プロセス構造が示してある。第１図の構造に加えて、ア
ンモニア圧′ｌｒ６機が導入してあり、背圧タービン１
２に直接連結している。この実施例によれば、液体アン
モニアは最初に冷却能力を利用させる気化機７中で気化
し、次いで過加熱機５中で過加熱する前にアンモニア圧
縮機１７中で圧縮する。そして、下流の背圧タービン１
２中で膨張する。膨張しているが、未だ完全に過加熱か
ら復帰していないアンモニアをライン１３を経由して混
合機１４に導入し、この混合機中で空気を混入させる。
プロセス構造が示してある。第１図の構造に加えて、ア
ンモニア圧′ｌｒ６機が導入してあり、背圧タービン１
２に直接連結している。この実施例によれば、液体アン
モニアは最初に冷却能力を利用させる気化機７中で気化
し、次いで過加熱機５中で過加熱する前にアンモニア圧
縮機１７中で圧縮する。そして、下流の背圧タービン１
２中で膨張する。膨張しているが、未だ完全に過加熱か
ら復帰していないアンモニアをライン１３を経由して混
合機１４に導入し、この混合機中で空気を混入させる。
アンモニアと空気の混合物をバーナー中で燃焼させると
、過加熱機５に通ずるＮ Ｏ ｘガスが形成する。この
実施例によれば、Ｎ Ｏ ｘガスはアンモニアを過加熱
するための過加熱機５中でのみ使用されるが、このガス
は気化機７を通過してもよい。
、過加熱機５に通ずるＮ Ｏ ｘガスが形成する。この
実施例によれば、Ｎ Ｏ ｘガスはアンモニアを過加熱
するための過加熱機５中でのみ使用されるが、このガス
は気化機７を通過してもよい。
具体例：
第１図のプロセス構造によれば、２５℃と２５バールの
液体アンモニアを気化機７に供給する。この気化機中で
は、５８℃の等圧気化が行われる。
液体アンモニアを気化機７に供給する。この気化機中で
は、５８℃の等圧気化が行われる。
第３図の温度・エントロピーグラフは、記号１８を付し
た、前記気化の二相範囲に位置する等圧部を示している
。過加熱も等圧条件下で行われ、アンモニアが１４５℃
に加熱される。この状態変化は第３図に記号１９で示し
てある。
た、前記気化の二相範囲に位置する等圧部を示している
。過加熱も等圧条件下で行われ、アンモニアが１４５℃
に加熱される。この状態変化は第３図に記号１９で示し
てある。
過加熱したアンモニアは、膨張して背圧タービン１２中
で６．５バールになる。状態変化は、第３図中に記号２
０を付して示してある。７５％のタービン効率では、エ
ンタルピー差は約３０００ｋＪ／ｋｍｏｌになる。
で６．５バールになる。状態変化は、第３図中に記号２
０を付して示してある。７５％のタービン効率では、エ
ンタルピー差は約３０００ｋＪ／ｋｍｏｌになる。
１８００ ｔｐｄのアンモニア・プラントの流量が約１
２８０ ｋｍｏｌ／ｈである仮定すると、前記実施例は
約１．０４ ＭＷのタービン出力となる。
２８０ ｋｍｏｌ／ｈである仮定すると、前記実施例は
約１．０４ ＭＷのタービン出力となる。
設計思想を保持して、図示した実施例を修正することは
勿論可能である。それ故、この発明はこの構造に限定す
るものではない。アンモニアは、例えば加熱廃ガス等の
ような他の熱交換液体を用いて加熱してもよい。
勿論可能である。それ故、この発明はこの構造に限定す
るものではない。アンモニアは、例えば加熱廃ガス等の
ような他の熱交換液体を用いて加熱してもよい。
第１図、この発明による第一実施例のプロセス構造の単
純化した模式図。 第２図、この発明による第二実施例のプロセス構造の単
純化した模式図。 第３図、アンモニアの温度とエンタルピーの模式化した
グラフ。 図中参照符号： １・・・バーナー ２・・・熱交換機、 ３，４，６，８，９，１０． １６・・・ライン、 ５・・・過加熱機、 ７・・・気化機、 １２・・・背圧タービン、 １４・・・混合機、 １７・・・圧縮機。 １ １， １３． １５．
純化した模式図。 第２図、この発明による第二実施例のプロセス構造の単
純化した模式図。 第３図、アンモニアの温度とエンタルピーの模式化した
グラフ。 図中参照符号： １・・・バーナー ２・・・熱交換機、 ３，４，６，８，９，１０． １６・・・ライン、 ５・・・過加熱機、 ７・・・気化機、 １２・・・背圧タービン、 １４・・・混合機、 １７・・・圧縮機。 １ １， １３． １５．
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、アンモニアを燃焼させてＮＯ＿ｘを形成する、硝酸
製造方法のアンモニア酸化過程中で機械的エネルギを発
生させる方法において、 酸化過程の上流で液体アンモニアを気化させ、燃焼期間
中に生じたＮＯ＿ｘガスのプロセス熱を用いて、燃焼圧
力の数倍の圧力で過加熱し、次いで過加熱したアンモニ
アをタービン中で膨張させて機械的エレルギを発生させ
ることを特徴とする方法。 ２、液体アンモニアを気化させ、１０〜６０バール、好
ましくは２５バールで過加熱することを特徴とする請求
項１記載の方法。 ３、アンモニアを１３０〜２５０℃、好ましくは１４０
〜１８０℃で過加熱することを特徴とする請求項１又は
２記載の方法。 ４、過加熱したアンモニアを背圧タービン中で膨張させ
て、燃焼に必要な圧力にすることを特徴とする請求項１
〜３のいずれか１項に記載の方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE3903570.0 | 1989-02-07 | ||
| DE3903570A DE3903570A1 (de) | 1989-02-07 | 1989-02-07 | Verfahren zur erzeugung von mechanischer energie bei der nh(pfeil abwaerts)3(pfeil abwaerts)-oxidation im hno(pfeil abwaerts)3(pfeil abwaerts)-prozess |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02233809A true JPH02233809A (ja) | 1990-09-17 |
Family
ID=6373560
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1307808A Pending JPH02233809A (ja) | 1989-02-07 | 1989-11-29 | 硝酸製造プロセスのアンモニア酸化過程中で機械的なエネルギを発生させる方法 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4957720A (ja) |
| EP (1) | EP0381826A1 (ja) |
| JP (1) | JPH02233809A (ja) |
| DE (1) | DE3903570A1 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10207627A1 (de) * | 2002-02-22 | 2003-09-11 | Uhde Gmbh | Verfahren zur Herstellung von Salpetersäure |
| US7550126B2 (en) * | 2007-01-25 | 2009-06-23 | Southwest Research Institute | NOx augmentation in exhaust gas simulation system |
| DE102017201180A1 (de) | 2017-01-25 | 2018-07-26 | Thyssenkrupp Ag | Verfahren zur Herstellung von Salpetersäure und dafür geeignete Anlage |
| EP3837213B1 (en) * | 2018-08-17 | 2022-04-27 | Yara International ASA | High energy recovery nitric acid process using liquid oxygen containing fluid |
Family Cites Families (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CA509297A (en) * | 1955-01-18 | Schnur Friedrich | Process for production of high concentration nitric acid for ammonia combustion gases | |
| CA605464A (en) * | 1960-09-20 | Imperial Chemical Industries Limited | Process for compressing and circulating fluids | |
| NL39336C (ja) * | 1932-01-22 | 1900-01-01 | ||
| DE648294C (de) * | 1932-10-28 | 1937-07-28 | Theodor Wilhelm Pfirrmann Dr | Verfahren zur katalytischen Oxydation von Ammoniak |
| FR772368A (fr) * | 1933-07-28 | 1934-10-27 | Procédé de préparation d'oxydes d'azote en partant de l'ammoniaque | |
| DE623543C (ja) * | 1933-08-04 | |||
| DE752321C (de) * | 1940-05-10 | 1953-05-11 | Ig Farbenindustrie Ag | Verfahren zur Abscheidung von Wasser aus stickoxydhaltigen Gasen |
| DE900453C (de) * | 1941-01-19 | 1953-12-28 | Basf Ag | Verfahren zur Kuehlung von stickoxydhaltigen Gasen |
| DE1298970B (de) * | 1963-03-25 | 1969-07-10 | Pintsch Bamag Ag | Verfahren zur Herstellung von Salpetersaeure |
| FR1481383A (fr) * | 1965-05-28 | 1967-05-19 | Humphreys & Glasgow Ltd | Procédé et appareil de fabrication d'acide nitrique |
| GB1143946A (en) * | 1965-05-28 | 1969-02-26 | Humphreys & Glasgow Ltd | Process and apparatus for the manufacture of nitric acid |
| US3441380A (en) * | 1965-10-22 | 1969-04-29 | Carrier Corp | Acid producing plant |
| SU649650A1 (ru) * | 1968-05-17 | 1979-02-28 | Предприятие П/Я Р-6603 | Способ получени азотной кислоты |
| GB1278828A (en) * | 1969-08-22 | 1972-06-21 | Luis Marzo-Rodrigo | Improvements in or relating to the production of nitric acid |
-
1989
- 1989-02-07 DE DE3903570A patent/DE3903570A1/de not_active Withdrawn
- 1989-11-23 EP EP89121651A patent/EP0381826A1/de not_active Withdrawn
- 1989-11-29 JP JP1307808A patent/JPH02233809A/ja active Pending
-
1990
- 1990-01-31 US US07/472,754 patent/US4957720A/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE3903570A1 (de) | 1990-08-23 |
| US4957720A (en) | 1990-09-18 |
| EP0381826A1 (de) | 1990-08-16 |
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