SU55902A1 - Способ производства азотной кислоты - Google Patents

Description

Изобретение касаетс  способа производства азотной кислоты путем окислени  аммиака под давлением с последующим охлаждением и абсорбцией нитрозных газов и расширением хвостовых газов в турбодетандере с утилизацией работы расширени  и создаваемого при этом холода дл  регулировани  процесса абсорбции окислов азота.

Автором насто ш,его изобретени  предлагаетс  процесс охлаждени , окислени  и абсорбции ннтрозных газов вести под давлением выше 200 атм. с одновременным охлаждением абсорбционной колонны расширенными в турбодетандере холодными хвостовыми газами.

На прилагаемом чертеже изображена схема, иллюстрирующа  предлагаемый способ.

Воздух, пройд  матерчатый фильтр /, очищаетс  от механических примесей, затем пройд  скруббер 2, очищаетс  от химических примесей и поступает в турбокомпрессор, где сжимаетс  (пройд  систему междуступенчатых холодильников а, Ь и т. д.) в пределах, допускаемых современными турбокомпрессорами . После турбокомпрессора воздух дожимаетс  до давлени , соответствующего давлению системы в поршневом компрессоре 4, соответственно пройд  систему междуступенчатых холодильников . Пройд  ресивер 5 и еще один воздушный фильтр 6, очищающий его от механических примесей, образующихс  при работе турбокомпрессора и поршневого компрессора, воздух попадает в подогреватель 18, где, подогревщись до определенной расчетной температуры нитрозными газами (или паром ), попадает в смеситель 8.

Аммиак из хранилища 9 поступает в аммиачный компрессор 10, нагнетаетс  до давлени , превышающего давление системы на 3-ь5 атм. (в зависимости от сопротивлени  системы), взвешиваетс  в весовых танках //, испар етс  в испарителе 12 паром среднего давлени  (или воздухом из соответствующей ступени компрессоров) и затем, пройд  аммиачный фильтр 13, поступает в смеситель 8. Если цех азотной кислоты строитс  близ цеха синтеза аммиака, так что имеетс  возможность транспортировать аммиак под высоким давлением из аммиачных сепараторов или хранилищ, тогда необходимость в компрессоре 10 отпадает. Нитрозные газы, получающиес  в конвертере 14 в результате контактировани  аммиака с кислородом воздуха , име  высокий тепловой потенциал (пор дка 900°), проход т последовательно: а)первичный перегреватель вод ного пара высокого давлени  15, где, отдава  тепло и охлажда сь до определенной температуры, образуют вод ной пар давлени  до 220-225 атм; б)вторичный перегреватель вод ного пара высокого давлени  16, где, охлажда сь до определенной (расчетной) температуры , перегревают пар, идущий от форшальттурбины 30; в)перегреватель вод ного пара среднего давлени  17, где, охлажда сь, образуют пар с параметрами, наход щимис  в зависимости от давлени  системы , а следовательно, от температуры начала окислени  окиси а:зота в двуокись, и от точки росы вод ных паров , наход щихс  в нитрозных газах; г)воздущный подогреватель 18, где, охлажда сь, подогревают воздух; д)подогреватель воды (он же холодильник-конденсатор 19), где, охлажда сь до определенной температуры, превышающей температуру воды на несколько градусов, нагревают воду, поступающую из вод ного насоса 28; , е) подогреватель кислоты 20, иду1Цёй из абсорбционной колонны 21 с температурой пор дка -5-г-15°; ж)абсорбционную колонну 21 ситчатую или тарельчатую с внутренним глубоким охлаждением каждой тарелки до температуры-5-v-15°: 1) хвостовыми газами, идущими из расчетной ступени давлени  турбодетандера 28 с температурой пор дка-100- 140° или же 2) испар ющимс  аммиаком из обыкновенной аммиачной холодильной машины, сконденсированным этими хвостовыми газами; з)турбодетандер 22 со ступен ми давлени  и премежуточным перегревом (в зависимости от давлени  системы), где, расшир  сь, отдают работу и выход т с низкой температурой пор дка -100-г-150° и давлением, в зависимости от ступени, из которой они отбираютс ; и) змеевики внутреннего глубокого охлаждени  абсорбционной колонны 23 или конденсатор аммиака, где подогреваютс  до температуры- 20- 30°; к) ступени турбодетандера, если давление системы позволит производить промежуточный перегрев и ступенчатое расширение в 24, 25 и т. д., в зависимости от давлени  системы и рационального теплового распределени  компрессорно-турбодетандерного узла; л) систему междуступенчатых холодильников-перегревателей Турбо- и поршневого компрессоров; м) выход т в атмосферу или в случае высокой температуры перегрева в последнем холодильнике-подогревателе могут быть использованы дл  подогрева аммиака или его перегрева, если это допускает давление системы. Азотна  кислота 60-бб /о-й концентрации , выйд  из колонны с температурой-5-т-15° , нагреваетс  до нормальной температуры -{-15° или в соответственно подобранных из расчета змеевиках внутреннего охлаждени  колонны иди же подогревателе кислоты 20, охлажда  нитрозные газы, идущие в абсорбционную колонну 21. В подогревателе кислоты 20, пройд  спиральные трубы, кислота вытекает вместе с образовавшейс  в холодильнике-конденса торе 19 кислотой и, смешива сь, стекает или пр мо в сборник 27 или же, если давление системы велико, через кислотную (вод ную) турбину 26, отдав работу, в сборник 27. Вод ной пар получаетс  в пр моточных котлах следующим образом. Вода с давлением пор дка 1,5-т-2,0 атм. поступает в вод ной насос 28 и, пройд  несколько ступеней, с давлением, соответствующим давлению получаемого пара среднего давлени , поступает в подогреватель воды 19 и, подогрева сь до температуры 180-ь200°, выходит из него. По выходе вода раздел етс  на две части: перва  часть идет в перегреватель пара среднего давлени  17, откуда пар соответствующих параметров частью идет в турбину 29, откуда, совершив работу, поступает в конденсатор 31 и частью - в испаритель аммиака 12, где подогревает, испар ет и перегревает до определенной расчетной температуры аммиак, сам же, конденсиру сь в воду, стекает в

соответствующую ступень вод ного насоса 28, замыка  таким образом цикл.

Если количество пара, идущегов аммиачный испаритель, велико, то можно этот пар пустить в инжектор 32, засасыва  тем самым воду, сконденсированлую в конденсаторе 31.

Втора  часть подогретой до 180-ь 200° воды идет обратно в насос 28, где, пройд  остальные его ступени, выходит с температурой 180 -200° и давлением 225-f-227 атм., затем проходит критические пучки и перегревательную часть пр моточного котла 15 (или первичный перегреватель пара высокого давлени ), поступает в форщальттурбину 30, где отдает работу, понижа  давление и температуру. С этими параметрами пар поступает во вЪричный перегреватель вод ного пара высокого давлени  16, откуда, отдав работу в главной турбине 33, поступает в конi денсатор 31, тем самым замыка  свой I цикл.

I предлагаемый способ дает возможi ность наиболее полной рекуперации I энергии.

: Предмет изобретени .

i Способ производства азотной кислоI ты окислением аммиака под давлением I с последующими охлаждением и абсорбцией нитрозных газов и расширением I хвостовых гйзов в турбодетандере с I утилизацией работы расширени  и создаваемого при этом холода дл  регулировани  процессов абсорбции окислов азота, отличающийс  тем, что процесс охлаждени , окислени  и абсорбI ции нитрозных газов ведут под давле; нием выще 200 атм. с одновременным охлаждением абсорбционной колонны i расширенными в турбодетандере хоI лодными хвостовыми газами.