Технологические схемы производства и аппаратурное оформление.
Экономичность установок данного типа в значительной степени определяется применяемым давлением. Поскольку разница в производственных затратах при изменении давления невелика, рекомендуется выбирать систему с наименьшими капитальными затратами. Минимальными капитальными затратами, по зарубежным данным, характеризуются установки, работающие под давлением 6-9 ат. Изменение давления в этом интервале не сказывается существенно на экономике процесса.
Большое распространение в нашей стране и в странах Западной Европы получили комбинированные схемы производства разбавленной азотной кислоты, в которых, в определенной мере, устраняются недостатки, присущие системам, работающим под атмосферном и повышенным давлением.
Сущность комбинированного способа заключается в том, что окисление аммиака и охлаждение нитрозных газов проводят под атмосферным давлением, а переработку окислов азота в кислоту - под повышенным давлением. Благодаря этому сокращаются потери платинового катализатора при относительно небольших реакционных объемах.
По сравнению с рассмотренными схемами новым видом оборудования комбинированных систем являются турбокомпрессоры для сжатия нитрозных газов, изготовляемые из кислотостойкой стали. Кроме того, после компрессора может быть установлен окислительный объем; при этом тепло окисления окиси азота используется для подогрева выхлопных газов, направляемых в рекуперационную турбину.
В настоящее время в нашей стране приняты системы с давлением конверсии аммиака в 1 ат и давлением абсорбции 3,5 ат.
Основная аппаратура систем для производства разбавленной серной кислоты.
Контактные аппараты. В промышленности получили распространение комбинированные агрегаты для окисления аммиака под атмосферным давлением (рис.3). Агрегат состоит из картонного фильтра I, контактного аппарата II, котла-утилизатора 7 и экономайзера 8.
Аммиачно-воздушная смесь поступает в агрегат сверху и, пройдя кассеты картонного фильтра 2, через окна центральной трубы попадает во входной конус контактного аппарата. Для поддержания одинаковой температуры и равномерного распределения нагрузки на поверхности катализатора газовая смесь проходит распределительную решетку 3. Внизу цилиндрической части аппарата на колосниковой решетке расположены платиноидные катализаторные сетки 4, а под ними - неплатиновые сетки 5. Диаметр рабочей части катализаторных сеток 2800 мм. Ниже катализатора расположен слой фарфоровых колец 6, выполняющих роль аккумулятора тепла.
Нижняя часть контактного аппарата, футерованная жаростойким кирпичом, непосредственно соединяется с верхней частью котла утилизатора III.
Нитрозные газы, пройдя котел, экономайзер и охладитель, отводятся из нижней части аппарата. Питательная вода подается в трубки нижней части экономайзера. В верхней части котла отводится пар под давлением 40 ат с температурой 4500С. Агрегат изготавливается из хромоникелевой стали.
На рис.4 показан один из типов контактных аппаратов, работающих под давлением до 9 ат. Аппарат состоит из верхнего конуса 7,нижнего конуса (чаши) 11 и хвостовой присоединительной трубы 1.Нижний конус и труба снабжены водяной рубашкой 3. Между конусами на колосниках из нихрома находятся катализаторные сетки. Для изготовления контактных аппаратов применяются нержавеющие хромоникелевые стали и нихром. Размеры аппаратов квадратного сечения 350х350 мм диаметр аппаратов до 500 мм круглого сечения
Абсорбционные колонны. Для абсорбции окислов азота под атмосферным давлением применяют насадочные абсорбционные колонны из нержавеющей стали. Диаметр их достигает 8м; высота 29 м (рис 5). Колонна состоит из сварного корпуса 4, заполненного кольцами Рашига, колосниковой решетки 2 и разбрызгивающего устройства 1 . Нитрозный газ поступает вниз колонны, а отводится в верхней части его. Орошающая кислота движется противотоком по отношению к газовому потоку. Для абсорбции нитрозных газов под повышенным давлением применяются абсорбционные колонны тарельчатого типа с колпачковыми или ситчатыми тарелками. Устройство колонны с ситчатыми тарелками показано на рис.6.
Колонна представляет собой сварной цилиндрический вертикальный сосуд диаметром 3 м и высотой 45 м, изготовленный из стали марки IXI8H9Т. Ситчатые тарелки 1 в количестве 40 шт. расположены по высоте колонны на различных расстояниях друг от друга. Отверстия диаметром 2 мм размещены на тарелках в шахматном порядке. При прохождении через такую тарелку газа снизу вверх и жидкости сверху вниз на тарелке образуется пена с большой поверхностью раздела фаз, что способствует интенсификации массообмена. Для перетока жидкости с тарелки на тарелку служат переливные патрубки 4.
Смотрите также
Роль химии в решении сырьевой, энергетической и экологической проблемах
В наши дни, когда
человеческое развитие достигло высот, такие проблемы, как экология,
продовольствие, энергия заставляют задуматься о будующем.
Как мне кажется, эта
тема наиболее актуа ...
Обсуждение результатов эксперимента
В эксперименте принимали
участие ученики 9 классов МОУ СОШ-гимназии № 1 г. Нальчик (выборочная
совокупность составляла 45 школьников).
В
экспериментальных классах при раскрытии темы « ...
Химия платины и ее соединений
Платина – один из самых ценных благородных
металлов, обладающий рядом важных свойств, благодаря которым используется не
только в ювелирной промышленности, но и во многих отраслях ...