Обоснование оптимальных параметров

⇐ ПредыдущаяСтр 6 из 12Следующая ⇒

1)Т. С ув-нием t ув-ся скорость р-ий. Скорость (1) протекает при tопт, кот.зависит от Р в системе и носит экстремальный характер. При применении Рt=880-920С, при Ратм, t=770С. Tопт зависит от состава АВС: чем больше примесей, тем больше темп-ра. При окис-ии 1%NH3 t ув-ся на 70С, что позволяет вести процесс автотермично. В пр-ти этого тепла недостаточно, поэтому перед подачей в контактный аппарат АВС подогревают. Предел повышения t ограничив-я потерями каt и протекания побочной р-ии (4).Р-ция окис-ия NH₃ на каt нач-ся при t 145^оС, но протекает с малым выходом NO. В этих условиях отмечено обр-ние только элементарного азота. С повышением t ув-ся сод-ние NO в г. фазе и ум-ся сод-ние азота Максим. выход NO в пределах 95-98 % можно получить в интервале Т 650-900^оС. С ув-ем t растёт ск-ть р-ции и ум-ся необходимое время окис-ия NH₃. Темп. режим на стадии конверсии NH₃ можно поддерживать за счёт тепла р-ции. При окис-ии 1 % аммиака Т газовой смеси возрастает на 70 ^оС. Применяя аммиачно-воздушную смесь, содержащую 9,5 % NH₃, можно за счёт теплового эффекта р-ции достичь t примерно 600 ^оС. Однако, этого недостаточно для обеспечения выс. ск-ти процесса. Поэтому необходим предварительный подогрев АВС или воздуха.При опр-нии t процесса окис-ия NH₃ необх-мо учитывать потери тепла в окруж. среду (3-8%). Чем больше потери и ниже акт-ть каt, тем до более выс. t требуется подогревать АВС перед контактным аппаратом.Оптим. t конверсии NH₃ зависит от Р в системе. При окис-ии NH₃ под атм. Р оптим. t колеблется в интервале 750-780 ^оС. С ув-ем Р оптим. t-ный режим повышается до 850-900 ^оС. Предел повышения t ограничивается потерями кат-ра.

2)состав АВС. Оптим. состав АВС обеспечивает выс. степень конверсии и условия безопасной работы.

Ок-ие NH3 проводят кислородом воздуха. По стехиометрии О2:NH3=1,25(моль). При этом степень конверсии невыс. и пр-ми явл-ся N₂ и закись азота. Необходим изб. O₂. Мах степень окис-ия достигается при соотн-ии 1,7-2,0, кот. обеспечивает безопасные усл. работы и автотермичность процесса ок-ния NH₃NH3 с O₂ обр-ет взрывоопасные смеси. При стехиометрии сод-ние NH3 в АВС = 14,4%, т.е. при таком соотн-ии мы находимся вблизи взрывоопасной конц-ции. При оптим.Соотн-ии конц-ция NH3 в смеси составляет 9,5-11,5%, что обеспечивает условя безопасной работы.

3)Р. С т.з. ТД повышение Р не влияет на систему, т.к. р-ция идет при незначит. ув-нии V. Применение повыш. Р связано с ув-нием ск-ти ок-ния NH₃ и переработкой нитрозных газов в азотн. к-ту. С ув-нием Р сепень конверсии ум-ся на 2-3%, но с ув-ем t, степень ув-ся на 3,5-4,5%. В пр-ти процесс осущ-ют при Р 0,716МПа. Tопт = 880-920С. Прим-ние повыш. Р имеет отриц. моменты: увел-ся ск-ть протекания побочных р-ций (обр-ние элем. N₂) и потери каt, т.к. ув-ся кол-во сеток в конт. апп.; ув-ся оптим. t, возрастают потери каt.

m=1.47+1.53Pобщ. – кол-во сеток

Проведение окис-ия NH3 под Р ставит задачу утилизации энергии сжатого газа.

4)Пов-ть контакта фаз. Ок-ие NH3 – гетерогенно-каt процесс, пов-ть контакта газа с каt играет важную роль в ув-нии ск-ти р-ции. Сетки изг-ют в виде пакета, кол-во зависит от Р в системе. Каt располагают в апп. гориз-но. Для ув-ия диффузии NH3 к пов-ти каt ув-ют турбулентность газ. потока путем ув-ия лин. ск-ти.

5)вляние примесей на акт-ть каt. К контактным ядам относят фосфористый Н₂, в присутствии кот. степень окисления NH3 резко ум-ся до 80%, H2S, Cl2, пыль, смазочные мат-лы, соед-ния Fe, Ca, Na, K.

Технологическая схема агрегата неконц. азотной к-ты. Стадия окисления аммиака..

1 - фильтр для очистки воздуха; 2 - турбокомпрессор ГТУ:2.1.- первая ступень сжатия; 2.2.-хол-ник; 2.3. - вторая ступень сжатия; 2.4. – газ. турбина;3.-пар. котел; 4 –реактор очистки нитрозных газов; 5- смеситель; 6- ТО;7 – холл-ник-конденсатор; 8- сепаратор; 9 –абсорбц. колонна; 10 - продувочная (отбелочная) колонна; 11 - окислитель NO; 12 - контактный апп.; 13 - смеситель; 14 -ТО; 15 - испаритель ж. аммиака.

Атм. воздух очищается в фильтре 1 и поступает на первую ступень турбокомпрессора 2.1, где сжимается до Р 0,35МПа. При этом его t повышается до 175^оС. Охл-ние сжатого воздуха происх. в холл-нике 2.2 до 40-45^оС. Дожатие до раб. Р осущ-ся во второй ступени компрессора 2.3, после кот.t сжатого воздуха сост. 125-135^оС.

Сжат. воздух расходуется: для ок-ия NH₃; для окис-ия NO на стадии кислой абсорбции; для отбеливания продукционной к-ты; для смешения прир. газа в топке (смеситель 5).Ж.NH₃ под Р 1,27МПа испар-ся в испарителе 15 за счёт тепла водяного пара, подогрев-ся до t 150 ^оС в ТО 14 и поступает в смеситель 13, куда подаётся воздух, предвар-но подогретый в ТО 6 до t 270 ^оС. В кач-ве теплоносителя исп-ют нитрозные газы после окислителя 11.Полученная в смесителе 13АВС содерж. 9,5-11,5 % об/ NH₃, подают в контакт. апп. 12. Конверсию NH₃ проводят на каt СПЛАВ-1 при t 890-900^оС. Тепло р-ции окис-ия NH₃ исп-ся в котле-утилизаторе, кот. расположен под контак. апп.. В котле-утилизаторе, вследствие охлаждения нитрозных газов до 170^оС, происх. испарение химически очищенной деаэрированной воды, питающей котёл-утилизатор. Получают пар Р 1,7МПа и t 230^оС, кот. выдаётся потребителю.Далее нитрозные газы проходят окислитель 11, в верхней части кот-го расположен фильтр для улавливания частичек платины. t газа на выходе из окислителя 11сост. 310-330 ^оС.Из окислителя нитрозный газ проходит ТО 6 и с t 210-250 ^оС направляется в холл-ник-конденсатор 7, где охлаждается до 50-55^оС. Процесс охлаждения сопровождается конденсацией паров воды. При этом образуется 40%-ный р-р азотной к-ты. Сепаратор 8 предназначен для отделения конденсата от NO₂. Нитроз. газ направ-ся в нижнюю часть абсорбц. колонны 9, а конденсат – на соответс-ую тарелку абсорбера (6-7 тарелка), где образуется 47%-ная азотная к-та.Сверху в абсорбер подают охлаж. паровой конденсат. Образующаяся в верхней части колонны азотная к-та низкой конц-ции перетекает на нижележащие тарелки, конц-ция к-ты постепенно ув-ся и на выходе достигает 56-58%. Сод-ние растворённых NOx в к-те составляет примерно 1%. Абсорбция оксидов азота сопровождается выделением тепла. Отвод тепла осущ-ся с исп-ем теплоотводящих змеевиков, по кот. циркулирует охлаждающ.вода.

Степ. абсорбции в абсорбере 9 достигает 99-99,5% . Продукц. к-та, содержащая 56-58% HNO₃, поступает в отбелочную колонну 10 для отдувки растворённых в азотной кислоте оксидов азота (прим.1%).Выход. из абсорбц.колонны нитрозные газы имеют t 35^оС и содержат до 0,11 % NOх. Очистка токсичных газов от оксидов азота осущ-ся в реакторе 4 с прим-ем высокоТного способа восст-ния на каt АПК-2 при t 760^оС.Выхлопные газы смешивают с воздухом (третий поток), прир. газом и напр-ют в реактор 4, где при t 720-760^оС происходит взаим-вие О₂ воздуха с метаном и последующее восст-ние NOх до элементарного азота. Сод-ние оксидов азота в отходящих газах после кат-кой очистки не более 0,005 % об.Далее газ с t примерно700 ^оС расширяется в газ. турбине 24, приводит в движение турбокомпрессор, который сжимает воздух до 0,716МПа. В турбине газы охлажд. с 700 до 390-410^оС, при этом Р снижается с 0,55 до 0,1МПа. Тепло этих газов исп-ся в паровом котле 3.

⇐ Предыдущая 1 2 3 4 567 8 9 10 Следующая ⇒

Последнее изменение этой страницы: 2018-05-31; просмотров: 157.

stydopedya.ru не претендует на авторское право материалов, которые вылажены, но предоставляет бесплатный доступ к ним. В случае нарушения авторского права или персональных данных напишите сюда...