ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Технологическое оформление процесса абсорбции окислов азота при атмосферном давлении из "Технология азотной кислоты Издание 3" Полученные в контактном отделении окислы азота обычно последовательно проходят скоростные холодильники и холодильники-конденсаторы или холодильники барботажного типа. Здесь происходит охлаждение газа, частичное окисление окиси азота, конденсация паров воды, образовавшихся при окислении аммиака, и образование некоторого количества разбавленной азотной кислоты вследствие взаимодействия воды и окислов азота. Далее газы проходят промывную башню, где образуется разбавленная азотная кислота более высокой концентрации (40—45%) и производится отмывка газа от аммонийных солей. Затем нитрозные газы дожимаются турбогазодувкой и поступают в абсорбционную систему, состоящую из 6—7 башен, где происходит поглощение окислов азота и образование азотной кислоты. Абсорбционные башни выполняются из листовой хромоникелевой стали диаметром 7—9 м и высотою 19—26 м. [c.156] Общий вид башенного отделения производства азотной кислоты приведен на рис. 1У-32. [c.156] Даже при повышении содержания НКОз в готовой кислоте с 45 до 50% производительность системы уменьшается в 1,5 раза. [c.157] Для уменьшения восстановительного действия окиси азота на азотную кислоту и повышения концентрации получаемой кислоты часто перед абсорбционной башней устанавливают окислительную башню. Изменение концентрации кислоты и окислов азота в отдельных башнях показано в табл. 35. [c.157] Начальная и конечная концентрации окислов азота в башне. [c.158] Рассмотрение равновесия и кинетики реакций приводит к заключению о необходимости осуществлять переработку нитрозных газов в азотную кислоту при пониженных температурах. Единственной реакцией, на которую понижение температуры влияет отрицательно, является эндотермическая реакция разложения азотистой кислоты. Однако эта реакция и при пониженных температурах не контролирует всего процесса получения азотной кислоты. Все остальные реакции, протекающие при переработке окиси азота в азотную кислоту, являются экзотермическими, и при понижении температуры равновесие их смещается в сторону, благоприятную для образования азотной кислоты. [c.158] Понижение температуры способствует также увеличению скорости реакций, в особенности реакции окисления окиси азота, скорость которой определяет общую продолжительность процесса получения азотной кислоты. Так, снижение температуры поглощения с 40 до 20° С позволяет повысить производительность системы. в 1,5 раза, а понижение температуры с 40 до 0° С приводит к увеличению производительности в 2 раза. Понижение температуры процесса поглощения позволяет получать более концентрированную азотную кислоту. [c.158] Необходимость охлаждения зоны поглощения следует хотя бы из того, что температура нитрозного газа, содержащего 10% N0, только вследствие протекания реакции окисления N0 в N02 может повыситься до 200° С. [c.158] Из общего количества тепла, выделяющегося в башнях, на долю первой башни приходится 35—60, на долю второй — 25—35 и на долю остальных башен 25—30%. [c.159] При поглощении окислов азота развитая поверхность, способствующая более тесному соприкосновению газа и л идкости, создается путем заполнения абсорбционных башен насадкой. Форма и размеры насадки в данном производстве имеют особенно большое значение, так как процесс образования азотной кислоты протекает здесь через ряд стадий, связанных с окислением окиси азота в газовой фазе и растворением в орошающей жидкости двуокиси азота. [c.159] Степень окисления ЫО в ЫОа зависит от величины свободного объема, а количество поглощаемых окислов азота — от поверхности соприкосновения газа с жидкостью, орошающей башню. Поэтому основное требование, предъявляемое к насадке, — создание максимального свободного объема при одновременно сильно развитой поверхности поглощения. Вместе с тем насадка не должна оказывать большого сопротивления движению газа и создавать боковой распор башни, но в то же время должна обеспечивать равномерное распределение жидкости и газа по сечению башни, обладать большой стойкостью к действию кислоты и газа и значительной механической прочностью, поскольку высота слоя насадки может достигать 25 м. Этим требованиям удовлетворяют керамические кольца. Характеристика применяемых колец приведена в табл. 36. [c.159] Если исходить из соотнощения скоростей окисления окиси азота и поглощения двуокиси азота, то в первых бащнях, где скорость окисления N0 велика, следовало бы создавать насадку с развитой поверхностью, а в последних башнях, где скорость окисления мала, устанавливать насадку с большим свободным объемом. Однако в практических условиях все башни абсорбционной системы заполняют одинаковой насадкой. [c.160] Для проведения чисто абсорбционного процесса на орошение башен следовало бы подавать такое количество кислоты, чтобы полностью смачивалась поверхность насадки, так как дальнейшее увеличение орошения малоэффективно. Однако в насадочных абсорбционных башнях количество орошающей кислоты должно определяться с учетом необходимости отвода всего выделяющегося в них тепла. Вследствие этого увеличение интенсивности орошения может дать большой эффект главным образом в первых по ходу газа башнях, где образуется наибольшее количество кислоты и выделяется основная доля тепла. [c.160] Интенсивность (плотность) орошения выражается количеством кубических метров жидкости, поступающей в течение ч ъа м поперечного сечения насадки или башни. Рекомендуется в первой и во второй башнях доводить плотность орошения до 10 м м -ч), в остальных башнях до 5—7 м 1 м -ч). Даже при высокой плотности орошения температура кислоты, орошающей первую башню, повышается на 3—5° С. [c.160] На изменение реакционного объема при абсорбции большое влияние оказывают температурный режим, концентрация полученной кислоты, соотношение между концентрацией окислов азота и концентрацией азотной кислоты, циркулирующей в башнях, содержание кислорода в газах, характер насадки и плотность орошения. [c.160] Увеличение числа башен в системе дает возможность поддерживать наиболее благоприятное соотношение между концентрацией кислот, орошающих башни. На практике в систему включают не менее 6—7 поглотительных башен. При меньшем их числе удельный реакционный объем значительно возрастает. [c.160] Вернуться к основной статье