ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Производство азотной кислоты по способу Кюльмана из "Технология азотной кислоты Издание 3" Одна из наиболее современных схем производства HNO3 по способу Кюльмана приведена на рис. VI-19. По этой схеме окисление аммиака проводится при атмосферном давлении, а переработка нитрозных газов в кислоту — под давлением до 4 ат. [c.227] Тщательно очищенный в фильтре 1 атмосферный воздух нагнетается в систему вентилятором 2. Газообразный аммиак, очищенный в фильтре 3, подается вентилятором 2 на смешение с воздухом в смеситель 4. Весь воздух делится на два потока, один из которых, основной, подогревается за счет тепла нитрозных газов в теплообменнике 7 и поступает на смешение с аммиаком в аппарат 4. Второй поток воздуха используется для отдувки окислов азота из раствора азотной кислоты в колонне 18. [c.227] Содержание аммиака в аммиачно-воздушной смеси поддерживается равным 11%, поэтому тепло, выделяющееся при окислении ЫНз, вместе с теплом подогретого воздуха обеспечивают температуру на катализаторе около 810° С. При этой температуре потери платины не превышают 0,04 г/г НЫО3. В результате тщательной очистки газов и поддержания правильного режима работы можно достигать 98% конверсии аммиака и работать без смены сеток для регенерации до 8 месяцев. [c.227] Тепло окисления аммиака используется для получения пара в котле 6, основная часть которого расходуется в паровой турбине 15, приводящей в движение турбокомпрессор 16. Оставшаяся часть тепла нитрозных газов расходуется для нагревания воздуха в теплообменнике 7, затем конденсата в подогревателе 8, и только после этого газы охлаждаются водой в холодильнике 9. Здесь же конденсируются пары воды, получаемые в результате сжигания аммиака, и при взаимодействии с окислами азота они образуют слабую азотную кислоту, которая насосом (на схеме не показан) подается в верхнюю часть абсорбционной колонны 14. [c.227] Выхлопные газы после колонны 14, содержащие 0,05—0,01°/ окислов азота, подогреваются в теплообменнике 12 теплыми нит розными газами, возвращают часть энергии в турбину расшире ния 17 и выбрасываются в атмосферу. [c.228] Каждая тарелка радиальными перегородками 4 достаточной высоты (при наложении друг на друга) как бы делит газовый поток на шесть параллельных потоков, которые проходят по всей высоте колонны, не смешиваясь друг с другом. Перегородки 4 имеют вырезы для перетока кислоты из одного сектора в другой (места вырезов указаны стрелками) и глухие перегородки 3, огра-ничиваюшие окислительный сектор. Благодаря перегородкам с вырезами движение кислоты на любой тарелке организовано так, что оно начинается от отверстия, находящегося возле глухой перегородки окислительного сектора, совершается по кругу (как указывают стрелки) и заканчивается у переточной трубки 2, расположенной возле глухой перегородки по другую сторону окислительного сектора, не попадая в него. [c.230] В окислительном секторе О за счет снижения давления насыщенных паров воды над кислотой и проходящего частично процесса взаимодействия двуокиси азота с водой образуется и накапливается кислота. Ее избыток перетекает в абсорбционный сектор через вырез в перегородке 3, но сделанный вверху. Таким образом кислота из окислительного сектора О попадает в абсорбционный сектор а, движение в противоположном направлении отсутствует. Концентрация кислоты в абсорбционном секторе а возрастает по горизонтали от перетока I к перетоку 2, следовательно, каждую взятую отдельно тарелку можно рассматривать как несколько ступеней абсорбции например, тарелку типа 3 как пять ступеней, тарелку типа 2 как четыре ступени, а тарелку типа 1 как шесть ступеней. Общий ход движения кислоты в колонне показан пунктирной линией на сборном эскизе. [c.230] В колонне тарелки расположены таким образом, что окислительный сектор на вышележащей тарелке сдвинут по отношению к нижележащей на 60°. Поэтому газовый поток, пройдя окислительный сектор и обладая наибольшей степенью окисленности, соприкасается на вышележащей тарелке с раствором кислоты наибольшей концентрации, и в этой точке сектора а кислота перетекает на нижележащую тарелку. На следующей тарелке окислению подвергается другой, соседний поток газа и т. д., т. е. процесс окисления N0 в газах совершается по спиральной восходящей кривой, на которой расположены окислительные секторы (О) тарелок. [c.230] Площади сектора а и О на тарелках неодинаковы, на одних, например типа 3, окислительный сектор занимает Уе площади, на тарелках типа 2 уже /е. Кроме того, есть тарелки, окислительный сектор которых составляет /е общей площади, а также тарелки типа 1 без окислительного сектора (первая снизу и последняя сверху). В нижней части колонны, где нитрозные газы имеют высокую концентрацию, ставят тарелки типа 3, слабые нитрозные газы поступают на тарелку типа 2, размер окислительного сектора которой равен /е. [c.230] Сектор окисления О имеет двойное дно, верхнее — ситчатое, рабочее 6, нижнее — глухое 5, на котором лежит слой кислоты. Между этими плоскостями в слой кислоты подводится по трубке 7 кислород или воздух, обогащенный кислородом. [c.231] Каждая тарелка имеет змеевики для охлаждения кислоты водой или аммиаком (на рисунке не показаны). [c.231] Из всех факторов, благоприятно влияющих на процесс поглощения окислов азота и способствующих получению кислоты повы-щенной концентрации (температура, давление, окисленность газов, гидродинамические условия и др.), самым важным и решающим является степень окисленности газов. Иначе говоря, при высокой степени окисленности N0, даже при сравнительно низком парциальном давлении окислов азота и при прочих равных условиях, можно получить кислоту более высокой концентрации, чем при низкой степени окисленности и более высоком парциальном давлении окислов азота. [c.231] Таким образом, подготовка газов к абсорбции, т. е. повышение отношения N02 N0, требует особого внимания. [c.231] Рассмотренная выше конструкция колонны отвечает требованию повышения степени окисления N0 при таком организованном движении потоков газа и растворов аппарат дает максимальный производственный эффект. [c.231] Вернуться к основной статье