ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Физико-химические основы процесса окисления аммиака из "Технология связанного азота" Температурные условия окисления аммиака. Реакция окисления аммиака на платине начинается при 145 °С, но протекает с малым выходом N0 и образованием преимущественно азота. С повышением температуры увеличивается содержание окиси азота -в газе и уменьшается содержание азота. В интервале 700—1000 °С выход N0 может быть доведен до 95—98%. [c.361] С увеличением температуры растет скорость реакции и уменьшается необходимое время контактирования. Так, при 650°С оно равно 5-10 сек, а при 900 °С уменьшается до 1,Ы0 сек. [c.361] Зная теплоемкости компонентов газовой смеси и вычислив ее теплоемкость, из материального баланса процесса можно определить значения m и Q с учетом степени конверсии аммиака. Отсюда находят повышение температуры At вследствие выделения тепла реакции. Для сухой аммиачно-воздушной смеси, содержащей 10% NHg, при степени конверсии 96% теоретическое повышение температуры газа составляет 705 °С или около 70 С на каждый процент аммиака в исходной смеси. [c.362] Применяя аммиачно-воздушную смесь, содержащую 9,5% аммиака, можно за счет теплового эффекта реакции достигнуть температуры порядка 600 °С. [c.362] Для еще большего повышения температуры конверсии необходим предварительный подогрев воздуха или аммиачно-воздушной смеси. [c.362] При определении температуры процесса окисления NHg надо учитывать потери тепла в окружающую среду, составляющие от 3 до 8%. Из-за теплообмена со средой температура кромки катализаторных сеток, прилегающей к зажимным фланцам конвертора, на несколько градусов ниже, чем в центральной части сетки. Поэтому степень конверсии аммиака на периферии катализаторных сеток несколько ниже, а в центре аппарата выше. Чем больше потери тепла из аппарата и ниже активность катализатора, тем до более высокой температуры надо подогревать аммиачную смесь. [c.362] Согласно практическим заводским данным, оптимальная температура процесса конверсии NHg под атмосферным давлением составляет около 800 °С, на установках, работающих под давлением 9 ат, она равна 870—900 °С. Следует иметь в виду, что с повыите-нием температуры процесса увеличиваются потери катализатора. [c.362] Однако при отношении Оа NHg = 1,25 выход окиси азота незначителен. Для увеличения выхода NO требуется некоторый избыток кислорода, следовательно, содержание аммиака в смеси должно быть меньше 14,4%. [c.363] Оптимальной концентрацией NHs в аммиачно-воздушной смеси считается его наибольшее содержание, при котором возможен высокий выход окиси азота при отношении Ог NHg 2. [c.363] Зависимость степени конверсии в N0 от соотношения Оа NHg и содержания аммиака в смеси с воздухом при 900 °С представлена на рис. VH-1. [c.363] Если есть возможность использовать отбросный кислород для обогащения основного воздуха, содержание аммиака в смеси может быть повышено до 12,0—12,5%. В этих условиях сохраняется высокая степень конверсии аммиака и не требуется предварительного подогрева воздуха. [c.363] Скорость реакции окисления аммиака. Скорость процесса окисления NHg на платиновом катализаторе характеризуется количеством аммиака, окисляемого на единице поверхности сеток за единицу времени. В промышленных условиях это понятие называется напряженностью катализатора, которая измеряется в кг NHg на 1 активной поверхности сеток в сутки. Величина напряженности находится в пределах 500—800 кг1 м -сутки) при работе под атмосферным давлением и в пределах 2600— 3900 кг м -су тки) при работе под давлением 8 ат. [c.364] Равновесие этой реакции полностью смещено в сторону образования элементарного азота. [c.365] В производственных условиях за катализаторными сетками иногда наблюдается образование аммиачной селитры из непрореагировавшего аммиака. Нитрат аммония отлагается в последующей аппаратуре азотнокислотных систем при понижении температуры нитрозных газов. [c.365] Воспламенение аммиачно-кислородных смесей. Смеси аммиака с кислородом способны воспламеняться со взрывом. Температура воспламенения таких смесей находится в интервале 700— 800 °С, в этом температурном интервале самовоспламенение смеси происходит при любом содержании в ней аммиака. При более низких температурах аммиачно-кислородные смеси взрываются под действием импульса (запала). Нижний и верхний пределы взрываемости газовых смесей изменяются в зависимости от направлений движения газа (вверх или вниз), от давления, мощности импульса (запала) и других условий. Добавление инертных газов (азот, водяной пар) приводит к сужению пределов взрываемости газовой смеси. [c.365] В табл. УП-2 приведены пределы взрываемости аммиачно-кислородо-азотных смесей в обычных условиях. [c.365] Пределы взрываемости аммиачно-воздушных смесей при различных температурах показаны в табл. УП-З. [c.366] Пределы взрывной концентрации ЫНд, объемн. [c.366] Пределы взрываемости сухой и насыщенной водяным паром аммиачно-воздушной смеси. [c.366] Следовательно, для устранения возможности взрыва аммиачно-кислородной смеси с высоким содержанием аммиака надо создать такую скорость газа, которая превышала бы скорость распространения взрыва. [c.366] Вернуться к основной статье