Изобретение относится к способам получения азотной кислоты 50-70%-ной концентрации
и может найти применение в химической и азотной промышленности.
Целью изобретения является повышение степени переработки.
Сущность изобретения заключается в следующем. Нитрозные газы выходят из
котла-утилизатора и поступают в окислитель , в котором происходит окисление оксида
азота II вчетырехокись. Далее нитрозные газы поступают в подогреватели воздуха и
хвостовых газов, а затем направляют для охлаждения в скоростные холодильники, в
которых происходит, конденсация водяных паров, окисление NO и N02«за счет чего
образовывается слабая азотная кислота. Из холодильника смесь нитрозных газов и
азотной кислоты направляют в сепаратор, где происходит отделение 42-47%-ной кислоты . Образовавшаяся азотная кислота поступает в абсорбционную колонну на тарелку
с соответствующей концентрацией кислоты, а нитрозные газы подаются в нижнюю
часть абсорбционной колонны. На верхнюю тарелку подается аэрированная
газовой смесью в магнитном поле поглотительная жидкость, содержащая азотную кислоту
. Насыщение поглотителя кислородом происходит в аэраторах. Поглотитель постоянно
циркулирует в замкнутом цикле аэратор - магнитный аппарат. Напряженность магнитного
поля создается постоянными ферри- то-бариевыми пластинами. Насыщение
поглотителя кислородом в процессе омагничи- вания ведут в течение 20-40 мин при напряженности
магнитного поля 1500-2500 Э. После абсорбционной колонны нитрозные газы
поступают на каталитическое уничтожение . Продукционная азотная кислота
О
о
00
ю
Ч)
средней концентрации отбеливается для
удаления не вступивших в реакцию оксидов азота и поступает на склад готовой продукции .
Пример. Для проведения исследования по абсорбции оксидов азота под давлением
используют установку, состоящую из абсорбционной колонны,напорной емкости
для поглотителя (кислого конденсата), смесителя для приготовления нитрозного газа
и ротаметра для измерения расхода нитрозного газа.
Требуемый состав нитрозного газа достигается путем пропускания азота из баллона
через испаритель, заполненный жидкими оксидами азота, в котором поддерживается необходимая температура и
давление. Нитрозный газ из испарителя направляется в смеситель. Необходимая окислен
ность оксидов азота достигается за счет ввода в смеситель чистого N0 из баллона.
Газовая смесь в смесителе (емкостью 150 л, под давлением 6,0 МПа) перемешивается в
течение 2 ч, после чего нитрозный газ отбирают на анализ.
Затем проанализированный нитрозный газ поступает в абсорбционную колонну.
Поглотитель, содержащий азотную кислоту с необходимой концентрацией, заливают в
напорную емкость и с помощью давления, создаваемого азотом из баллона, подают в
абсорбционную колонну. Необходимый расход поглотителя поддерживают подающим
вентилем и контролируют по объему. Расход нитрозного газа фиксируют по показаниям
предварительно отградуированного ротаметра.
Предварительное аэрирование омагни-
ченного поглотителя проводят следующим образом. Поглотитель, содержащий азотную
кислоту, омагничивают в магнитных аппаратах . Напряженность магнитного поля
создают постоянным феррито-бариевыми пластинами (Н - 1750 Э). После магнитных
аппаратов поглотитель поступает в аэратор, где он аэрируется воздухом или газовой
смесью, содержащей 90-99% кислорода, при удельном расходе газа 0,2-2,0 м на 1
м жидкости в 1 ч. Насыщенный кислородом поглотитель снова возвращается для омаг-
ничивания в магнитные аппараты. Аэрированию при одновременной магнитной
обработке поглотитель подвергается в течение 20-40 мин. Предварительно насыщенный
кислородом поглотитель подают на верхнюю тарелку абсорбционной колонны.
После абсорбционной колонны нитрозные газы выбрасывают в атмосферу или на каталитическое
уничтожение. Продукционную азотную кислоту средней концентрации выводят из нижней части колонны. Абсорбцию нитрозных газов проводят при следующих
параметрах: расход газа на колонну, при линейной скорости 0,25 м/с, 129 л/мин.,
температура абсорбции 20°С, давление 0,35 МПа, расход смеси поглотителя 110- 120 мл/мин.
Абсорбционная колонна имеет одну ситчатую тарелку диаметром 56 мм, диаметр
0 отверстий на тарелке 2 мм, ее свободное сечение 3,5%. Высота перелива 70 мм.
Полученные результаты, проведенные аналогичным образом, сведены в табл. 1,
Из результатов, полученный на стендо5 вой установке, видно, что предварительное
аэрирование поглотителя при одновременном омагничивании позволяет значительно
увеличить степень поглощения и переработки нитрозного газа. Увеличение степени по0
глощения на одной тарелке при омагничивании 10,4%, а при одновременном
аэрировании и омагничивании - на 18,75%, т.е. почти вдвое, а степень переработки
увеличивается на 11,6 и 21,72% соот5 ветственно.
Приведенные в табл. 1 концентрации нитрозного газа и азотной кислоты характерны
для верхней части абсорбционной колонны . Поскольку магнитные свойства
0 поглотителя сохраняются около 24 ч, а количество кислорода, растворенного в поглотителе
не уменьшается (табл. 2) в течение 1 ч, что достаточно для прохождения поглотителем
абсорбционной колонны по всем тарел5 кам сверху вниз, проводят эксперименты на
крепкой кислоте, которые приведены в табл. 3.
В таблице 2 представлены данные по изменению концентрации кислорода в кис0 лом конденсате.
Из табл. 2 видно, что наиболее оптимальный вариант аэрирования при удельном
расходе 0,2-2,0 м3 на 1 м3 жидкости при Н-1500-2500 Э.
5 Приведенные в табл. 3 концентрации нитрозного газа и азотной кислоты соответствуют
нижней части абсорбционной колонны . Эксперименты на концентрированных
газах приведены при тех же условиях, что и
0 для слабого нитрозного газа.
Полученные результаты свидетельствуют , что при омагничивании и аэрировании
концентрированной кислоты степень поглощения и переработки также значительно
5 увеличивается. Увеличение степени поглощения за счет только омэгничивания 3,5%,
а при одновременном аэрировании 6,7%.
Степень переработки увеличивается на
12,0 и на 22,5% соответственно, что примерно соответствует степеням переработки для
слабого нитрозного газа. Приведенные данные указывают на влияние омагничивания и
аэрирования поглотителя именно на переработку оксидов азота в кислоту, которые
для концентрированной кислоты даже чуть выше, тогда как увеличение степени поглощения
для нее значительно ниже, чем для 1%-нойНМОз.
Таким образом, при использовании
предлагаемого способа концентрация продукционной кислоты увеличивается, а содержание
оксидов азота в выхлопных газах уменьшается на 50-70% по сравнению с известной технологией.
КислыЛ конденсат, содерваций 12 НПО.
Примечание. - концентрация исходною питроапого глзя; - концентрация интроэного
иэ колонны.
Кнслый конденсат - содержащий 1 7, HNO,
Формула изобретения Способ переработки оксидов азота в неконцентрированную азотную кислоту, вклю-
чающий их абсорбцию поглотителем,
содержащим азотную кислоту, предварительно
обработанным магнитным полем напряженностью 1500-2500 Э, отличающий с я тем, что, с целью повышения
степени переработки, одновременно с магнитной обработкой осуществляют аэрирование
поглотителя воздухом или газовой смесью, содержащей 90-99% кислорода, в
течение 20-40 мин при удельном расходе
воздуха или газовой смеси 0,2-2,0 м3 на 1 м3
поглотителя в час.
Т а а л я ц а I
0,39
33,1
30,8
18,9
газа нл лыхвде
.Т А Д- ДЛ- jJ Л Л32 ,0
5,16
0,20
Т в л я ц 3
