Энерготехнологические системы в производстве азотной кислоты
Рефераты >> Химия >> Энерготехнологические системы в производстве азотной кислоты

Выхлопные газы (температура 730 ºС и давление 5,5 ÷ 5,8 ат) охлаждаются до 700 ºС при добавлении некоторого количества сжатого воздуха и проходят через газовую турбину 6, приводя в движение турбокомпрессор 9 для сжатия воздуха. Таким образом используется часть энергии выхлопных газов. Если в конструкции турбины применяется более жаростойкий металл, то температуру можно не снижать до 700 ºС.

Топка 4 для сжигания природного газа под давлением используется обычно только при пуске агрегата ГТТ-3. Если турбина 6 даёт больше энергии, чем нужно для сжатия воздуха, её избыток поступает на мотор-генератор 8, который является разгоночным двигателем при пуске ГТТ-3, а в рабочем режиме даёт электрический ток в общую сеть завода. В турбине 6 газы охлаждаются с 700 до 390 ÷ 410 ºС, давление снижается с 5,5 до 1,06 ат. Оставшееся тепло используется в котле-утилизаторе 11 и экономайзере 12 для получения перегретого пара с давлением 13 ат и температурой 230 ºС. При этом газы охлаждаются до 180 ºС и выбрасываются в атмосферу.

В данной схеме электроэнергия потребляется в незначительном количестве для привода различных насосов, причём часть её может компенсироваться за счёт мотора-генератора. Таким образом, эту схему можно считать энерготехнологической.

Аппаратура систем, работающих при повышенном давлении.

Смеситель-фильтр (рис. VI-9). Верхняя часть конструкции – поролитовый фильтр, нижняя – смеситель. Аммиак входит в нижний штуцер смесителя и попадает в пучок из 206 параллельных труб диаметром 25 мм, сплющенных у верхнего конца 2; изи труб он с большой скоростью попадает под конус-завихритель 3, где и происходит основное смешение газов. Далее газовая смесь попадает в пучок из 1298 труб диаметром 30/50 мм и длиной 760 мм, изготовленных из поролита – пористого керамического материала. Нижние концы трубок 4 закрыты, а а верхние открытые концы имеют кольцевые приливы, которыми они опираются на края отверстий в трубной решётке. При прохождении через поролитовые трубки газы фильтруются и окончательно смешиваются.

VI-9

Аппарат изготовляют из нержавеющей стали. Общая поверхность фильтрации 150 м2.

Конвертор (рис. VI-10).

VI-10  

Аппарат представляет собой 2 конуса, вставленные один в другой. АВС поступает в пространство между конусами, поднимается и поступает во внутренний открытый сверху конус. Она проходит распределительный слой колец Рашига 2, расположенных на решётке 3. Это позволяет обеспечить одинаковую плотность потока газа по сечению катализаторных сеток 5, опирающихся на колосники 6. Под ними также находится слой колец Рашига 2, выполняющий роль теплового аккумулятора (можно после кратковременной остановки запускать конвертор, не прибегая к разогреву сеток). На кольцах также осаждаются наиболее крупные частицы катализатора, уносимые с нитрозными газами. Слой поддерживается колосниками 6, лежащими на кирпичном своде. В конструкцию также входят термопары 7 для измерения температуры, трубки 4

для отбора проб для анализа газов, смотровые стёкла 8 для визуального наблюдения за накалом сеток. В верхней части наружного корпуса на штуцере между фланцами закреплена предохранительная пластинка 10, разрывающаяся при внезапном повышении давления и предохраняющая аппарат от разрушения.

Рабочий диаметр катализаторных сеток 1600 мм. Конвертор изготовлен из нержавеющей стали (расход до 7500 кг), его производительность 100 ÷ 125 т NH3/ сутки. Аппарат работает при температуре АВС 250 ÷ 300 ºС, на катализаторных сетках – около 9000 ºС. Нижняя часть конвертора, откуда выводятся нитрозные газы, футерована жаростойкой керамикой. Аппарат укрепляется непосредственно на котле-утилизаторе.

VI-14

Абсорбционная колонна (рис. VI-14). Колонна имеет высоту 45800 мм, диаметр 3200 мм, 50 ситчатых тарелок. Расстояние между тарелками меняется в зависимости от их числа и расположения:

Число тарелок (считая снизу), шт.

10

15

10

15

Расстояние между тарелками, мм

1000

800

800

и 700

700

Общая охлаждающая поверхность 698 м2. Масса аппарата 81,5 т, из которых около 6 т приходится на углеродистую сталь, остальное количество – на нержавеющую сталь.

Агрегат ГТТ-3 (рис. VI-15). Компоненты агрегата и их характеристики:

а) Турбокомпрессор, I ступень (1 на рис. VI.15). Производительность 98 т возд./ч; температура начальная 20 ºС, конечная 174 ºС; давление начальное 0,97 ат, конечное 3,53 ат; потребляемая мощность 4240 кВт; частота вращения ротора 5100 об/мин.

б) Газовая турбина (2). Производительность 98 т газов/ч; температура начальная 700 ºС, конечная 408 ºС; давление начальное 5,4 ат, конечное 1,06 ат; мощность 7250 кВт; частота вращения ротора 5100 об/мин.

в) Центробежный нагнетатель, II ступень (6). Производительность 98 т возд./ч; температура

начальная 42 ºС, конечная 135 ºС; давление начальное 3,43 ат, конечное 7,3 ат; потребляемая мощность 2680 кВт; частота вращения 7400 об/мин; масса 5200 кг.

VI-15  

г) Промежуточный холодильник. Охлаждает воздух после первой ступени сжатия. Расход воды 360 м3/ч; температура воздуха начальная 174 ºС, конечная 42 ºС; температура воды начальная 25 ºС, конечная 34 ºС; масса 3914 кг.

д) Редуктор (4). Частота вращения газовой турбины 5100 об/мин, центробежного нагнетателя 7400 об/мин, мотора-генератора 3000 об/мин; масса 5600 кг.

е) Мотор-генератор. Напряжение 6000 В; частота вращения 3000 об/мин; мощность 850 кВт; масса 670 кг.


Страница: