ж) Камера сгорания газа. Работает при запуске. Масса 292 кг. [1]

2) Система «АК-72».

В основу системы положен цикл с двухступенчатой конверсией аммиака и охлаждением нитрозных газов под давлением 4,28 ÷ 4,79 ат и абсорбцией оксидов азота – под 11,2 ÷ 12,8 ат. Продукция выпускается в виде 60%-ной кислоты. Технологическая схема представлена на рис. 14.30.

Воздух забирается из атмосферы в трубу 25, очищается от пыли в фильтре 24, сжимается воздушным компрессором 23 до 4,28 ат и, разделившись на 2 потока, подаётся в контактный аппарат (конвертор) и подогреватель аммиака. Жидкий аммиак (паро-жидкостная смесь) через ресивер 1 поступает в испаритель 2, где испаряется при 10 ÷ 16 ºС и давлении 6,11 ат. После испарения газообразный аммиак очищают от масла и механических примесей в фильтре 3 и направляют в подогреватель 4, где он нагревается до 80 ÷ 120 ºС воздухом.

Очищенный воздух и аммиак направляются в смесительную камеру 22 контактного аппарата 20. Образующаяся АВС содержит 9,6 ÷ 10,0% NH3. Пройдя тонкую очистку в фильтре, встроенном в контактный аппарат, АВС поступает на двухступенчатый катализатор, состоящий из 3 платиноидных сеток и слоя неплатинового катализатора. Нитрозные газы при температуре 840 ÷ 860 ºС поступают в котёл-утилизатор 19, расположенный под контактным аппаратом, где за счёт их охлаждения получают пар давлением 407 ат и температурой 440 ºС. Охлаждение проводится химически очищенной водой, деаэрированной в колонне 17. Деаэрированная вода проходит теплообменник 16, где нагревается нитрозными газами до 150 ºС, экономайзер 18 и затем поступает в барабан котла-утилизатора 21.

Нитрозные газы после котла-утилизатора охлаждаются в экономайзере 18, отдают теплоту в подогревателе 15 воде, поступающей на деаэрацию, затем поступают в водяной холодильник для дальнейшего охлаждения до 55 ºС. При охлаждении нитрозных газов происходит конденсация паров воды с образованием 40 ÷ 45%-ной азотной кислоты, которая подаётся в газовый промыватель 13. Сюда же поступают нитрозные газы. В промывателе происходит одновременно с охлаждением промывка нитрозных газов от нитрит-нитратных солей и дальнейшая конденсация азотной кислоты. Кислота из нижней части промывателя подаётся в абсорбционную колонну 10, а нитрозные газы сжимаются в компрессоре 12 до 112 ÷ 128 ат, нагреваясь при этом до 210 ÷ 230 ºС. После сжатия нитрозные газы охлаждают в холодильнике 16 до 155 ÷ 165 ºС, в холодильнике 11 второй ступени до 60 ÷ 65 ºС и подают в абсорбционную колонну 10. На тарелках колонны расположены змеевики для отвода теплоты. Сверху в колонну поступает конденсат паров воды с температурой не выше 40 ºС. Из нижней части колонны выводится 58 ÷ 60%-ная азотная кислота; она поступает в продувочную колонну 9 для удаления растворённых в ней оксидов азота и направляется на хранение. Воздух в продувочную колонну поступает из подогревателя аммиака 4.

Отходящий из колонны газ нагревается в топочном устройстве 8 сжиганием природного газа, смешивается с ним же в смесителе 7 и при температуре 480 ºС направляется на каталитическую очистку от оксидов азота в реактор 6. Катализатором служит алюмо-палладиевый катализатор АПК-2. После каталитической очистки газы, содержащие до 0,008% оксидов азота при температуре 750 ºС, поступают в рекуперационную турбину 5, входящую в состав газотурбинного агрегата. Здесь внутренняя энергия газа преобразуется в механическую со снижением давления до 9,68 ÷ 10,70 ат. Энергия, вырабатываемая в газовой турбине, используется для привода компрессоров 12 и 23. Таким образом, как и в предыдущей установке, электроэнергия тратится только для привода различных насосов, т.е. в незначительном количестве. Систему можно считать энерготехнологической. [2]

3) Система, производящая азотную кислоту по методу Кюльмана.

В этой системе окисление аммиака происходит при атмосферном давлении, а переработка нитрозных газов в кислоту – под давлением до 4 ат. Технологическая схема представлена на рис. VI-19.

Тщательно очищенный в фильтре 1 атмосферный воздух нагнетается в систему вентилятором 2. Газообразный аммиак, очищенный в фильтре 3, подаётся вентилятором 2 на смешение с воздухом в смеситель 4. Весь воздух делится на два потока, один из

которых, основной, подогревается за счёт нитрозных газов в теплообменнике 7 и поступает на смешение с аммиаком в аппарат 4. Второй поток воздуха используется для отдувки оксидов азота из раствора азотной кислоты в колонне 18.

Содержание аммиака в АВС поддерживается равным 11%, поэтому тепло, выделяющееся при его окислении, вместе с теплом подогретого воздуха обеспечивают температуру на катализаторе около 810 ºС. При этой температуре потери платины не превышают 0,04 г/т HNO3. В результате тщательной очистки газов и поддержания правильного режима можно достигать 98% конверсии аммиака и работать без смены катализаторных сеток для регенерации до 8 месяцев.

Тепло окисления аммиака используется для получения пара в котле 6, основная часть которого расходуется в паровой турбине 15, приводящей в движение турбокомпрессор 16. Часть тепла нитрозных газов расходуется для нагревания воздуха в теплообменнике 7, затем конденсата в подогревателе 8. Затем газы охлаждаются водой в холодильнике 9. Там же конденсируются пары воды, получаемые при в результате сжигания аммиака, и при взаимодействии с оксидами азота они образуют слабую азотную кислоту, которая подаётся в верхнюю часть абсорбционной колонны 14 (на схеме не показано),

Охлаждённые нитрозные газы сжимаются в турбокомпрессоре 16 до 4 ат. Тепло, полученное ими за счёт сжатия и окисления NO, используется сначала в теплообменнике 11 для вторичного подогрева конденсата, поступающего в питание котла, затем в теплообменнике 12 для нагревания отходящих газов. Выхлопные газы охлаждаются при расширении в турбине 17, сидящей на одном валу с турбокомпрессором 16. Затем нитрозные газы проходят плёночный холодильник 13, где из них выделяется конденсат с кислотой. В нём нитрозные газы не только охлаждаются, но и в значительной степени окисляются, после чего поступают в абсорбционную колонну 14. Конденсат из холодильника 13 подаётся в колонну на тарелку, содержащую кислоту соответствующей концентрации.

Абсорбционная колонна, согласно французскому патенту 1090510 31/111, имеет особую конструкцию и работает по особому принципу. Слабо окисленный нитрозный газ пропускается через раствор кислоты, содержащий растворённый кислород, где окисление NO в NO2 протекает значительно быстрее, чем в газовой фазе. Исходя из этого, тарелку абсорбционной колонны разделяют на 2 неравные части: меньший сектор служит для окисления NO в NO2 в жидкой фазе, больший сектор – для абсорбции NO2 водой. На тарелки имеются радиальные перегородки достаточной высоты, которые как бы делят газовый поток на 6 параллельных потоков, проходящих по всей высоте колонны, не смешиваясь друг с другом. Они имеют вырезы для перетока кислоты из одного сектора в другой; вырезы на границе с окислительным сектором глухие, но имеют вырез вверху. Кислота переходит по кругу из сектора в сектор, каждый неокислительный сектор – отдельная ступень абсорбции. Тарелки расположены так, чтобы над окислительным сектором находилась кислота наибольшей концентрации, где она перетекает на нижележащую тарелку, а на вышестоящей тарелке окисляется другой поток газа. Таким образом, окислительные секторы расположены по восходящей спирали. Главное достоинство этой конструкции – высокая степень окисления и абсорбции: колонна позволяет получить кислоту концентрацией до 70 ÷ 71% с выходом по абсорбции 99 ÷ 99,5%.