Тема: Исследование современных методов очистки хвостового газа от содержания NOx при производстве неконцентрированной азотной кислоты на базе агрегатов 1/3,5 и УКЛ - 7 - 76 ПАО «КуйбышевАзот»

Впервые получить оксиды азота с помощью контактного окисления аммиака на платиновом катализаторе получилось в 1828 году французскому химику Шарлю Фредерику Кульманну. К сожалению, из - за стоимости аммиака, это открытие не удалось использовать в коммерческих целях.
В 1901 году химик - физик Вильгельм Оствальд разработал принцип контактного окисления аммиака и создал условия для получения максимального выхода оксидов азота. Агрегаты для получения азотной кислоты впервые начали эксплуатировать в первом десятилетии XX века.
Немецкий инженер Фридрих Уде вместе с Вильгельмом Оствальдом спроектировали и построили первую пилотную установку для получения азотной кислоты в 1905 году по технологии конверсии аммиака в воздухе в присутствии катализатора.
В связи с ростом потребности в азотной кислоте, установки постоянно совершенствовались несмотря на то, что способ получения мало подвергся изменениям.
Основным производственным методом получения азотной кислоты в настоящее время является контактное окисление аммиака кислородом воздуха на платино - родиево - палладиевом катализаторе в виде сеток.
Аммиак получают паровой конверсией метана по реакции:
CH3 + H2O = CO+ 3H2 (1)
С последующей паровой конверсией монооксида углерода на железохромовых катализаторах:
CO + H2O = CO2+ H2 (2)
Получение аммиака в результате взаимодействия Н2 и N2:
3H2 + N2 = 2NH3
Неконцентрированную азотную кислоту получают окислением аммиака с образованием нитрозного газа, который абсорбируют водой:
4NH3+ 5O2= 4NO + 6H2O (4)
3NO2 + H2O = 2HNO3 + NO (5)
Получение азотной кислоты возможно в современных модернизированных установках под монодавлением, либо под двумя стадиями давления. Технология с двумя стадиями давления отличается от технологии единого давления, проведением процесса окисления аммиака при среднем давлении, а абсорбцией нитрозного газа под повышенном давлении.
В таблице 1 причислены виды современных установок производства азотной кислоты.
Таблица 1 - Виды современных установок производства азотной кислоты
Типы установок Контактное окисление Абсорбция
Установка среднего давления 4 - 6 бар 4 - 6 бар
Установка высокого давления 7 - 12 бар 7 - 12 бар
Установка среднего - высокого давления 4 - 6 бар 10 - 14 бар

В настоящее время, по всему миру производится около 60 миллионов тон в год азотной кислоты. Около ~ 80% полученной HNO3 используется в качестве сырья для производства азотосодержащих минеральных удобрений.
...
Купить

Производство неконцентрированной азотной кислоты имеет технологическую схему без рецикла, поэтому отходящие газы в полном объеме сбрасываются в атмосферу.
Очистка отходящих газов имеет большое значение, так как она обеспечивает экологическую безопасность производства в соответствии с современными требованиями.
Хвостовой газ состоит из вредных веществ, таких как оксиды азота, суммарную концентрацию которых обозначают - NOxи оксид азота (I) - N2O.
Оксиды азота способны оказывать отрицательное воздействие при объемной доле, превышающей 0,005%. Оксид азота (I) - является сильным парниковым и озоноразрушающим газом.
В связи с этим, поиск возможностей уменьшения выбросов оксидов азота, включая оксид азота (I) является актуальным и необходимым.
В последние годы, проблема, связанная с выбросом оксидов азота из экологической, носящее скорее эфемерный характер, переросла в экономическую, путем выплат за выбросы парниковых газов.
В середине 1990 - х годов, главенствующее место по выбросам парниковых газов принадлежало адипиновой кислоте, но с разработкой технологии очистки выхлопных газов, адипиновая кислота уступила это место азотной кислоте с общим выбросом оксидов азота приблизительно 400 тысяч тонн.
В выпускной квалификационной работе, рассмотрен и проанализирован действующий процесс очистки хвостового газа на производстве неконцентрированной азотной кислоты на базе агрегатов 1/3,5 и УКЛ - 7 - 76.
Процесс заключается в восстановлении оксидов азота, содержащихся в хвостовом газе после процесса абсорбции на алюмованадиевом катализаторе.
Рассмотрен производственный контроль: аналитический контроль, системы управления технологическим процессом и ПАЗ, контроль за выбросами вредных веществ в атмосферу, нормы технологического режима узла селективной каталитической очистки, сведенья об опасной токсичности веществ.
Одним из методов обеспечения безопасности в производстве неконцентрированной азотной кислоты является очистка выбросов с помощью селективной каталитической очистки. В качестве газа - восстановителя используется газообразный аммиак, что позволяет проводить процесс в одну стадию.
С помощью изменения АВК - 10 на железо - цеолитный катализатор возможно проводить процесс очистки в 2 ступени: очистку от NOxи N2O.
Данное решение позволит добиться высокой степени очистки: N2O до 99 % и NOxпочти до 0 ppm.
Преимуществом предложенного решения, является отсутствие риска, связанного с взаимодействием с продуктами производства или потери в производительности агрегата.

Купить