Стадия очистки

Важной экологической проблемой является очистка отходящих газов от оксидов азота. В настоящее время наиболее прогрессивным является метод каталитического расщепления оксидов. При каталитическом восстановлении оксидов азота метаном протекают следующие реакции:

CH₄ + 2O₂ = CO₂ + H₂O + Q;

4NO₂ + CH₄ = 4NO + CO₂ + 2H₂O;

4NO + CH₄ = 2N₂ + CO₂ + H₂O.

Отходящие газы смешиваются с природным газом и сжигаются. При сжигании часть метана окисляется кислородом, связанным с азотом в форме NO и NO₂. В результате оксиды расщепляются с выделением свободного азота.

В качестве катализатора используется палладий, нанесенный на оксид алюминия. Температура очистки 400-800^оС. Восстановление происходит до содержания оксидов азота в отходящих газах до 0,002% об. Этот процесс носит название каталитической дефикасации оксидов азота. Он заменяет старый способ очистки, связанный с использованием процесса щелочной абсорбции оксидов азота с образованием солей.

Вопрос № 20

Энерготехнологическая схема производства разбавленной азотной кислоты при «дробном» давлении. (комбинированная установка, работающая при 0,4 и 1,0 МПа)

Сжатый центробежным компрессором (5) до давления 0,45 МПа, поступивший из заборной трубы (1) и очищенный на фильтре (2), воздух поступает в смеситель контактного аппарата (7). Жидкий аммиак насосом (3) прокачивается через испаритель аммиака (4) и попадает в перегреватель газообразного аммиака (6) где нагревается за счёт тепла воздушного потока, нагретого при сжатии компрессором (5), после чего подается в смеситель контактного аппарата(7), где смешивается с воздухом. Нагретый в результате экзотермической реакции окисления аммиака горячий нитрозный газ при 850-880^оС отдает тепло на получение водяного пара в котле-утилизаторе (8). Нитрозные газы далее проходят подогреватель питательной воды (9) и воздушный холодильник (10), где охлаждаются от 180 – 60 ⁰С, после чего поступают в газовый промыватель (11), в верхнюю часть которого подается конденсат азотной кислоты. Из нижней части промыватель азотная кислота направляется в адсорбер (13). Охлажденный нитрозный газ поступает в нитрозный компрессор (12), где сжимается до давления 1,1 – 1,2Мпа. Далее нитрозный газ охлаждается в подогревателе питательной воды и в воздушном холодильнике до 60 – 70 ⁰С, а затем поступает в абсорбционную колонну (13), который охлаждается оборотной отходящей водой. Полученная 60% азотная кислота поступает в продувочную колонну (14) и отводится с установки. Продувочные газы из аппарата (14) возвращаются в цикл, смешиваясь с нитрозными газами перед промывателем. Выхлопные газы из абсорбционной колонны поступают в подогреватель (15), где они подогреваются смесью выхлопных газов, покидающих установку, и дымовых газов, проходят смеситель (16), куда подается дозированное количество природного газа, и поступает в аппарат каталитической очистки (17), заполненный палладиевым катализатором. В аппарате проходит процесс «дификсации» оксидов азота, содержание которых на выходе составляет до 0,004% об.

Очищенный таким образом газ при 750-770^оС подается на рекуперативную газовую турбину (19), энергия, которая используется для привода нитрозного и воздушного компрессора. Далее очищенный газ подается в топку (18), где сжигается природный газ для получения тепла, необходимый для проведения реакции каталитической очистки, проходит подогреватель выхлопных газов (15) и выбрасывается в атмосферу.

Вопрос № 21