способ очистки хвостовых газов от окислов азота

Формула изобретения

Способ очистки хвостовых газов, включающий в себя их нагрев до 260 - 350^oС с последующей подачей в реактор селективной очистки и подогревом до температур хвостового газа перед подачей в газовую турбину, отличающийся тем, что нагрев хвостовых газов до 260 350^oС ведут в отдельной камере сгорания реактора.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к способам селективной очистки хвостовых газов от окислов азота в производстве азотной кислоты.

Известны способы очистки хвостовых газов от окислов азота при различных температурах их нагрева перед подачей в реактор селективной очистки и разным расположением реакторов. В процессе эксплуатации катализатора его активность меняется и для ее восстановления необходимы изменения температуры хвостовых газов на входе в реактор селективной очистки.

В существующих способах это возможно сделать, однако, при этом изменяются другие технологические параметры, которые ухудшают ведение процесса в целом и делают взаимозависимой одну стадию процесса от другой.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому способу очистки является способ, описанный в технологической схеме агрегата АК-72 М (Олевский В. М. Производство азотной кислоты в агрегатах большой единичной мощности. М. Химия, 1985, с.295, рис. 5-35. Прототип). Хвостовые (выхлопные) газы подогреваются в блоке БНГ-172 (рис. 5-36 там же) газами после турбины и затем подаются в реактор селективной очистки. После очистки догреваются до температур порядка 780^oC и подаются в газовую турбину. Однако, для повышения температуры хвостовых газов перед селективной очисткой необходимо изменить температуру газа после турбины, а это, в свою очередь, требует повышения температуры газа перед турбиной, что не всегда возможно.

Задача изобретения расширение температурного диапазона работы селективной очистки без изменения остальных температурных параметров в технологии производства азотной кислоты.

Технически задача решается за счет подогрева хвостовых газов перед селективной очисткой в отдельной выносной камере сгорания реактора, после чего их подогревают в отдельной камере сгорания турбины и подают в газовую турбину.

На чертеже изображена схема установки для осуществления предлагаемого способа. Хвостовые газы поступают в камеру сгорания реактора 1, где нагреваются до любой нужной температуры (260-350^oC) после чего подаются в реактор селективной очистки 2 и уже очищенные догреваются в подогревателе 3 до температуры газа перед турбиной. Проведенные исследования зависимости активности селективного катализатора от срока работы и температуры отражены в приведенных ниже примерах.

Пример 1 (прототип). Известно, что наибольшая активность катализатора достигается при температуре на входе в реактор селективной очистки 300^oC. При этом температура перед турбиной 780^oC.

Хвостовые газы смешивают с аммиаком и нагревают до температуры наибольшей активности катализатора 300^oC и направляют в реактор селективной очистки, затем подогревают до 780^oC. По мере старения катализатора селективной очистки, наибольшая активность катализатора стала достигаться при 350^oC. Для ее обеспечения необходимо поднять температуру перед турбиной выше 780^o, что невозможно из-за разрушения турбины при этих температурах. В результате продолжают работать при 300^oC, но с ухудшающейся очисткой.

Пример 2. Наибольшая активность катализатора достигается при температуре на входе в реактор селективной очистки 300^oC. При этом максимально возможная температура перед турбиной 780^oC.

Хвостовые газы смешивают с аммиаком и нагревают до температуры 300^oC в отдельной выносной камере сгорания реактора, затем подают в реактор селективной очистки, после очистки подогревают до 780^oC в подогревателе. По мере старения катализатора селективной очистки, наибольшая активность катализатора стало достигаться при 350^oC. Для ее обеспечения хвостовые газы, смешанные с аммиаком, нагревают до температуры 350^oC в отдельной выносной камере сгорания реактора селективной очистки. После очистки проводят их нагрев до 780^oC. Очистка не ухудшается.

Пример 3. В реактор селективной очистки загружают более эффективный катализатор, наибольшая активность которого достигается при 260^oC. При этом температура перед турбиной для обеспечения ее высокого КПД, поддерживается в пределах 780^oC.

Хвостовые газы смешивают с аммиаком и нагревают до температуры 260^oC в отдельной выносной камере сгорания реактора, затем подают в реактор в реактор селективной очистки. После очистки газы направляются в подогреватель, где нагреваются до 780^oC. Очистка не ухудшается.

При необходимости повысить температуру до более высокой температуры поступают в соответствии с примером 2.

Из приведенных примеров видно, что по предлагаемому способу очистки хвостовых газов от оксидов азота производства азотной кислоты (пример 2 и 3), по сравнению с прототипом (пример 1), происходит изменение температуры хвостовых газов (увеличение с 300 до 350^oC (пример 2); снижение с 300 до 260^oC (пример 3) без ухудшения КПД турбины, т.е. без изменения температуры перед турбиной (780^oC), а остальные параметры технологической схемы остаются без изменения за счет нагрева хвостовых газов в отдельной (автономной) выносной камере сгорания реактора.