DE934587C

DE934587C - Verfahren zur Ausnutzung der Ammoniak-Verdampfungskaelte bei der Absorption von Ammoniak-Verbrennungsgasen

Info

Publication number: DE934587C
Application number: DEP12511D
Authority: DE
Inventors: Friedrich Dipl-Ing Schnur; Heinrich Dr Tramm
Original assignee: Ruhrchemie AG
Current assignee: Ruhrchemie AG
Priority date: 1948-10-02
Filing date: 1948-10-02
Publication date: 1955-10-27

Description

und

Wenn Salpetersäure durch katalytisch^ Oxydation von Ammoniakdämpfen, d. h. durch Ammoniak-Verbrennung gewonnen wird, dann ist das in flüssiger Form zugeführte Ammoniak zunächst zu verdampfen. Mit der hierbei negativ auftretenden Ammoniak-Verdampfungswärme (Verdampfungskälte) lassen sich Temperaturen erzeugen, die gegebenenfalls unterhalb des Nullpunktes liegen. Diesen wertvollen Kältevorrat hat

ίο man bei der Absorption von durch Ammoniak-Verbrennung gewonnenen nitrosen Gasen bisher meist derart ausgenutzt, daß die Kälte auf Kühlsolen oder auf die in der Absorptionsanlage umlaufende Salpetersäure übertragen wurde. Auf diese Weise wurden bei der Salpetersäureherstellung vielfach solche Reaktionswärmemengen abgeführt, die sich mit gewöhnlichem Kühlwasser hätten beseitigen lassen. Hierbei hat man die Umlaufsäure der letzten Absorptionstürme bereits mit Sole gekühlt.

Bei der Absorption von Salpetersäure ist es bereits bekannt, die nitrosen Gase nach der letzten Oxydationsstufe durch Wärmeaustausch mit der die Absorptionsvorrichtung verlassenden Säure bis zu einer möglichst tiefen Temperatur abzukühlen. Die Wärmeabfuhr erfolgt hierbei durch die bei der Verdampfung des zu verbrennenden Ammoniaks entstehende Kälteleistung. Die letzte Stufe der Absorption erfolgt hierbei jedoch nicht bei der tiefsten mit Hilfe der zur Verfügung stehenden Kältemenge erzielbaren Temperatur, weil die eintretenden nitrosen Gase die abfließende Säure wieder erwärmen.

Eine wesentlich bessere Ausnutzung der bei der Ammoniak-Verbrennung aus dem vorher ver-

dampften Ammoniak zur Verfügung stehenden Kältemenge wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß man mit annähernd 40¹Vo der zur Verfügung stehenden Kälteleistung die in der obersten Abteilung eines stufenförmigen, in jeder Stufe . mit gesondertem Flüssigkeitskreislauf arbeitenden Nitroseoxydationsturmes umlaufende Säurelösung in einem Kühler durch Verdampfung des Ammoniaks kühlt, wobei die nitrosen Gase mit dem aufgenommenen Kältevorrat ohne weitere Berieselung unmittelbar in einen nachgeschalteten Verstärkungsturm, daran anschließend in einen stufenförmigen Absorptionsturm und dann in eine aus einzelnen Türmen bestehende Absorptionsanilage übertreten, und daß man den Rest von annähernd 60% der zur Verfügung stehenden Kälteleistung auf die in den letzten Absorptionstürmen umlaufende Säurelösung in einem Kühler durch Verdampfung des Ammoniaks überträgt. Auf diese Weise ergibt sich im Verstärkungsturm eine hohe Säurekonzentration, und in der Absorptionsanlage wird der Wirkungsgrad der letzten Säuretürme so weit verbessert, daß nur noch geringe Mengen von nitrosehaltigen Restgasen verbleiben und die alkalische Absorptionsanlage entsprechend verkleinert werden kann.

Die Zeichnung erläutert die Erfindung an Hand einer schematischen Betriebsü'bersicht.

Die zur Absorption der Ammoniak-Verbrennungsgase verwendete Anlage besteht aus einem Gaskühler 1, dem Oxydationsturm 2 mit aufgesetztem Verstärkungsturm 3, einem stufenförmigen Absorptionsturm 4 und acht gewöhnlichen Absorptionstürmen 5 bis 12. Die nitrosen Gase treten bei 13 von oben her in den Kühler 1 ein, den sie am unteren Ende verlassen, um in den unteren Teil des Oxydationsturrnes 2 überzugehen. Vom Kopf des Verstärkungsturmes 3 gelangen sie durch ein zentral angeordnetes Innenrohr 14 in die unterste Stufe eines stufenförmig arbeitenden Absorptionsturmes 4. Am oberen Ende des Turmes 4 strömen sie in ein Innenrohr 16 und gelangen darauf in den Säureturm 5, den sie von unten nach oben durchziehen. In gleicher Weise werden die übrigen Absorptionstürme 6 bis 12 durchlaufen. Die verbleibenden Restgase werden durch Leitung 17 einer alkalischen Absorption zugeführt.

Die einzelnen Stufen des Oxydationsturmes. 2 sind mit gesonderten Flüssigkeitskreisläufen versehen. Der für die oberste Oxydationsstufe 15 bestimmte Flüssigkeitskreisläuf wird in einem Kühler 18 mit verdampfendem Ammoniak gekühlt. Auch jeder Säureturm (5 bis 12) ist mit einem Kühler ausgestattet, durch den die Berieselungsflüssigkeit umgepumpt wird. Die Kühler der beiden ersten Türme 5 und 6 werden mit Wasser betrieben. Die Kühler 19 bis 24 der Säuretürme 7 bis 12 werden in gleicher Weise wie die oberste Oxydationsstufe 15 mit vendampfendem Ammoniak gekühlt.

In der obersten Stufe 15 des Oxydationsturmes 2 erfährt die umlaufende Säurelöeung durch den mit Ammoniak betriebenen Kühler 18 eine intensive, z.B. bis auf 7,5° gehende Abkühlung." Hierdurch tritt eine so weitgehende Kältespeicherung im Gas ein, daß im Veretärkungsturm 3 kein Kühlsystem mehr erforderlich ist. Im allgemeinen verläßt das Gas den Verstärkunigsturm 3 mit etwa 20 bis 25⁰.

Mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens wird unter Ausnutzung eines Teiles der verfügbaren Ammoniak-Verdampfüngskälte im Oxydationsturm und in der nachgeschalteten Stufenabsorption 4 ein so guter Wirkungsgrad erreicht, daß in der Absorptionsanlage nur noch eine verhältnismäßig geringe Absorptionsleistung aufzubringen ist.

Im allgemeinen werden bei der erfindungsgemäßen Arbeitsweise im Gaskühler 1 und in den unteren Zonen des Oxydationsturmes 2 bereits 15% der Ammoniak-Verbrennungsgase absorbiert. Die Absorptionsleistung des Verstärkungisturmes 3 beläuft sich bei der verwendeten Tiefkühlung auf etwa 17% der insgesamt zu absorbierenden nitrosen Gase. Der nachgeschaltete stufenförmige Absorptionsturm 4 absorbiert weitere 50% der nitrosen Gase. In der Turmanlage 5 bis 12 sind mithin nur noch 18% der nitrosen Gase niederzuschlagen. Der hierfür im wesentlichen in Frage kommende große Absorptionsraum der letzten sechs Türme 7 bis 12 wird durch die hier eingesetzte Kühlung mit dem verdampfenden Ammoniak in seinem Wirkungsgrad um etwa 50% gegenüber der heutigen Arbeitsweise verbessert.

Die zur Verfugung stehende Ammoniak-Verdampfungskälte ist nur deshalb zur Abführung der in den letzten Absorptionstürmen auftretenden Absorptionswärme^: ausreichend, weil dort nur noch ein geringer Anteil der in die Säureanlage eintretenden nitrosen Gase zu absorbieren ist. Diese Kältemenge kann daher bei der Absorption der Nitrosereste überraschend gut ausgenutzt werden und bewirkt eine wesentliche Entlastung der üblichen alkalischen Nachabsorption. Wenn der aus dem verdampfenden Ammoniak zur Verfugung stehende Kältevorrat in der heute gebräuchlichen Art bei der. Salpetersäureherstellung eingesetzt wird, dann sind diese Absorptionserfolge nicht erreichbar.

Claims

Patentanspruch:

Verfahren zur Ausnutzung der Ammoniak-Verdampfunigskälte bei der Herstellung von Salpetersäure durch Absorption von Ammoniak-Verbrennungsgasen, dadurch gekennzeichnet, daß man mit annähernd 40% der zur Verfügung stehenden Kälteleistung die in der obersten Abteilung (15) eines stufenförmigen, in jeder Stufe mit gesondertem Flüssigkeitskreisläuf arbeitenden Nitroseoxydationsturmes (2) umlaufende Säurelösung in einem Kühler durch Verdampfung des Ammoniaks kühlt, wobei die nitrosen Gase mit dem aufgenommenen Kältevorrat ohne weitere Berieselung unmittelbar in einen nachgeschalteten Verstärkungsturm (3),

daran anschließend in. einen stufenförmigen Absorptionsturm (4) und dann in eine aus einzelnen Türmen bestehende Absorptionsanlage übertreten, und daß man den Rest von annähernd 60% der zur Verfügung stehenden Kälteleistung auf die in den letzten Absorptionstürmen (7bis 12) umlaufende Säurelösung in einem Kühler durch Verdampfung des Ammoniaks überträgt.

Angezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 635 487.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

509561 10