LU103073B1 - Vorrichtung zur Herstellung von Ammoniumnitrat aus Salpetersäure und Ammoniak - Google Patents
Vorrichtung zur Herstellung von Ammoniumnitrat aus Salpetersäure und Ammoniak Download PDFInfo
- Publication number
- LU103073B1 LU103073B1 LU103073A LU103073A LU103073B1 LU 103073 B1 LU103073 B1 LU 103073B1 LU 103073 A LU103073 A LU 103073A LU 103073 A LU103073 A LU 103073A LU 103073 B1 LU103073 B1 LU 103073B1
- Authority
- LU
- Luxembourg
- Prior art keywords
- region
- perforated plate
- nitric acid
- holes
- symmetry
- Prior art date
Links
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 56
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 56
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 38
- PAWQVTBBRAZDMG-UHFFFAOYSA-N 2-(3-bromo-2-fluorophenyl)acetic acid Chemical compound OC(=O)CC1=CC=CC(Br)=C1F PAWQVTBBRAZDMG-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 19
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 19
- 238000006386 neutralization reaction Methods 0.000 claims abstract description 16
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 claims abstract description 5
- -1 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 claims description 3
- 229920001343 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 claims description 3
- 239000004810 polytetrafluoroethylene Substances 0.000 claims description 3
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 230000003068 static effect Effects 0.000 claims description 2
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000010936 titanium Substances 0.000 claims description 2
- 230000001154 acute effect Effects 0.000 claims 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 11
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 6
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 6
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 6
- 238000010790 dilution Methods 0.000 description 4
- 239000012895 dilution Substances 0.000 description 4
- 238000013021 overheating Methods 0.000 description 2
- 239000000376 reactant Substances 0.000 description 2
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 1
- 238000000265 homogenisation Methods 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J19/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
- B01J19/24—Stationary reactors without moving elements inside
- B01J19/2405—Stationary reactors without moving elements inside provoking a turbulent flow of the reactants, such as in cyclones, or having a high Reynolds-number
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B21/00—Nitrogen; Compounds thereof
- C01B21/20—Nitrogen oxides; Oxyacids of nitrogen; Salts thereof
- C01B21/24—Nitric oxide (NO)
- C01B21/26—Preparation by catalytic or non-catalytic oxidation of ammonia
- C01B21/28—Apparatus
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01C—AMMONIA; CYANOGEN; COMPOUNDS THEREOF
- C01C1/00—Ammonia; Compounds thereof
- C01C1/18—Nitrates of ammonium
- C01C1/185—Preparation
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J2208/00—Processes carried out in the presence of solid particles; Reactors therefor
- B01J2208/00796—Details of the reactor or of the particulate material
- B01J2208/00823—Mixing elements
- B01J2208/00831—Stationary elements
- B01J2208/00849—Stationary elements outside the bed, e.g. baffles
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C05—FERTILISERS; MANUFACTURE THEREOF
- C05C—NITROGENOUS FERTILISERS
- C05C1/00—Ammonium nitrate fertilisers
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
Abstract
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Herstellung von Ammoniumnitrat aus Salpetersäure und Ammoniak, wobei die Vorrichtung einen Rezirkulationskreis aufweist, wobei in dem Rezirkulationskreis ein Neutralisierungsreaktor 10 angeordnet ist, wobei der Neutralisierungsreaktor 10 wenigstens einen ersten Bereich 12 und einen zweiten Bereich 14 aufweist, wobei der erste Bereich 12 strömungstechnisch im Rezirkulationskreis vor dem zweiten Bereich 14 angeordnet ist, wobei der erste Bereich 12 wenigstens eine Salpetersäurezuführungsvorrichtung 20 aufweist, wobei der zweite Bereich 14 ein Rohrbündelreaktor ist, wobei die Rohre 30 des Rohrbündelreaktors zur Zuführung von Ammoniak ausgebildet sind, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Bereich 12 wenigstens eine erste Lochplatte 40 aufweist, wobei die erste Lochplatte 40 senkrecht zur Strömungsrichtung angeordnet ist, wobei die erste Lochplatte 40 in Strömungsrichtung vor der Salpetersäurezuführungsvorrichtung 20 angeordnet ist.
Description
221433P00LU 15.02.2024103073 1/8
Vorrichtung zur Herstellung von Ammoniumnitrat aus Salpetersäure und
Ammoniak
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Herstellung von Ammoniumnitrat aus
Salpetersäure und Ammoniak, wobei in einem Rezirkulationskreis gearbeitet wird, also ein Strom aus Ammoniumnitrat im Kreis rezirkuliert wird, wodurch eine lokale Überhitzung bei der stark exothermen Reaktion zwischen der Salpetersäure und Ammoniak vermieden wird.
Bei der Reaktion zwischen Salpetersäure und Ammoniak treten zwei Herausforderungen auf. Zum einen muss die Reaktionswärme abgeführt werden, um eine lokale Überhitzung zu vermeiden. Dieses kann beispielsweise durch einen Rezirkulationskreis gelöst werden, wodurch die im Kreis geführte Menge an Ammoniumnitrat zur Aufnahme der
Wärme zur Verfügung steht. Das Verhältnis zwischen zugeführten Edukten zu im Kreis geführtem Ammoniumnitrat liegt üblicherweise zwischen 1:5 bis 1:100.
Zum anderen sind die Edukte korrosiv. Gerade die üblicherweise zunächst zugeführte
Salpetersäure führt zu Korrosionsschäden, was wiederum regelmäßige Wartung und
Teileaustausch erfordert.
Aus der AU 654632 B ist ein Reaktor zur Herstellung einer Ammoniumnitratlösung bekannt.
Aufgabe der Erfindung ist es, die Korrosion im Inneren der Vorrichtung zwischen
Einbringung der Salpetersäure und möglichst vollständiger Umsetzung mit Ammoniak so gering wie möglich zu halten.
Gelöst wird diese Aufgabe durch Vorrichtung mit den in Anspruch 1 angegebenen
Merkmalen. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen, der nachfolgenden Beschreibung sowie der Zeichnung.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung dient zur Herstellung von Ammoniumnitrat aus
Salpetersäure und Ammoniak. Die Vorrichtung weist einen Rezirkulationskreis auf. Es
221433P00LU 15.02.2024103073 2/8 wird also ein großer Teil des Produktes im Kreis geführt. Dadurch steht am Ort der
Reaktion zwischen der Salpetersäure und Ammoniak mehr Masse zur Verfügung, sodass die freiwerdende Reaktionswarme schnell stärker verteilt wird und so Temperaturspitzen zuverlässig vermieden werden können. In dem Rezirkulationskreis ist ein
Neutralisierungsreaktor angeordnet. In dem Neutralisierungsreaktor werden die
Salpetersäure und das Ammoniak zugeführt, um miteinander zu reagieren und
Ammoniumnitrat zu bilden Der Neutralisierungsreaktor weist wenigstens einen ersten
Bereich und einen zweiten Bereich auf. Der erste Bereich ist strômungstechnisch im
Rezirkulationskreis vor dem zweiten Bereich angeordnet. Der erste Bereich weist wenigstens eine Salpetersäurezuführungsvorrichtung auf. Der zweite Bereich ist ein
Rohrbündelreaktor. Die Rohre des Rohrbündelreaktors sind zur Zuführung von
Ammoniak ausgebildet.
Erfindungsgemäß weist der erste Bereich wenigstens eine erste Lochplatte auf. Die erste
Lochplatte ist senkrecht zur Strômungsrichtung angeordnet. Die erste Lochplatte ist in
Strömungsrichtung vor der Salpetersäurezuführungsvorrichtung angeordnet.
Wesentlicher Punkt ist somit, dass die Lochplatte vor der
Salpetersäurezuführungsvorrichtung angeordnet ist, also nicht der Salpetersäure ausgesetzt ist und entsprechend nicht korrodiert. Durch die starken Verwirbelungen der
Lochplatte wird jedoch eine sehr gute und schnelle Vermischung der Salpetersäure in dem Ammoniumnitrat erreicht. Dadurch kann auf strömungsbildende Einbauten hinter der
Salpetersäurezuführungsvorrichtung verzichtet werden, welche durch die Anordnung stark der noch wenig verdünnten Salpetersäure ausgesetzt sind und daher leicht korrodieren.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist die erste Lochplatte eine Mehrzahl an ersten Löchern auf. Eine erste Anzahl an ersten Löchern ist zur Wand des ersten
Bereichs benachbart angeordnet. Zusätzlich können weitere Löcher im Innenbereich (zwischen den zur Wand benachbarten Löchern) angeordnet sein. Die
Salpetersäurezuführungsvorrichtung weist wenigstens die erste Anzahl an
Zuführungsöffnungen auf. Bevorzugt weist die Salpetersäurezuführungsvorrichtung genau die erste Anzahl an Zuführungsöffnungen auf. Dadurch ist jedem Loch und damit jeder durch das Loch erzeugten Turbulenz genau eine
221433P00LU 15.02.2024103073 3/8
Salpetersäurezuführungsvorrichtung zugeordnet. Dadurch wird die Salpetersäure in einen besonders turbulenten Bereich injiziert, dadurch wird eine besonders schnelle
Vermischung und damit Verdünnung erreicht. Alternativ können beispielsweise jedem
Loch zwei Salpetersäurezuführungsvorrichtungen zugeordnet sein.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist der erste Bereich eine
Symmetrieachse auf. Bei einem Rohr ist die mittlere Achse die Symmetrieachse. Analog gilt dieses auch zum Beispiel für einen stumpfen Kegel oder einen Körper mit einem mehreckigen Querschnitt. Die Zuführungsöffnungen sind entweder senkrecht zur
Symmetrieachse angeordnet oder sind in einem Winkel von maximal + 20 ° in der Ebene, welche zur Symmetrieachse senkrecht steht, abweichend von der Senkrechten auf der
Symmetrieachse und in einem Winkel von maximal + 45 ° in der Ebene, durch welche die
Symmetrieachse verläuft, abweichend von der Senkrechten auf der Symmetrieachse angeordnet. Besonders bevorzugt liegen damit Zuführungsöffnung, die turbulente
Strömung, welche durch ein Loch erzeugt wird und die Symmetrieachse auf einer Linie.
Alternativ kann eine Abweichung in der Ebene genutzt werden, um eine zusätzliche
Rotation der Ammoniumnitratstrémung zu erreichen.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weisen alle Zuführungsöffnungen den gleichen Winkel in der Ebene, welche zur Symmetrieachse senkrecht steht, abweichend von der Senkrechten auf der Symmetrieachse auf. Hierdurch kann eine gerichtete
Wirbelströmung erzeugt werden.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung sind die Zuführungsöffnungen derart angeordnet, dass die aus jeder einzelne Zuführungsöffnung zugeführte Salpetersäure in genau eine Verwirbelung eingebracht wird, welche durch ein der Wand des ersten
Bereichs benachbarten Lochs in der ersten Lochplatte erzeugt wird.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung sind die Zuführungsöffnungen aus
Polytetrafluorethylen. Bevorzugt sind die Zuführungsöffnungen in Form einer Hülse aus
Polytetrafluorethylen in einen Flansch eingeklemmt. Hierdurch wird bei leichter
Austauschbarkeit der Hülse auch ein räumlicher Abstand zur heißen Behälterwand
221433P00LU 15.02.2024103073 4/8 erzeugt, sodass nicht unmittelbar heiße Salpetersäure mit der metallischen Wand in
Berührung kommt.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung beträgt der Abstand zwischen der ersten Lochplatte und den Zuführungsöffnungen weniger als 10 % der Länge der durch die erste Lochplatte erzeugten Zone erhöhter Turbulenz. Zwar ist bevorzugt die gesamte
Strömung innerhalb des Neutralisierungsreaktors turbulent, durch die erste Lochplatte wird ein Bereich mit einer erhöhten turbulenten Strömung erzeugt, wobei die
Reynoldszahl vorzugsweise wenigstens 50 % höher als Durchschnitt der Reynoldszahl über den Gesamtquerschnitt des Neutralisierungsreaktors an dieser Stelle ist.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung beträgt der Abstand zwischen der ersten Lochplatte und den Zuführungsôffnungen das 0,08-fach bis 0,3-fache des
Durchmessers der ersten Lochplatte.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist die aus der Zuführungsöffnung kommende Salpetersäureströmung direkt auf die Turbulenz gerichtet.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist der erste Bereich wenigstens eine zweite Lochplatte auf. Die zweite Lochplatte ist senkrecht zur Strömungsrichtung angeordnet. Die zweite Lochplatte ist in Strömungsrichtung zwischen der
Salpetersäurezuführungsvorrichtung und dem zweiten Bereich und damit dem
Rohrbündelreaktor angeordnet. Durch die die zweite Lochplatte werden nach einer ersten
Durchmischung durch die erste Lochplatte weitere Turbulenzen zu einer weiteren
Durchmischung erreicht. Durch die erste Durchmischung durch die erste Lochplatte ist jedoch bereits eine ausreichende Durchmischung erreicht, um die lokale Konzentration der Salpetersäure zu erniedrigen, sodass die Korrosion an der zweiten Lochplatte begrenzt ist.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist der erste Bereich zwischen der
Salpetersäurezuführungsvorrichtung und dem zum zweiten Bereich zugewandten Ende eine Länge | auf. Die zweite Lochplatte ist in Strömungsrichtung von der
Salpetersäurezuführungsvorrichtung um wenigstens 0,45 | beabstandet. Weiter ist die
221433P00LU 15.02.2024103073 5/8 zweite Lochplatte in Strömungsrichtung von der Salpetersäurezuführungsvorrichtung um höchstens 0,85 | beabstandet. Hierdurch ist die zweite Lochplatte im mittleren Teil angeordnet. Damit steht ein ausreichend großer Anteil für die erste Vermischung zur
Verfügung, sodass die Verdünnung der Salpetersäure in dem ersten Teil soweit erfolgt ist und damit Korrosion weitestgehend vermieden werden kann.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist die erste Lochplatte eine erste
Gesamtzahl an Löchern auf: Die zweite Lochplatte weist eine zweite Gesamtzahl an
Löchern auf. Die zweite Gesamtzahl ist größer als die erste Gesamtzahl.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung sind zwischen den
Zuführungsöffnungen und der zweiten Lochplatte keine Einbauten angeordnet. Gerade in diesem Bereich ist mit lokalen Unterscheiden in der Konzentration der Salpetersäure zu rechnen und daher kann es durch lokal höhere Konzentration zu einer erhöhten
Korrosion kommen.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist der erste Bereich konisch. Der erste
Bereich weist angrenzend zum zweiten Bereich den größten Durchmesser auf. Bevorzugt ist der erste Bereich konisch mit einem Winkel von 5° bis 10 °. Durch diesen flachen
Winkel wird ein Ablösen der Strömung an der Wand vermieden und gleichzeitig auf
Aufweitung erreicht. Der hier genannte Winkel ist der Winkel, welcher zwischen der Wand und der Achse des Neutralisierungsreaktors gegeben ist. Der eigentliche Öffnungswinkel ist somit doppelt so groß, da dieser Winkel von 5 ° bis 10 ° auf beiden Seiten gegen ist.
Der Öffnungswinkel liegt somit zwischen 10 ° und 20 °.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist die erste Lochplatte Löcher mit einer Form auf, welche ausgewählt ist aus der Gruppe umfassend Kreis, Ellipse, Oval, spitzes Oval, Dreieck, Quadrat, Pentagon, Hexagon, Rechteck. Besonders bevorzugt weisen die Löcher der ersten Lochplatte alle die gleiche Form auf.
Besonders bevorzugt weist die erste Lochplatte Löcher mit einer dreieckigen Form auf.
Dieses ist bevorzugt, da die Eindüsung der Salpetersäure durch die
Salpetersäurezuführungsvorrichtung oftmals eine Kegelform aufweist und dadurch eine
221433P00LU 15.02.2024103073 6/8 optimale Abstimmung zwischen durch die erste Lochplatte erzeugter Turbulenz und auf die eingedüste Salpetersäure erreicht wird und so eine besonders schnelle und effiziente
Durchmischung erreicht wird.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist die zweite Lochplatte Löcher mit einer Form auf, welche ausgewählt ist aus der Gruppe umfassend Kreis, Ellipse, Oval, spitzes Oval, Quadrat, Pentagon, Hexagon, Rechteck. Besonders bevorzugt weisen die
Löcher der zweiten Lochplatte alle die gleiche Form auf.
Beispielsweise und bevorzugt weisen die Löcher der ersten Lochplatte und die Löcher der zweiten Lochplatte die gleiche Form auf.
Alternativ weisen die Löcher der ersten Lockplatte eine dreieckige Form auf und die
Löcher der zweiten Lochplatte eine runde Form auf. Dieses kann vorteilhaft sein, da die
Funktion der durch die erste Lochplatte erzeugten turbulenten Bereiche eine andere ist, als die der zweiten Lochplatte. Die Funktion der ersten Lochplatte ist die Erzeugung von
Turulenzen für die möglichst schnelle Durchmischung der eingedüsten Salpetersäure.
Die Funktion der zweiten Lochplatte ist jedoch vornehmlich eine Vergleichmäßigung.
Bevorzugt ist daher die Verteilung der Löcher erste Platte zur optimalen Vermischung der eingedüsten Salpetersäure ausgelegt und damit ôrtlich und geometrisch auf die
Salpetersäurezuführungsvorrichtung ausgelegt.
Bevorzugt ist die Verteilung der Löcher der zweiten Platte gleichmäßig über die zweite
Platte verteilt. Beispielsweise können die Löcher der zweiten Platte hexagonal angeordnet sein.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung sind die Rohre des Rohrbündelreaktors aus Titan. Weiter weisen die Rohre Löcher von 1 mm bis 5 mm zur Zuführung von
Ammoniak auf. Um ein Durchtreten der Rohre durch Ammoniumnitrat zu verhindern, wird das die Rohre umgebende Ammoniak bei einem Überdruck von 0,2 bar bis 2 bar, bevorzugt 0,2 bar bis 1,2 bar, weiter bevorzugt 0,5 bar bis 1,2 bar, gegenüber dem Druck des Ammoniumnitrats in den Rohren eingestellt.
221433P00LU 15.02.2024103073 7/8
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist der Neutralisierungsreaktor einen dritten Bereich auf. Der dritte Bereich ist strémungstechnisch hinter dem zweiten Bereich angeordnet. Der dritte Bereich weist einen statischen Mischer auf.
Nachfolgend ist die erfindungsgemäße Vorrichtung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.
Fig. 1 Querschnitt
In Fig. 1 ist der schematische Querschnitt einer beispielhaften erfindungsgemäßen
Vorrichtung, genauer des Neutralisierungsreaktors 10 der Vorrichtung, gezeigt. Der
Neutralisierungsreaktor 10 weist drei Bereiche 12, 14, 16 auf, einen in Strömungsrichtung am Anfang liegenden ersten Bereich 12, einen in der Mitte als Rohrbündelreaktor ausgeführten zweiten Bereich 14 und einen dritten Bereich 16. In der Darstellung unten, strömungstechnisch als erstes Element, ist eine erste Lochplatte 40 angeordnet. Die erste Lochplatte weist beispielsweise sieben hexagonal angeordnete Löcher auf, also sechs zur Wand benachbarte Löcher und ein zentral in der Mitte sitzendes Loch. Strömt das Ammoniumnitrat durch die Löcher, so entsteht ein strömungstechnisch turbulenter
Bereich hinter dem Loch. Kurz hinter der ersten Lochplatte 40 ist die
Salpetersäurezuführungsvorrichtung 20 angeordnet, welche sechs (im Querschnitt zwei sichtbare) Zuführungsöffnungen 22 aufweist. Je der Zuführungsöffnungen 22 ist auf einen der durch die Löcher der ersten Lochplatte 40 erzeugten turbulenten Bereiche gerichtet, sodass die Salpetersäure in einen Strömungsbereich eingebracht wird, der eine sehr schnelle Verdünnung sicher stellt. Der erste Bereich 12 weist zwischen den
Zuführungsöffnungen 22 und dem dem zweiten Bereich 14 zugewandten Ende eine
Lange | auf. Im gezeigten Beispiel, etwa 0,55 | von den Zuführungsöffnungen 22 und etwa 0,451 von dem dem zweiten Bereich 14 zugewandten Ende des ersten Bereich 12 entfernt ist eine zweite Lochplatte 50 angeordnet. Der erste Bereich 12 erweitert sich konisch, beispielsweise mit einem Winkel von 10 °. Dadurch ist der Durchmesser der hier gezeigten zweiten Lochplatte 50 größer (Öffnungswinkel somit 20 °) als der der ersten
Lochplatte 40. Beispielsweise weist die zweite Lochplatte 19 hexagonal angeordnete
Löcher auf, eines zentral in der Mitte, 6 in einem die Mitte umgebenden Ring und 12 in
221433P00LU 15.02.2024103073 8/8 einem der Wand benachbarten äußeren Ring. Die zweite Lochplatte 50 sorgt dadurch für weitere Verwirbelungen und damit eine noch bessere Durchmischung und gleichzeitig für eine Vergleichmäßigung. Durch den ausreichenden Abstand zwischen den
Zuführungsöffnungen 22 und der zweiten Lochplatte 50 ist sichergestellt, dass die
Vergleichmäßigung und damit die Verdünnung der Salpetersäure ausreichend hoch ist, dass es zu keiner Korrosion durch punktuell hohe Salpetersäurekonzentration kommt.
Anschließend durchfließt das Ammoniumnitrat im zweiten Bereich 14 den
Rohrbündelreaktor in den Rohren 30. Im die Rohre 30 umgebenden Gasraum 32 befindet sich Ammoniak beispielsweise mit einem zum Ammoniumnitrat relativen Überdruck von 1 bar. Das Ammoniak gelangt durch Löcher von beispielsweise 3 mm in den Wänden der
Rohre 30 in das Ammoniumnitrat und reagiert dort mit der Salpetersäure zu
Ammoniumnitrat. Anschließend weist der Neutralisierungsreaktor 10 im gezeigten
Beispiel noch einen dritten Bereich 16 auf, in dem der Querschnitt auf den ursprünglichen
Querschnitt (insbesondere Rohrquerschnitt des Rezirkulationskreises) reduziert wird. In diesem dritten Bereich könnte ein Mischer angeordnet werden.
Bezugszeichen
Neutralisierungsreaktor 12 erster Bereich 14 zweiter Bereich 16 dritter Bereich
Salpetersäurezuführungsvorrichtung 22 Zuführungsôffnung
Rohr 32 Gasraum erste Lochplatte zweite Lochplatte
Claims (1)
- 221433P00LU15.02.2024103073 1/3 Patentansprüche1. Vorrichtung zur Herstellung von Ammoniumnitrat aus Salpetersäure und Ammoniak, wobei die Vorrichtung einen Rezirkulationskreis aufweist, wobei in dem Rezirkulationskreis ein Neutralisierungsreaktor (10) angeordnet ist, wobei der Neutralisierungsreaktor (10) wenigstens einen ersten Bereich (12) und einen zweiten Bereich (14) aufweist, wobei der erste Bereich (12) strömungstechnisch im Rezirkulationskreis vor dem zweiten Bereich (14) angeordnet ist, wobei der erste Bereich (12) wenigstens eine Salpetersäurezuführungsvorrichtung (20) aufweist, wobei der zweite Bereich (14) ein Rohrbündelreaktor ist, wobei die Rohre (30) des Rohrbündelreaktors zur Zuführung von Ammoniak ausgebildet sind, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Bereich (12) wenigstens eine erste Lochplatte (40) aufweist, wobei die erste Lochplatte (40) senkrecht zur Strömungsrichtung angeordnet ist, wobei die erste Lochplatte (40) in Strömungsrichtung vor der Salpetersäurezuführungsvorrichtung (20) angeordnet ist.2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Lochplatte (40) eine Mehrzahl an ersten Löchern aufweist, wobei eine erste Anzahl an ersten Löchern zur Wand des ersten Bereichs (12) benachbart angeordnet sind, wobei die Salpetersäurezuführungsvorrichtung (20) wenigstens die erste Anzahl an Zuführungsöffnungen (22) aufweist.3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Bereich (12) eine Symmetrieachse aufweist, wobei die Zuführungsöffnungen (22) entweder senkrecht zur Symmetrieachse angeordnet sind oder in einem Winkel von maximal + 20 ° in der Ebene, welche zur Symmetrieachse senkrecht steht, abweichend von der Senkrechten auf der Symmetrieachse und in einem Winkel von maximal + 45 ° in der Ebene, durch welche die Symmetrieachse verläuft, abweichend von der Senkrechten auf der Symmetrieachse angeordnet sind.4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass alle Zuführungsöffnungen (22) den gleichen Winkel in der Ebene, welche zur221433P00LU15.02.2024103073 2/3 Symmetrieachse senkrecht steht, abweichend von der Senkrechten auf der Symmetrieachse aufweisen.5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Zufuhrungséffnungen (22) derart angeordnet sind, dass die aus jeder einzelne Zuführungsôffnung (22) zugeführte Salpetersäure in genau eine Verwirbelung eingebracht wird, welche durch ein der Wand des ersten Bereichs (12) benachbarten Lochs in der ersten Lochplatte (40) erzeugt wird.6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuführungsôffnungen (22) aus Polytetrafluorethylen sind.7. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand zwischen der ersten Lochplatte (40) und den Zuführungsöffnungen (22) weniger als 10% der Länge der durch die erste Lochplatte (40) erzeugte turbulente Strömung beträgt.8. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand zwischen der ersten Lochplatte (40) und den Zuführungsôffnungen (22) das 0,08-fach bis 0,3-fache des Durchmessers der ersten Lochplatte (40) beträgt.9. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Bereich (12) wenigstens eine zweite Lochplatte (50) aufweist, wobei die zweite Lochplatte (50) senkrecht zur Strömungsrichtung angeordnet ist, wobei die zweite Lochplatte (50) in Strômungsrichtung zwischen der Salpetersäurezuführungsvorrichtung (20) und dem zweiten Bereich (14) und damit dem Rohrbündelreaktor angeordnet ist.10. Vorrichtung Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Bereich (12) zwischen der Salpetersäurezuführungsvorrichtung (20) und dem zum zweiten Bereich (14) zugewandten Ende eine Länge | aufweist, wobei die zweite Lochplatte (50) in Strömungsrichtung von der Salpetersäurezuführungsvorrichtung (20) um wenigstens 0,45 | beabstandet ist,221433P00LU15.02.2024103073 3/3 wobei die zweite Lochplatte (50) in Strömungsrichtung von der Salpetersäurezuführungsvorrichtung (20) um höchstens 0,85 | beabstandet ist.11. Vorrichtung einem der Ansprüche 9 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Lochplatte (40) eine erste Gesamtzahl an Löchern aufweist, wobei die zweite Lochplatte (50) eine zweite Gesamtzahl an Löchern aufweist, wobei die zweite Gesamtzahl größer als die erste Gesamtzahl ist.12. Vorrichtung einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Zuführungsöffnungen (22) und der zweiten Lochplatte (50) keine Einbauten angeordnet sind.13. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Bereich (12) konisch ist, wobei der erste Bereich (12) angrenzend zum zweiten Bereich (14) den größten Durchmesser aufweist.14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Bereich (12) konisch mit einem Winkel von 5 ° bis 10 ° ist.15. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Lochplatte (40) Löcher mit einer Form aufweist ausgewählt aus der Gruppe umfassend Kreis, Ellipse, Oval, spitzes Oval, Dreieck, Quadrat, Pentagon, Hexagon, Rechteck.16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Löcher der ersten Lochplatte (40) alle die gleiche Form aufweisen.17. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Rohre (30) des Rohrbündelreaktors aus Titan sind, wobei die Rohre (30) Löcher von 1 mm bis 5 mm zur Zuführung von Ammoniak aufweisen.18. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Neutralisierungsreaktor (10) einen dritten Bereich (16) aufweist, wobei der dritte Bereich (16) strömungstechnisch hinter dem zweiten Bereich (14) angeordnet ist, wobei der dritte Bereich (16) einen statischen Mischer aufweist.
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| LU103073A LU103073B1 (de) | 2023-02-16 | 2023-02-16 | Vorrichtung zur Herstellung von Ammoniumnitrat aus Salpetersäure und Ammoniak |
| PCT/EP2024/054037 WO2024170758A1 (de) | 2023-02-16 | 2024-02-16 | Vorrichtung zur herstellung von ammoniumnitrat aus salpetersäure und ammoniak |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| LU103073A LU103073B1 (de) | 2023-02-16 | 2023-02-16 | Vorrichtung zur Herstellung von Ammoniumnitrat aus Salpetersäure und Ammoniak |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| LU103073B1 true LU103073B1 (de) | 2024-08-16 |
Family
ID=85227003
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| LU103073A LU103073B1 (de) | 2023-02-16 | 2023-02-16 | Vorrichtung zur Herstellung von Ammoniumnitrat aus Salpetersäure und Ammoniak |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| LU (1) | LU103073B1 (de) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3285695A (en) * | 1963-12-13 | 1966-11-15 | Chemical Construction Corp | Production of ammonium nitrate |
| AU654632B1 (en) * | 1993-10-08 | 1994-11-10 | Uhde Gmbh | Reactor for the production of ammonium nitrate solution |
| CN206157072U (zh) * | 2016-10-31 | 2017-05-10 | 中国成达工程有限公司 | 一种尿素硝铵溶液混合反应设备 |
-
2023
- 2023-02-16 LU LU103073A patent/LU103073B1/de active IP Right Grant
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3285695A (en) * | 1963-12-13 | 1966-11-15 | Chemical Construction Corp | Production of ammonium nitrate |
| AU654632B1 (en) * | 1993-10-08 | 1994-11-10 | Uhde Gmbh | Reactor for the production of ammonium nitrate solution |
| CN206157072U (zh) * | 2016-10-31 | 2017-05-10 | 中国成达工程有限公司 | 一种尿素硝铵溶液混合反应设备 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| EBEN A ET AL: "AMMONIUM NITRATE PRODUCTION AND OPERATIONAL EXPERIENCE", NITROGEN AND METHANOL, BRITISH SULPHUR PUBLISHING, LONDON, GB, no. 235, 1 September 1998 (1998-09-01) - 1 September 1998 (1998-09-01), pages 25, 27 - 30, 32, XP000784295, ISSN: 1462-2378 * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP0526393B1 (de) | Einmischvorrichtung | |
| DE102006055036B4 (de) | Mischelement sowie Abgasanlage für eine Verbrennungskraftmaschine | |
| DD147624A5 (de) | Verfahren und vorrichtung zum innigen vermischen zweier fluessigkomponenten | |
| DE2839387C2 (de) | Verfahren zur Erzeugung hydrodynamischer Schwingungen in einer Flüssigkeit und Einrichtung zur Ausführung des Verfahrens | |
| EP0526392A1 (de) | Einmischvorrichtung kleiner Fluidmengen | |
| DE2723056A1 (de) | Rohrmischer | |
| EP3246095A1 (de) | Düse zum versprühen von flüssigkeiten | |
| EP2915581B1 (de) | Statischer Mischer | |
| EP1339762A2 (de) | Vorrichtung zur initiatoreinspeisung an reaktoren | |
| DE102010028573A1 (de) | Mischverfahren | |
| LU103073B1 (de) | Vorrichtung zur Herstellung von Ammoniumnitrat aus Salpetersäure und Ammoniak | |
| DE2840096A1 (de) | Brennereinheit fuer gasfoermige brennstoffe mit einer minimalen entstehung von stickstoffoxiden | |
| EP0751820B1 (de) | Kombinierte einbring- und mischvorrichtung | |
| DE102023103854A1 (de) | Vorrichtung zur Herstellung von Ammoniumnitrat aus Salpetersäure und Ammoniak | |
| WO2024170758A1 (de) | Vorrichtung zur herstellung von ammoniumnitrat aus salpetersäure und ammoniak | |
| WO2016096450A1 (de) | Vorrichtung zur schweissdraht- und prozessgaszuführung einer schweissvorrichtung | |
| DE3004864C2 (de) | Vorrichtung zum Aufsprühen eines Treib- und Kühl-Mittelgemisches auf Gußstränge | |
| DE102015122219B4 (de) | Düsenvorrichtung für das Heißgasschweißen | |
| WO2009097877A1 (de) | Misch- und verdünnungsanordnung und verfahren | |
| EP3624929B1 (de) | Fluidmischvorrichtung und reformer und unterseeboot mit einer solchen fluidmischvorrichtung | |
| EP2252390A1 (de) | Mischanordnung und verfahren | |
| DE2410592A1 (de) | Verfahren und vorrichtung zum verbrennen von abgas | |
| DE2150112C3 (de) | Brenner mit Brennkammer und koaxial in der Oxidationsmittelzufuhrleitung gehaltertem Brennstoffverteilerrohr | |
| AT527035B1 (de) | Gasmischvorrichtung | |
| DE3920123C1 (de) |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FG | Patent granted |
Effective date: 20240816 |