Материал: Очистка конвертированного газа в производстве аммиака от диоксида углерода растворами горячего поташа

·        Стабильность в работе и легкость регулирования работы аппарата

Для очистки технологического газа от СО2 в крупнотоннажных агрегатах производства аммиака используют насадочные колонны (для случая не активированного поташного раствора). Массообменные аппараты с нерегулярной насадкой обеспечивают высокую надежность эксплуатации в широком диапазоне нагрузок по газу и жидкости, что важно для агрегатов большой единичной мощности. В качестве насадки в абсорберах и регенераторах применяют кольца Рашига, насадку Берля, металлические кольца Палля, керамические седла Инталлокс.

Абсорбер представляет собой двухсекционный аппарат, верхняя секция имеет диаметр 3,9, нижняя - 4,2 м. Аппараты изготовляют из конструкционной низколегированной стали 09Г2С с термообработкой сварных швов. Рабочий диапазон температур для стали от -70оС до +450оС.

Общий вид абсорбера поташной очистки из справочной литературы [5] и показан в приложении 3 Технологические и некоторые конструктивные данные, характеризующие абсорбер приведены в таблице 5.1., проведен сравнительный анализ представленных данных на основе расчетов из литературы[6].

Таблица 5.1

Технологические и конструктивные характеристики абсорбера поташной очистки

Помимо основных аппаратов - абсорберов и регенераторов, на стадии очистки применяют теплообменные аппараты - газовые и паровые кипятильники, воздушные холодильники, конденсатор-холодильник. Для подачи в абсорбер регенерированного раствора используют насосы с приводом от паровых турбин или с электроприводом.

.       
РАСЧЕТ МАТЕРИАЛЬНОГО И ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО БАЛАНСОВ. ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАСХОДНЫХ НОРМ ПО СЫРЬЮ И ЭНЕРГИИ. ПУТИ ИСОЛЬЗОВАНИЯ ВТОРИЧНЫХ ЭНЕРГОРЕСУРСОВ

7.1    МАТЕРИАЛЬНЫЙ БАЛАНС

Используя данные из литературы[4][5] по входящему и выходящему из абсорбера потоков, рассчитаем материальный баланс в программе Microsoft Office Excel 2007. Исходные данные потоков представлены в таблице 6.1.

Таблица 6.1

Исходные данные по входному и выходному потоку абсорбционного аппарата в методе поташной очистки конвертированного газа от диоксида углерода в производстве аммиака

Таблица 6.2

Сводная таблица материального баланса для абсорбера поташной очистки от диоксида углерода в производстве аммиака

Вывод: Согласно материальному балансу для данного аппарата за час абсорбируется 35787 нм3, а на десорбцию уходит 848400,8 кг абсорбента. Используя последний показатель можно рассчитать материальный баланс для десорбции.

7.2    ТЕПЛОВОЙ БАЛАНС

Используя данные из литературы[3] по коэффициентами теплоемкости рассчитаем теплоемкость веществ на входе и количество теплоты приносимое веществами в систему.

Расчет теплового баланса показал, что необходимо подводить к абсорберу количество теплоты, равное 4023060 кДж. Подача такого количества энергии возможна через нагрев раствора поташа.

.3     
ВТОРИЧНОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ЭНЕРГОРЕСУРСОВ

Технологическая схема, описанная ранее, подразумевает циклическое использование раствора поташа и переносимого им тепла.. На примере теплообменника 01 можем наблюдать охлаждение газа за счет частичной передачи теплоты охлажденному отработанному раствору. Далее отработанный раствор переходит в десорбер 05, где претерпевает дросселирование и обработку водяным паром, за счет чего происходит регенерация поташного раствора, в результате которой горячий раствор идет на дальнейшую абсорбцию, а пар, частично сконденсировавшаяся вода и СО2 выходят из системы. Данная технология позволяет существенно экономить энергию на нагрев и поддержание температуры газа и поташного раствора.

Так же возможно замыкание обмена воды между теплообменниками 02, 03, подачей водяного пара и скруббером-промывателем, что так же существенно снизит затраты на использование энергии и ресурса технической воды.

Тонкая очистка от СО2 позволяет получить два готовых к синтезу или транспортировке и последующей продаже следующие продукты: конвертированный газ (производство аммиака) и СО2 (производство карбамида)

.       
ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ПРОИЗВОДСТВА. ОТХОДЫ ПРОИЗВОДСТВА, ИХ УТИЛИЗАЦИЯ. ПДК

Экологические проблемы отрасли производства аммиака непосредственно связаны с ее экономическими проблемами. Устаревшие технологии и оборудование не способствуют решению проблем загрязнения среды. Поэтому вложения в модернизацию промышленности напрямую связаны с улучшением экологической ситуации в отрасли. Недостаток таких вложений ведет к снижению спроса на продукцию и объема производства. Неэффективность производства и относительно большое количество отходов на единицу продукции уменьшают доходы, необходимые для инвестирования в природоохранные объекты В производстве аммиака имеются выбросы газов в атмосферу, сточные воды и твёрдые отходы.

Выбросы в атмосферу

Выбросы газов в атмосферу разделяются на:

·        постоянные выбросы газов, обусловленные ведением постоянного технологического процесса;

·        периодические выбросы газов в период пуска и остановки производства;

·        периодические выбросы газов, обусловленные нарушением технологического режима;

В производстве аммиака имеются постоянные выбросы газов, содержащие вредные компоненты: дымовые газы после подогревателя природного газа, дымовые газы после трубчатой печи и вспомогательной печи, «грязная фракция» СО2 или «чистая фракция» СО2 вместе с «грязной», вентвыбросы из аккумуляторной и кислотной. Вредными веществами в выбрасываемых дымовых газах огневого подогревателя сероочистки и первичного риформинга является сернистый ангидрид, окислы азота, окись углерода. Вредными веществами, выбрасываемыми в атмосферу с углекислым газом, является угарный газ, моноэтаноламин и сероводород.