6.3.Подготовка аммиачно-воздушной смеси.

Сжатый воздух после нагнетателя ГТТ-3М подается в подогреватель воздуха, встроенный в окислитель поз. Х-201, где нагревается за счет тепла нитрозных газов до температуры не более 240 ⁰С, после чего поступает в смеситель поз. Х-202. Количество воздуха, поступающего в смеситель, регулируется сбросом части воздуха в камеру сгорания ГТТ-3М.

В смесителе воздух смешивается с газообразным аммиаком. Объемная доля аммиака в аммиачно-воздушной смеси поддерживается постоянной с помощью автоматической схемы соотношения «аммиак-воздух», равной 9,5 - 10,6 %. После смешивания в аппарате поз. Х-202 аммиачно-воздушная смесь фильтруется на патронных фильтрах из материала УСТВ (количество фильтров - 130 шт.) и с температурой 170 - 230 ⁰С поступает в контактный аппарат поз. Р-201.

Основными параметрами стадии являются: температура аммиачно-воздушной смеси – 170 - 230 ⁰С и объёмное соотношение «аммиак-воздух» - 9,5 - 10,6 %.

6.4.Конверсия аммиака и охлаждение нитрозных газов.

В контактном аппарате поз. Р-201 аммиак окисляется кислородом воздуха до оксида азота (II) на платиновых катализаторных сетках и оксидном катализаторе второй ступени окисления аммиака ИК-42-1М. В качестве несущей подложки для пакета платиновых сеток может использоваться блочный кордиеритовый носитель сотовой структуры АОК-63-81. Реакция окисления аммиака протекает при температуре 880 - 910 ⁰С с кислородом, содержащемся в аммиачнр-воздушной смеси по реакциям:

4NH₃ + 5O₂ = 4NO + 6H₂O Δ_rH⁰(298) = – 908 кДж (6.1)

4NH₃ + 3O₂ = 2N₂ + 6H₂O Δ_rH⁰(298)= –1099 кДж (6.2)

4NH₃ + 4O₂ = 2N₂O + 6H₂O Δ_rH⁰(298) = – 1260 кДж (6.3)

Основной является первая реакция, вторая и третья реакции - побочные, увеличивающие прямые потери аммиака. Степень конверсии аммиака (выход NO от исходного аммиака) должна быть не менее 93,5 %.

Образующиеся при окислении аммиака нитрозные газы с температурой 880 - 910 ⁰С поступают в котел-утилизатор нитрозного газа Г-420БПЭ поз. Т-201. В котле за счет охлаждения нитрозных газов до температуры 250 - 285 ⁰С происходит испарение питательной воды с получением насыщенного пара давлением 1,5 МПа (15,0 кгс/см²), который после паросборника котла-утилизатора поступает в пароперегреватель, расположенный в контактном аппарате после катализаторных сеток. Уровень воды в котле-утилизаторе регулируется автоматически. Температура получаемого перегретого пара после пароперегревателя котла поз. Т-201 – 230 - 250 ⁰С. Перегретый пар в количестве до 25 т/ч выдаётся в общецеховой коллектор. В газовом тракте котла-утилизатора частично идет реакция окисления оксида азота II (NO) в оксид азота IV (NO₂) с выделением тепла:

2NO + O₂ = 2NO₂ Δ_rH⁰(298) = – 124 кДж (6.5)

Из котла-утилизатора поз. Т-201 нитрозный газ поступает в совмещённый аппарат – окислитель с подогревателем воздуха поз. Х-201. В объеме окислителя поз. Х-201 происходит также реакция окисления оксида азота II в оксид азота IV с повышением температуры нитрозных газов не более 340 ⁰С. В нижней части окислителя установлен фильтр для улавливания катализаторной пыли (платины) из газовой фазы.

Из окислителя нитрозный газ разделяется на два потока, один из которых поступает в подогреватель воздуха, где за счет нагрева воздуха охлаждается до температуры 185 - 195 ⁰С. Другой поток, являясь байпасом подогревателя воздуха, через заслонку с ручным приводом соединяется с первым потоком нитрозного газа после выхода его из подогревателя воздуха.

После объединения в общий поток нитрозный газ с температурой до 260 ⁰С поступает в подогреватель хвостовых газов поз. Т-202, откуда охлаждённый хвостовыми газами до температуры 152 – 187 ⁰С, поступает в холодильники-конденсаторы поз. Т-203/А,Б.

В холодильниках-конденсаторах поз. Т-203/А,Б за счёт охлаждения оборотной водой происходит дальнейшее охлаждение нитрозных газов до температуры не более 50 ⁰С, а также конденсация водяных паров с образованием 40 – 55 % азотной кислоты, которая подаётся в абсорбционную колонну на тарелки с соответствующей массовой долей кислоты. Оборотная вода с температурой не более 35 ⁰С возвращается в оборотный цикл ВОЦ-7/2.

Основными параметрами стадии являются: температура под сетками КА - 880 – 910 ⁰С и степень конверсии NH₃ - не менее 93,5 %.