DE2364949A1

DE2364949A1 - Verfahren und vorrichtung zur herstellung von ammoniumnitrat

Info

Publication number: DE2364949A1
Application number: DE2364949A
Authority: DE
Inventors: Charles F Block; Harold D Kelly; Thomas L Mcdonald
Original assignee: Masar Inc
Current assignee: Masar Inc
Priority date: 1972-12-29
Filing date: 1973-12-28
Publication date: 1974-07-11
Also published as: GB1449029A; FR2212295B1; CA1006333A; NL7317803A; FR2212295A1; US3881004A

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung von Ammoniumnitrat und insbesondere eine Ammoniurnnitratanlage, die in wirtschaftlicher Weise unter ausreichend geringer Abgabe von Stickoxiden arbeitet.

In technischen Salpetersäureanlagen wird Ammonium mit Luft über einem Katalysator zu Stickoxid umgesetzt, und dieses Stickoxid wird durch den in dem Gasstrom verbleibenden Sauerstoff unter Bildung von Stickstoffdioxid teiloxydiert. Das Stickstoffdioxid wird dann unter Bildung von Salpetersäure, die sich am Boden des Absorptionsturras sammelt, in Wasser absorbiert. In einem typischen solchen Turm strömt das Gas durch J50 oder mehr Absorptionsstufen nach oben und sein Gehalt an Stickoxiden ist, wenn es die oberen Stufen erreicht, auf weniger als 1/2 Volum-$ gesenkt.

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A.

In jeder Absorptionsstufe erfordert die Entfernung solcher Oxide die Oxydation von Stickoxid zu Stickstoffdioxid und einen ausreichenden Kontakt Gas/Plüssigkeit, um das Dioxid in Wasser zu absorbieren. Leider wird bei der Umsetzung von Stickstoffdioxid mit Wasser nur ein Teil des Dioxids in Salpetersäure übergeführt, während der Rest wieder in Stickoxide, das erneut oxydiert werden muß, umgewandelt wird. Die'Entfernung der Stickoxide xvird in jeder folgenden Stufe schwieriger, da seine Konzentration sinkt, weil mehr Zeit erforderlich ist, um die Rückoxydation des Stickoxids durchzuführen und es schwieriger ist, den zur Absorption des Stickstoffdioxids erforderlichen Kontakt Gas/Flüssigkeit zu erzielen. Beispielsweise nimmt die Zeit, die erforderlich ist, um in einem Volumen Luft die Hälfte des NQ zu NOp zu oxydieren, von etwa 1 Minute auf etwa 10 Minuten zu, wenn die NO-Konzentration von 5500 auf 350 ppm sinkt. Außerdem wird die'Absorptionsgeschwindigkeit, wenn die Konzentration an NOp weniger als ^>000 ppm beträgt, so niedrig, daß eine zu lange Verweilzeit erforderlich ist, um die Konzentration zu senken. V/egen dieser und anderer Paktoren und der Notwendigkeit, hohe Strömungsgeschwindigkeiten beizubehalten, steigen die Kosten für eine verbesserte Absorption in einer Salpetersäureanlage exponentiell und werden bald völlig unwirtschaftlich, wenn versucht wird, den Gehalt an Stickoxiden am oberen Ende des Absorptionsturms auf einen niedrigen Wert, beispielsweise beträchtlich unter 0,1 Volum-^ zu senken.

Bekanntlich können derart geringe Konzentrationen in verschiede-« ner Weise erzielt werden, beispielsweise indem man die Menge an Hochdruckbleichluft, die vom Kompressor zu dem Turm geführt wird, erhöht, die Temperatur senkt oder den Druck in dem Turm erhöht, die Größe des Turms oder die Anzahl Stufen darin erhöht usw. Diese Mittel sind jedoch aufwendig und unwirksam und als Mittel zur Senkung der Luftverschmutzung völlig ungeeignet. Wegen der Kosten und der Wirksamkeit sind die meisten Salpetersäureanlagen so aufgebaut, daß das den Absorptionsturm verlassende Restgas im

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Mittel möglicherweise etwa 0,2 bis 0,35 Volum-$ Stickoxide enthält. Ein solches Restgas kann einem herkömmlichen katalytischen Verbrennungssystem zugeführt werden, um den Gehalt an NO auf unter 0,04$ (400 ppm) oder ausreichend, um den Anforderungen an eine Verhinderung der Luftverschmutzung zu entsprechen, gesenkt werden. Dadurch werden aber die Produktionskosten beträchtlich erhöht.

Das katalytische Verbrennungssystern wurde bisher als das einzig technisch anwendbare System zur Senkung des Gehaltes des Restgases an Stickoxiden bei Salpetersäut'eanlagen angesehen und war offensichtlich das einzige System, das tatsächlich bei solchen Anlagen verwendet wurde, obwohl es äußerst aufwendig ist. Mit Ausnahme vielleicht der außerdem vorgeschlagenen Molekularsiebsysteme hat kein anderes System in der Technik Eingang gefunden. Es sind zwar- viele andere Mittel zur Zersetzung, Reduzierung oder Absorption der Stickoxide untersucht worden; jedoch war bisher keine praktische Lösung des Problems gefunden worden. Vorschläge zur Lösung dieses Problems sind in den US-PS 1 029 528, 2 910 343,

2 970 034, 3 008 796, 3 0i2 851, 3 044 844, 3 382 033., 3 425 803,

3 528 797 und 3 565 575 beschrieben. Beispielsweise wurden Ammoniak, Schwefelwasserstoff und Wasserstoff als Mittel zur Sen~ kung des Gehaltes an Stickoxiden vorgeschlagen; jedes dieser Systeme bringt aber eigene Probleme mit sich, die ihre technische Anwendung in Salpetersäureanlagen verbieten.

Das Waschen des Restgases mit sauren oder alkalischen Lösungen oder verschiedenen Chemikalien, einschließlich Magnesiumhydroxid, Ammoniak, Harnstoff, Kaliumpermanganat, Schwefelsäure, Kalkwasser, Natriumdichromat usw., ist ebenfalls in Betracht gezogen worden. Wegen der sehr geringen Konzentration an Stickoxiden in dem Restgas und den großen Volumen an Gasen, die von den Salpetersäureanlagen emittiert werden, ist es außerordentlich schwierig, die gewünschte Wirkung in wirtschaftlicher V/eise zu erzielen, und keines dieser Waschsysteme hat sich als in technischen Salpeter-

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säureanlagen anwendbar erwiesen. Auch waren die Kosten einer chemischen Behandlung wegen der großen Mengen an Chemikalien, die zur Behandlung der großen Volumen an Restgas einer Salpetersäureanlage erforderlich sind,und anderer Faktoren, beispielsweise wegen der zu großen Verweilzeiten des Gases, zu hoch. Beispielsweise kann bekanntlich die Menge an Stickstoffdioxid in einem Gas gesenkt werden, indem man das Gas in einer wäßrigen Harnstofflösung wäscht* wie in den US-PS 3 528 797 und 5 565 575 sowie in der U.S.S.R.-PS I86 985 beschrieben; dies hat sich jedoch als technisch für die Behandlung großer Volumen an Restgas nicht durchführbar erwiesen, wie in der letzteren Patentschrift festgestellt, und löst das Problem der Oxydation von'Stickoxid in geringen Konzentrationen nicht. Die bekannten Waschsysteme auf Grundlage von Harnstoff oder anderen Chemikalien waren technisch nicht anwendbar und konnten mit den üblichen katalytischen Verbrennungssystemen nicht konkurrieren.

Das Problem, dem die Schwefelsäureindustrie so-viele Jahre gegenüberstand, besteht darin, die Ausbeute an Salpetersäure und/ oder Ammoniumnitrat zu erhöhen und die Abgabe von Stickoxiden an die Atmosphäre zu senken, ohne die Wirksamkeit der Anlage zu senken, oder eine unerwünscht aufwendige Anlage erforderlich zu machen. Wegen der hohen Anforderungen war das katalytisch^ Verbrennungssystem die einzige praktische Antwort auf dieses Problem. Das Problem bei bereits vorhandenen Anlagen,die Abgabe von NO auf ein zulässiges Niveau zu senken, war besonders schwerwiegend, weil diese Anlagen, die an sich unter gewissen Bedingungen wirtschaftlich arbeiteten und nicht leicht geändert werden konnten, erhalten bleiben mußten. Beispielsweise konnte sich durch eine geringe Änderung des Druckabfalls innerhalb einer vorhandenen Anlage die notwendige Energie wesentlich ändern und die Wirksamkeit der Anlage drastisch sinken. Trotz seiner hohen Kosten schien das katalytische Verbrennungssystem die einzig praktische Lösung des Problems bei bereits existierenden Anlagen, ausgenommen vielleicht die bereits vorgeschlagenen Molekularsiebsysteme.

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Durch Waschen des Restgases mit Wasser oder Chemikalien nach den zuvor bekannten Methoden wurde das Problem nicht gelöst, und auf dem Gebiet der Salpetersäureihdustrie war man überzeugt, daß durch ein solches Waschen der Gehalt an Stickoxiden nicht auf das gewünschte Niveau von beispielsweise 300 ppm oder darunter gesenkt werden könnte und daß das Problem lediglich statt eines Problems der Luftverschmutzung ein Problem der Wasserverschmutzung werden würde.

Die Erfindung besteht in einer praktischen Lösung des Problems der Verbesserung sowohl neuer als bereits vorhandener Anlagen, das einerseits einfach und andererseits umwälzend ist, weü es wirksam und verhältnismäßig billig zu erstellen ist und weil es den erhöhten Kosten der NO -Beseitigung durch größere Ausbeuten an Salpetersäure und Ammoniumnitrat begegnet. Das Verfahren gemäß der Erfindung ist nicht nur billiger als die katalytisehe Verbrennung, sondern außerdem zuverlässiger, weil es keinen kostspieligen Katalysator mit nicht vorhersehbarer Wirkung erfordert und sich besser dafür eignet, an Stellen angewandt.zu werden, denen nicht leicht Naturgas oder ein anderer geeigneter Brennstoff zugeführt werden kann. Es erscheint derzeit dem katalytischen Verbrennungssystem als ein Mittel zum Modifizieren vorhandener Anlagen derart, daß die Abgabe von NO auf beispielsweise unter

Ppm.» bezogen auf das Volumen, gesenkt wird, weit überlegen, weil es außerordentlich einfach ist, geringe Inställationskosten verursacht, leicht zu betreiben, zuverlässig und billig im Betrieb ist. Außerdem eignet es sich besser für eine Verwendung bei Anlagen mit Restgas von hohem relativem Sauerstoffgehalt von beispielsweise 5 Volum-56 oder darüber. ·

Eine Ammoniumnitratanlage gemäß der Erfindung-weist die üblichen Elemente einer Salpetersäureanlage auf, wie den Ammoniakkonverter und den mehrstufigen Absorptionsturm, plus eine einzigartige vielstufige Tieftemperaturbeseitigungsanlage mit Einrichtungen zum Rezirkulieren einer gekühlten schwachen Salpetersäurelösung durch

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dasFüülnaterialbett einer .oder zweier Waschstufen,, Einrichtungen zum Gewinnen von Salpetersäure von diesen Stufen^ um diese zusammen mit dem gekühlten Beschickungswasser zu dem Absorptions·» turm'zurückzuführen, Einrichtungen zum Rezirkulieren einer gekühlten "Masar"-Behandlungslösung durch die Füllkörperbetten einer oder mehrerer aufeinander folgender Stufen der Beseitigungsanlage und Einrichtungen zum Gewinnen von Ammoniumnitrat von den letzteren Stufen in konzentrierter Form«, Wärme wird von der rücklaufenden Flüssigkeit an das Ammoniak, das vom Vorratstank der Neutralisationseinrichtung zugeführt wird, durch Kühlmittel, die dieFü'Hnaterialbetten der Beseitigungsanlage bei sehr niedrigen Temperaturen, beispielsweise 0 bis 5⁰C* halten, übertragen.

Wenn das große Volumen an Restgas von dem Absorptionsturm abströmt, wird sein Gehalt an Stickoxiden auf einen sehr viel niedrigeren Wert gesenkt, indem man es durch einen ammoniakgekühlten Kühl/Absorber, in dem es auf sehr niedrige Temperatur, beispielsweise 0 bis 5⁰C, gekühlt wird, führt, während gleichzeitig größere Mengen an Stickstoffdioxid entfernt und wertvolle Salpetersäure gewonnen wird.

Trotz der sehr großen Volumen an Restgas zeigt ein solcher Kühl/ Absorber eine gute Wirkung als Erststufenbeseitigungseinrichtung und gibt das gekühlte Restgas an den mehrstufigen Beseitigungsturm mit einem beträchtlich niedrigeren Gehalt an Stickoxiden ab. Eine solche Kombination von Kühl/Absorber und einem solchen Beseitigungsturm ist überraschend wirksam hinsichtlich der NO-Beseitigung in bereits vorhandenen Hochdrucksalpetersäureanlagen hoher Kapazität, und der verhältnismäßig geringe Druckabfall, der bei Verwendung spezieller Füllmaterialien in dem Beseitigungsturm,durch den die großen Gasvolumen strömen, auftritt, macht es möglich, eine solche Beseitigung zu erzielen, ohne daß die Wirkung der vorhandenen Anlage unzulässig verringert wird. Durch diese Kombination wird eine wirksame Abtrennung des Stickstoff-

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monoxide mit überraschend niedrigen Kosten erzielt, und es wird möglich, das Stickstoffdioxid unter verhältnismäßig'geringem Verbrauch bei Anwendung eines chemischen Behandlungssystems, das einfach und leicht steuerbar ist, zu entfernen. Die Gesamtkosten des Betriebs einer in dieser V/eise modifizierten Anlage sind viel geringer als diejenigen einer Anlage, in der das herkömmliche katalytische Verbrennungssystem verwendet wird, insbesondere weil kontinuierlich große Mengen an Ammoniumnitrat ■ und Salpetersäure von dem Beseitigungsturm gewonnen werden.

Aufgabe der Erfindung ist die Erhöhung der Wirkung einer Ammoniumnitratanlage oder Salpetersäureanlage und die Entfernung einer größeren Menge an Stickoxiden von den Gasen, bevor sie von der Anlage abgelassen werden.

Eine weitere.Aufgabe der Erfindung ist ein technisch praktikables System zur Erhöhung der Wirkung und/oder des Leistungsvermögens bereits vorhandener Ammoniumnitrat- oder Salpetersäureanlagen hinsichtlich der Abtrennung von Stickoxiden, das keinen unzulässig großen Aufwand für neue Einrichtungen erfordert=

Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist die Erhöhung der Ausbeute an Salpetersäure in bereits vorhandenen Salpetersäureanlagen ohne unerwünscht starke Erhöhung der Kosten des Betriebs der Anlage.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist ein technisch praktikables System zur Verminderung der Abgabe von Stickoxiden von Schwefelsäure anlagen an die Umgebung auf annehmbare Werte ohne Verbrennung von. Naturgas oder anderem Brennstoff.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist ein Beseitigungssystem für bereits vorhandene Salpetersäureanlagen, durch das der erforderliche Energieeinsatz nicht drastisch erhöht oder die Leistungsfähigkeit der Anlage beträchtlich verringert wird.

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Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist ein Gaswaschsystem für eine Salpetersäure anlage,, mit dem wirksam und mit guter Leistung der Gehalt großer Volumen an Restgas an Stickoxiden von mehr als 2000 auf weniger als 300 ppm,, bezogen auf das Volumen* gesenkt werden kann., ohne daß hierfür eine unerwünscht große oder unerwünscht kostspielige Ausrüstung erforderlich ist=

Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist ein Beseitigungssystem für Salpetersäureanlagen., dessen Wirkung besser voraussehbar ist und das zuverlässiger arbeitet als das katalytische Verbrennungssystem.

In den Zeichnungen sinds

Figuren 1 und 2 schematische verkleinerte Darstellungen einer Ammoniumnitratanlage gemäß der Erfindung.,

Figur 3 eine perspektivische verkleinerte Ansicht einer gewellten Metallfüllung,, wie sie in dem Beseitigungsturm verwendet wird., .

Figur ^ eine perspektivische Ansicht _s die die kreuzweise Anordnung der Wellungen einer gewellten Füllung veranschaulicht,

Figur 5 ein Teil einer Draufsicht auf eine gewirkte Draht- maschenpackung _s

Figur 6 eine perspektivische Ansicht eines Füllmaterialbettes aus spiralig aufgewundenem Maschendraht und

Figur 7 eine perspektivische Ansicht ₃ die ein alternatives Füllmaterial zeigt, ·

In den Figuren der Zeichnungen sind für gleiche Teile gleiche Be-

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Zugszahlen verwendet. Die Figuren 1 und 2 zeigen s'chematisch eine Ammoniumnitratanlage gemäß der Erfindung mit einem Absorptionsturm A, einem Neutralisator B und einem Ammoniakkonverter C von herkömmlichem Aufbau. Ammoniak vom Vorratstank 1, das unter Atmosphärendruck oder nahe Atmosphärendruck steht, strömt durch Leitung 31 zum Druckeins.te 11 tank 2, wo Temperatur und Druck in Leitung 32 auf bestimmte Werte, beispielsweise 35⁰C (95⁰P) oder 12,7 atü (18O psi gage) eingestellt werden. Das Ammoniak strömt dann durch Leitung 32 und durch den wassererhitzten Verdampfer 3 zu einer Leitung ^ und durch ein Filter 4 zum Einlaß 5 eines Gasmischers 6, wo das Ammoniak mit heißer Druckluft vermischt wird. Das Gasgemisch strömt dann durch die L-förmige Leitung 7 und den konischen oberen Teil 8 des Konverters C zu einem herkömmlichen Katalysator am Boden des Teils 8 und reagiert exotherm unter Bildung von Oxiden von Stickstoff, während seine Temperatur auf einen hohen Wert, beispielsweise 927 bis 982⁰C (1700⁰F to 1800 F) oder darüber, steigt. Die heißen Gase in dem Konverter werden durch Restgas, das durch die Schlangen eines herkömmlichen Erhitzers 9 strömt, gekühlt und treten dann durch Leitung 37 aus dem Konverter aus.

Die Luft wird dem Konverter C von einem Kompressor 10, der durch eine Dampfturbine 11 und eine Gasturbine oder einen Expander 12 angetrieben wird, zugeführt. Die Umgebungsluft strömt durch ein Luftfilter 13 und durch die Einlaßleitung 3^ zu dem Kompressor und wird bis zu einem hohen Druck von beispielsweise 5*6 bis 10,5 atü (80 to 150 psi) verdichtet. Die Druckluft, die eine Temperatur von 93 bis 149⁰C (200 to 300⁰F) oder darüber haben kann, strömt dann durch Leitung 35 und das Luftfilter 14 zu einem herkömmliehen Lufterhitzer 15*· wo sie durch die Gase vom Konverter C auf eine höhere Temperatur, beispielsweise 26Ö oder 316⁰C (500 or 600⁰F), eihitzt wird, bevor sie durch die Leitung 36 dem Einlaß des Gasmischers 6 zuströmt.

Ein Teil der Druckluft aus Leitung 35 (beispielsweise 20 bis 30$)

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strömt durch Leitung 81 zu einem wassergekühlten Bleichluftkühler 25 und durch Leitung 82 zum Lufteinlaß 83 am· Boden des Absorptions· turms A.

Die umgesetzten Gase treten mit einer hohen Temperatur von beispielsweise 5^8 bis 593⁰C (1000 to 1100⁰P) aus dem Erhitzer 9 aus und werden fortschreitend durch eine Anzahl von Wärmeaustauschern gekühlt. Diese heißen Ve.rfahrensgase strömen zunächst durch Leitung 37 zum Lufterhitzer 15* durch diesen Erhitzer und Leitung 38 zum Dampfsupererhitzer I7 und durch den letzteren und die Leitung 39 ²^ einem herkömmlichen Abhitzekessel 18 mit einer Dampftrommel 60. Die Verfahrensgase strömen durch die Rohre des Abhitzekessels, die mit Wasser bedeckt sind, wobei der Flüssigkeitspegel über den Rohren in der Trommel 60 gehalten wird. Die aus dem·Abhitzekessel austretenden Verfahrensgase, die dann auf eine Temperatur von beispielsweise 204 bis 26o°C (400. to 500⁰P) gekühlt sein können, strömen durch Leitung 40 und durch ein Katalysatorfilter I9 (d.h. ein Platinfilter) zu einem Restgaserhitzer 20, in dem die Verfahrensgase durch die dem Expander 12 zuströmenden Restgase um weitere etwa 55⁰C (100 degrees or so) gekühlt werden.

Die Stickoxide und Wasser enthaltenden Verfahrensgase strömen dann durch Leitung 41 zu einem herkömmlichen Kaskadenkühler oder Kühler-Kondensor 21, wo ein großer Teil des in dem Gas anwesenden Wassers kondensiert wird. Das Kühlen kann durch Wasser von einem Fluß, einem See oder einer anderen Quelle bewirkt werden. Es strömt über den Kondensor in den Sumpf I08. Das Stickstoffdioxid der Verfahrensgase reagiert mit dem kondensierten Wasser unter Bildung von Säure, die in dem Kondensat anwesend ist. Eine Pumpe 111 in Leitung 103 pumpt ein solches Kondensat von dem Kondensor 21 zum Einlaß 104 des 35-Bödenabsorptionsturms A, der in einer Höhe von etwa 1/3 des Weges nach oben durch den Turm oder nahe dem 11. oder 12. Boden des Absorbers angeordnet sein kann. Die Temperatur des Kondensats beträgt gewöhnlich etwa 40 bis 60⁰C. Das nicht-kondensierte Verfahrensgas, das 8 bis 10 Cfew.-$ Stick-

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oxide enthalten kann, strömt von dem Kondensor 21 durch Leitung 42 zum Gaseinlaß 79 am Boden des Turmes A. Salpetersäure wird gebildet, und Stickoxid (Stickstoffmonoxid) wird teilweise reoxydiert, während das Gas durch den Turm steigt. Die vom Boden des Turms entfernte Flüssigkeit, die durch Leitung 43 zu dem Salpetersäurevorratstank 22 gepumpt wird, kann beispielsweise 54 bis 56 Gew. -$> Salpetersäure enthalten. In den meisten Salpetersäureanlagen enthält die zu dem Säurevor'ratstank geführte Flüssigkeit 50 bis 6ofo Salpetersäure. In einigen wenigen Anlagen kann jedoch 60 bis 70$ Salpetersäure erzeugt werden.

Das aus dem Turm A austretende Restgas strömt durch Leitungen 45* 46, 47 und 48 und tritt dann in einen herkömmlichen Nebelscheider 2^ ein, wo weiteres Wasser und weitere Säure entfernt wird,

werden
und/durch Leitung 50 dem Tank 22 an einer Stelle, die von dem Ablaß 109 entfernt ist, zugeführt. Das Restgas strömt dann durch Leitung 49 zu einem dampf geheiz ten Tempererhitze.r 24, der durch Leitung 61 mit Dampf aus der Anlage versorgt wird, und gibt das Kondensat durch Leitung 62 ab. Das erhitzte Restgas strömt dann durch Leitung 51 einem herkömmlichen Restgasvorerhitzer 20 und durch Leitung 52 dem Aufheizer 9 zu, in dem es von einer mäßigen Temperatur von beispielsweise 93 bis 349⁰C (200 to 300⁰F) auf eine hohe Temperatur von beispielsweise 538 bis 649⁰C (1000 to 1200⁰F) erhitzt wird, bevor es in die zu dem Expander 12 führende Leitung 53 eintritt. Die Temperatur am Turbineneinlaß liegt gewöhnlich in dem Bereich von etwa 450 bis 700⁰C (840 to about 1300⁰F).

Fahrend des normalen .Betriebs der· Anlage stellt die durch die exotherme Umsetzung im Konverter C erzeugte Wärme einen großen Teil der Energie für die Turbine 12, der ausreichend sein kann, um den Kompressor 10 ohne Hilfe durch die Dampfturbine 11 zu betreiben. Die Turbine 11 ist jedoch wichtig als ein Mittel zur Inbetriebnahme der Anlage sowie als Mittel zur Steuerung der Geschwindigkeit des Kompressors 10 und/oder der Menge an Energie, die diesem zugeführt wird. Eine geeignete Steuerung kann gewöhnlich auch dann

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erzielt werden, wenn die Kapazität der Dampfturbine nur etwa 10$ der Energiekapazität des Expanders 12 beträgt. Der Expander kann natürlich während der Inbetriebnahme umgangen werden.

Wenn die Restgase den Expander verlassen, strömen sie durch Leitung 54 zu einem Wassererhitzer 26, wo sie auf eine Temperatur von beispielsweise 177 bis 232⁰C (350 to 4-50⁰F) gekühlt werden, bevor sie durch Leitung 55 und den Abgaskamin an die Atmosphäre abgelassen werden. Das Wasser wird kontinuierlich über Leitungen 57, 58 und 59 durch den Erhitzer 26, den Wassertank '27 und den Verdampfer 3 geleitet, um Wärme von dem Restgas an das von Leitung 32 zu Leitung 33 strömende Ammoniak zu übertragen. Der Tank 27 kann einen Dampferhitzer oder eine andere Erhitzungseinrichtung, die bei der Inbetriebnahme der Anlage verwendet wird,aufweisen.

Während des normalen Betriebs der Anlage wird der Dampf für die Turbine 11 durch Erhitzen des durch Leitung 63 strömenden Beschickungswassers (oder Kondensats) für die Trommel 60 des Abhitzekessels 18 erhalten» Der gesättigte Dampf vom Abhitzekessel 18 strömt durch Leitungen 64 und 66 zu dem herkömmlichen Dampfüberhitzer 1'7* und der überhitzte Dampf strömt durch Leitung 67 zu der Turbine. Während der Inbetriebnahme und ggfs. auch während Zeiten mit Spitzenverbrauch an Enerrgie kann Dampf durch Leitung 65 zugeführt werden.

11 Eine Abgasleitung 68 verbindet die Turbine/mit einem herkömmlichen Kondensor 28, der mit Flußwasser oder anderem Kühlwasser durch Leitung 110 gespeist wird. Der Kondensor wird vorzugsweise unter hohem Vakuum gehalten, um die Leistung und Wirkung der Dampfturbine zu erhöhen.

Ein Teil des aus dem Kondensor durch Leitung 69 austretenden Kondensats kann der Leitung 63 oder dem Absorptionsturm zugeführt werden= Wie hier gezeigt^ wird ein Teil des Kondensats von der

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Pumpe 78 durch Leitung 71 und Ventil 72 dem Beschickungswassertank 29 zugepumpt. Durch das Kühlen im Kondensor 28 kann das Wasser im Tank 29 beispielsweise eine Temperatur von etwa 49 bis 66⁰C (120 to 150⁰F) haben. Ein Kühler 30 kann vorgesehen werden, um das Wasser auf eine niedrigere Temperatur von beispielsweise 27 bis 38⁰C (80 to 100⁰F) zu kühlen, bevor es durch Leitung 73 zum obersten Boden des Absorptionsturms A geführt wird. Die Leitung 56 des Kühlers kann wie die Kondenser 21 und 28 mit Flußwasser mit einer Temperatur unter Umgebungstemperatur, beispielsweise 4 bis 29⁰C (40 bis 85⁰F), gespeist werden. Wenn das V/asser in Leitung 73 auf eine Temperatur unter Umgebungstemperatur gekühlt werden soll, kann am Kühler 30 Ammoniak verwendet werden.

Die oben beschriebene und durch Figur 1 veranschaulichte Anlage kann eine herkömmliche Salpetersäureanlage sein und Pumpen, Ventile, Flüssigkeits- und Dampfablasse und andere herkömmliche Einrichtungen, die der Einfachheit halber in den Zeichnungen nicht gezeigt sind, aufweisen. Die Figuren 1 und 2 der Zeichnungen sind natürlich nicht maßstabsgetreu und sich überkreuzende Leitungen in diesen Figuren bedeuten, daß diese Leitungen nicht miteinander in Verbindung stehen.

In der Ammoniumnitratanlage gemäß der Erfindung wird die Salpetersäure vom Tank 22 durch die'Pumpe 77 über Leitung 44 dem Säureeinlaß 112 am oberen Ende des Neutralisätors B zugeführt. Das Ammoniak vom Tank 1 wird aus Leitung 31 über Leitung 84 dem Kühler G, vom Kühler durch Leitung 85 dem Verdampfer/Kühler E und von dem Verdampfer durch Leitung 86 dem Einlaß 113 am oberen Ende des Neutralisators zugeführt. Eine sehr geringe gesteuerte Menge an Ammoniak kann durch die Zweigleitung 87 von Leitung 86 dem Pumptank 88 zugeführt werden, um das pH der Flüssigkeit in dem Tank, die bis zu 80 bis 85 Gew_e-Ammoniumnitrat enthalten kann, zu steuern.

Der Neutralisator B ist ein herkömmlicher Neutralisator und weist

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ein Paar L-förmige Rohre (in Figur 2 in gestrichelten Linien gezeigt) auf, die Säure und Ammoniak zu m Bodenteil des Tanks führen. Die horizontalen Teile dieser Rohre am' Boden haben Austrittsöffnungen, die einander zugewandt sind., so daß Säure und Ammoniak in dem Raum zwischen" diesen Teilen der Leitungen unter Bildung ' von Ammoniumnitrat miteinander reagieren. Die Umsetzung ist exotherm und erhitzt lokal die Flüssigkeit auf eine Temperatur von beträchtlich über 20.²I⁰C (400°F) im Bodenteil des Tanks,, so daß im oberen Teil des Neutralisators Dampf gebildet wird. Die von dem Tank ausgebrachte Flüssigkeit hat eine Temperatur unter 159⁰C (500⁰F) und strömt durch den Auslaß 114 und Leitung 91 zum Tank 88. Der Auslaß 114 kann am normalen Flüssigkeitspegel angeordnet sein, wie in strich-punktierten Linien gezeigt, so daß die Flüssigkeit von dem Neutralisator zu dem Tank 88 überfließt. Der Tank hat einen Ablaß 92 an die Atmosphäre und eine Pumpe 89, die Flüssigkeit durch Leitung 115 an den großen Vorratstank 90 abgibt. Das Ammoniumnitrat von dem Tank wird durch Leitung II6, gesteuert durch das Ventil oder eine andere geeignete Einrichtung, der herkömmlichen Düngemitte !mischvorrichtung 80 zugeführt. Das Ammoniumnitrat kann auch einer anderen (nicht-gezeigten) Einrichtung zur Erzeugung von trockenem Düngemittel zugeführt werden oder kann für andere Zwecke verwendet werden.

Der.Dampf vom oberen Ende des Neutralisators B strömt durch Leitung 93 aus diesem aus, und ein Teil davon strömt durch die Zweigleitung 101 zu. einem Kondensor 96, der über Leitung 102 mit Flußwasser gekühlt werden kann. Das Kondensat strömt dann in den Aufnahmebehälter 97 und durch Leitung 98 aus. Der Aufnahmebehälter 97 hat vorzugsweise einen Ablaß 99·

Die Verdampfer/Kühl-Vorrichtung E weist in dem erweiterten oberen Abschnitt II8 eine Heizschlange 94 auf, die Dampf aus Leitung 93 oder einer anderen geeigneten Quelle aufnimmt und den verbrauchten Dampf und/oder Kondensat in die Rückführungsleitung 95 abgibt. Der Dampf von dem Neutralisator liefert eine ausreichende Wärmemenge

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an den Verdampferabschnitt, um das an den Neutralisator abgegebene Ammoniak in geeigneter Weise zu erhitzen und zu verdampfen, auch wenn die Temperatur des Restgases in Leitung 45 verhältnismäßig niedrig ist (beispielsweise unter 27⁰C oder 8o F), und es ist nicht notwendig, das aus dem Turm A austretende Restgas zu erhitzen. Gewünsentenfalls kann jedoch eine Warmesteuereinrichtung 100 in Leitung 45 vorgesehen sein, um die Temperatur des Restgases zu steuern oder das Gas auf die gewünschte Temperatur zur Gewährleistung einer geeigneten Ammoniakverdampfung in der Vorrichtung E zu erhitzen.

Die Vorrichtung E hat einen Kühl/Absorber-Hauptabschnitt 121, der so ausgebildet ist, daß das Restgas gekühlt wird, während er gleichzeitig als Beseitigungsanlage zur Entfernung von Stickoxiden aus dem Gas dient. Der Abschnitt 121 ist so ausgebildet, daß Salpetersäure gewonnen und das Beschickungswasser gekühlt und zusammen mit dieser Säure zu dem Absorptionsturm zurückgeführt wird. Wie hier gezeigt, strömt Wasser vom Tank 29 oder Kühler J>0 durch Leitung 74 und Zweigleitung 75 zu dem Gasreiniger F, in dem Wasser im Bodenteil unter dem Füllmaterial 120 aufgefangen und durch eine Pumpe 139 durch Leitung J6 zu der Restgasleitung 45 zurückgeführt wird. Ein Teil oder das gesamte Beschickungswasser kann durch Leitung 75 strömen; gewöhnlich ist es jedoch erwünscht, einen Teil davon durch Leitung 74 der Leitung 45 an einer Stelle 119 vor dem Eintritt des Restgases in den Kühler/Absorber zu führen. Der größte Teil oder das gesamte Beschickungswasser vom Tank 29 kann durch Leitung 74 geführt werden, um in der Vorrichtung E gekühlt zu werden; es ist jedoch erwünscht, einen Teil des Wassers.vom Tank 29 der Leitung 73 zuzuführen, so daß ein Teil oder das gesamte saure Wasser in Leitung I06 unter den obersten Böden oder durch den Einlaß 104 (beispielsweise direkt zu einem der Böden zwischen dem Bo-'den 12 und dem Boden 30) in den Turm eintritt. Es kann jedoch auch wegen der Schwierigkeiten und Kosten der Modifizierung des Turms bevorzugt sein, den größen Teil oder das gesamte saure Beschickungswasser dem obersten Boden des Turms A in einer bereits vorhandenen

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Anlage zuzuführen. Die Leitung 73 kann dann abgeschaltet oder reduziert werden.

Der Verdampfer/Kühler E weist einen Hauptkühl/Absorber-Abschnitt 121 mit flachen Platten 122 und 123 an seinen einander gegenüberliegenden Enden und eine Anzahl in Abständen dicht nebeneinander angeordnete vertikale zylindrische Rohre 124,, die sich zwischen den Platten erstrecken und durch diese hindurchtreten* auf. Der obere Abschnitt 118 und der untere Abschnitt 125 weisen Plansche auf und sind mit diesen an Planschen des Abschnitts 121 an den Platten befestigt. Die Rohre 124 verbinden den oberen und den unteren Abschnitt und ermöglichen es, daß Ammoniak von der Leitung 85 durch die 'Rohre nach oben in die Leitung 86 strömt« Die Platten 122 und 12^ dichten die Enden des Abschnitts 121 ab,, so daß Restgase., die um die Rohre 124 strömen, nicht in die Abschnitte II8 und 125 treten können. Die Wärme der durch den Kuhlabschnitt 121 strömenden Restgase wird radial nach innen durch die Wände jedes Rohres 124 an das Ammoniak in dem Rohr übertragene Diese Wärmeübertragung ist derart, daß die Temperatur des Restgases in Leitung 46 auf 5⁰C (41 F) oder darunter* vorzugsweise auf etwa 0 bis etwa 3⁰Cj sinkt.

Die vertikalen Rohre des Kühl/Absorber-Abschnitts 121 können in dichtem Abstand zueinander angeordnet sein, derart, daß die Achse jedes Rohres von den Achsen aller benachbarten Rohre einen Abstand von nur dem. 1,2- bis 2-fachen des Außendurchmessers der Rohre,, vorzugsweise nicht mehr als dem 1,5-fachen dieses Außendttrchmessers, hat, so daß eine große-Oberfläche zur Aufnahme der kondensierten Flüssigkeit zur Verfügung.steht und ein guter Kontakt Gas/Flüssigkeit erzielt wird. In dem Abschnitt 121 wird eine gute Abtrennung von Stickoxiden erzielt* selbst wenn die Rohre 124 glatt und nicht mit üblichen Kühlrillen versehen sind., weil die Flüssigkeit sich auf den Rohren kondensiert und an ihrer Außenseite nach unten läuft» Daher kann ein herkömmlicher Wärmeaustauscher verwendet werden. Aus den Leitungen Ik und 75 kann eine ausreichende Menge an Wasser, in Leitung 45 eingeführt werden^, um die Anwesenheit einer

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ausreichenden Menge Wasser auf den Rohren 124 zu gewährleisten. Es können aber auch eine Rückführungsleitung 188 und eine Rückführungspumpe 189 vorgesehen werden, um Wasser vom Bodenteil des Turms D zu der Leitung 45 zurückzuführen und damit jede erwünschte Menge an V/asser in den Kühl/Absorber-Abschnitt 121 zu liefern.

Solches Rückführungswasser kann erwünscht sein, wenn der Kühlabschnitt 121 so ausgebildet ist, daß ein hoher Grad an NO-Abtrennung erzielt wird und die Kontaktfläche Gas/Flüssigkeit groß ist. Beispielsweise kann mehr Wasser erwünscht sein, wenn Kühlrinnen an den Rohren 124 vorgesehen sind, beispielsweise wenn flache axial in Abständen voneinander angeordnete radiale Platten oder spiralig nach außen vorspringende Blätter an den Rohren vorgesehen sind. Diese Kühlplatten oder Blätter können perforiert oder als ein starres Drahtsieb ausgebildet sein. Auch kann der Raum zwischen den Rohren mit einer Maschendrahtpackung gefüllt sein, wie in Figur 5 gezeigt, oder er kann willkürlich angeordnete Stücke aus herkömmlichem Füllmaterial enthalten, wie in Figur 7 gezeigt. Der Druckabfall durch den Abschnitt 121 beträgt jedoch vorzugsweise in der Anlage der Figuren 1 und 2 nicht mehr als 0,5$ oder O,Oj55 kg/cm (0.5 pounds per square inch). Das Wasser aus Leitung I88 kann mit ausreichender Geschwindigkeit zurückgeführt werden, um eine ausreichende Benetzung des Füllmaterials zu gewährleisten.

Der Kühlabschnitt der Vorrichtung E wird zum Kühlen von Gasen verwendet. Die gleiche Konstruktion kann aber auch in dem Kühlabschnitt 126 des Kühlers G verwendet werden, um die wäßrige, Harnstoff und Salpetersäure enthaltende Flüssigkeit für die Vorrichtung D zu kühlen. D.h. das Ammoniak strömt durch die vertikalen Rohre des Abschnitts 126 und kühlt die die Rohre umgebende Flüssigkeit. Oberer und unterer Abschnitt 12? und 128 des Kühlers G können ausgebildet sein wie der untere Abschnitt 125 der Vorrichtung E. Der Kühler G kann jedoch sehr viel kleiner sein als die Vorrichtung Eo

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Verschiedene Einrichtungen können verwendet werden, um das Restgas und/oder die Waschflüssigkeiten,, die dem Beseitigungsturm D zuströmen, zu kühlen» Mit einem Verdampfer/Kühler -E und einem Kühler G> wie in den ausgezogenen Linien in Figur 2 gezeigt, werden zufriedenstellende Ergebnisse erzielt= Zur Kühlung des Restgases oder der Waschflüssigkeit können aber natürlich auch mehrere Kühler ver-' v/endet werden, und es können viele andere Anordnungen verwendet werden. Die Kühlabschnitte 121 und 126 können natürlich sowohl parallel als auch nacheinander von dem von dem Vorratstank 1 dem Verdampferabschnitt 118 zuströmendem Ammoniak durchströmt werden.

In Figur 2 ist eine parallele Anordnung gezeigt, bei der ein Kühler 14O, der ebenso ausgebildet ist wie der Kühler G, Ammoniak aus der Leitung 131 mit dem Ventil 138 aufnimmt und durch Leitung .132 an die Leitung 85 abgibt. Der Kühler 14O kann viel größer sein als der Kühler G, wenn die rückgeführte Flüssigkeit in Leitung 129 verwendet wird, um eine wesentliche Kühlung desRestgases zu bewirken. Die Flüssigkeit aus der Leitung 129 mit der Pumpe 130 strömt durch die Einlaßleitung 133 und durch den Kühler zur Auslaßleitung 134 und von dort in die Leitung 135· Gewünsentenfalls können in den Leitungen 133, 134, 135 bzw. 131 Ventile 135, 136, 137 bzw. I38 vorgesehen sein, damit der Kühler 14O nur bei Bedarf oder nur begrenzt verwendet wird. Diese Ventile können so eingestellt werden, daß die Strömung durch den Kühler beschränkt und ein Teil durch das Ventil

137 geführt wird, oder die Strömung durch den Kühler kann durch Schließen der Ventile 135, 136 und I38 und öffnen des Ventils 137 unterbrochen werden. Der Kühler 140 kann ggfs. aber auch zusammen mit den zugehörigen Leitungen I3I bis 134 und den Ventilen 135 bis

138 ganz fortgelassen werden.

Wenn der Kühler 140 bei vollständig oder teilweise geschlossenem Ventil 137 verwendet wird, so kann er verwendet werden, um die Waschflüssigkeit in Leitung 135 zu jeder Zeit bei einer sehr niedrigen Temperatur von beispielsweise 0 bis 3⁰C zu halten» Gewünschtenfalls kann das Wasser in Leitung I88 oder das von Jem Tank 29

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der Restgasleitung 45 zugeführte Beschickungsvrasser in gleicher Weise auf eine Temperatur von 0 bis 5⁰C gekühlt werden, indem man in Leitung 188 oder in Leitung 74 einen Kühler 150 verwendet, wie in unterbrochenen Linien in Figur 1 gezeigt. Ein solcher Kühler kann in gleicher Weise wie der Kühler 14O ausgebildet sein, so daß die Kühlung durch das Ammoniak aus Leitung 84 erfolgt. Der Kühler 150 ist nicht notwendig und wird vorzugsweise fortgelassen, wenn die Ammoniakvorrichtung E zum Kühlen des Restgases verwendet wird; sie könnte jedoch verwendet werden, um einen Teil des Kühlens des Restgases in der Vorrichtung E zu bewirken.

Der zylindrische'Beseitigungsturm D ist so ausgebildet und angeordnet, daß er ein wirksames und billiges Mittel zur Senkung des Stickoxidgehaltes des Restgases auf einen niedrigen Wert darstellt, während gleichzeitig weitere Salpetersäure gewonnen und weiteres Ammoniumnitrat erzeugt wird, so daß die Kosten gesenkt werden. Der Turm kann so ausgebildet sein, daß nur ein geringer Druckabfall von beispielsweise 0,07 bis 0,1 kg/cm (1 to 1.5 pounds per square inch) oder weniger als 2$ darin erfolgt, so daß die Leistung der vorhandenen Anlage nicht beträchtlich verringert wird.

Der hier gezeigte Turm D hat die Form eines Metalltanks mit einem ersten Waschabschnitt 141, in dem das gekühlte Restgas mit einer Waschflüssigkeit, die im wesentlichen aus schwacher Salpetersäure besteht, in Kontakt gebracht wird, sowie einem zweiten und einem dritten Waschabschnitt 142 bzw. 143, in denen das Restgas mit einer gekühlten "Masar"-Flüssigkeit, die Wasser, Salpetersäure, Ammoniumnitrat und Harnstoff enthält, in Kontakt gebracht wird. Die letzteren Waschabschnitte sind parallel angeordnet, so daß sie in gleicher Weise arbeiten und gleich ausgebildet sein können. Die verschiedenen Waschabschnitte sind durch flache Metallplatten 144 und 145 "oder andere geeignete Mittel, die das Durchtreten von Flüssigkeit von einem Abschnitt zu dem anderen verhindern und das Sammeln der Flüssigkeit in dem Bodenteil jedes Waschabschnitts 142 oder 143 ermöglichen, voneinander getrennt. Der untere Abschnitt 141 hat einen

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runden Boden zur Aufnahme der Flüssigkeit, und der obere Abschnitt hat eine in gleicher Weise gerundete Deckwand, um das Restgas der Leitung 155 zuzuführen.■

Jeder der drei Waschabschnitte enthält ein horizontales Bett 16O aus einem geeigneten Füllmaterial mit einer Tiefe von einigen Metern (at least several feet)/ Unter jedem Bett ist ein Luftraum mit einer Höhe, die 0,9 bis 3m (3 to 10 feet) oder darüber betragen kann, vorgesehen. Die Betten in den verschiedenen Waschabschnitten sind ,vorzugsweise gleich, könnensber auch verschiedene Tiefen haben oder verschiedenes Füllmaterial enthalten. In jedem Waschabschnitt ist eine herkömmliche Sprüheinrichtung oder Wasserverteilungseinrichtung vorgesehen, um die Flüssigkeit über das gesamte Bett zu verteilen, vorzugsweise derart, daß es über seinem gesamten Querschnitt gründlich benetzt wird. Zum Zwecke der Veranschaulicbtung ist in dem Fließschema eine Sprühvorrichtung gezeigt; vorzugsweise wird jedoch eine perforierte Platte oder eine andere herkömmliche Einrichtung zur Verteilung von Wasser über einer mit Füllmaterial gefüllten Kolonne verwendet.

Das Restgas tritt in jeden Waschabschnitt unter dem darin befindlichen Bett 16O ein und kann durch ein Rohr oder eine Düse 149 von dem Bett fortgeführt, werden, wie in Figur 2 gezeigt. Ein solches Rohr oder ein anderer Gaseinlaß befindet sich vorzugsweise über dem Flüssigkeitspegel, wie in der Gasreinigungsvorrichtung F. Ein solches nach unten gerichtetes Rohr kann in einem oder in mehreren der Waschabschnitte oder in der Vorrichtung F verwendet werden, ist jedoch nicht wesentlich. Wie hier gezeigt, strömt das gekühlte Restgas zu dem Rohr 149 des ersten Wasehabschnitts durch Leitung 46, durchsetzt das Bett 16O für den Kontakt Gas/Flüssigkeit und tritt durch Leitung 151 aus.

In dem Mseher 141 ist über der Sprüheinrichtung 148 unter dem Auslaß 151 und in geringem Abstand von der Platte 145 ein herkömmliches Nebelscheiderpolster I70 vorgesehen, um den Wasserverlust

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zu verringern und die Ausbeute an Salpetersäure für eine Rückführung zu dem Absorptionsturm (siehe Leitung 106) zu erhöhen. Dieses Polster kann ein herkömmlicher Drahtraaschenabscheider, beispielsweise ein "York"-Nebelscheidepolster oder ein "Metex"-Hi-Thruput-Nebelseheider sein und kann eine vertikale Tiefe von 20 bis 38 cm (8 to 15 inches) haben.

Die Hälfte des Restgases aus Leitung 151 strömt durch die Einlaßleitung 152 in den Bodenteil des WaschabSchnitts 142 und durch das darin befindliche Bett I60 zu der Auslaßleit'ung 154. Die andere Hälfte strömt durch die Einlaßleitung 155 zu dem Waschabschnitt 14^ und durch das darin befindliche Bett 1βθ zu der Auslaßleitung 155x die sich mit der Leitung 154 vereinigt und in die zu der Vorrichtung F führende Leitung 47 übergeht. Die Leitungen I5I bis und die· verschiedenen weiteren Gasleitungen haben verhältnismäßig große Durchmesser, damit der Strömungswiderstand gering ist. In jedem der Waschabschnitte 142 und 145 wird das Restgas im wesentlichen der gleichen Behandlung unterworfen, und die beiden- Abschnitte können genau gleich ausgebildet sein. Diese Abschnitte können hintereinander geschaltet sein., so daß das Restgas nacheinander in ihnen behandelt wird, sind vorzugsweise aber wie in der Zeichnung gezeigt parallel geschaltet, um den Druckabfall und den Strömungswiderstand gering zu halten. In jedem Fall kann,die Flüssigkeit den Abschnitten in im wesentlichen gleicher Weise zugeführt werden.

Auch im Bodenteil des Turms D kann, um den Druckabfall gering zu halten, eine parallele Anordnung verwendet werden. Es hat sich ge-' zeigt, daß die einzige Stufe am Boden des Turms, die das zurückgeführte V/asser aus Leitung 129 aufnimmt, durch zwei parallel angeordnete Stufen gleich den beiden im oberen Teil des Turms D ersetzt werden kann. Es hat sich weiterhin gezeigt, daß das Bett 160 entweder indirekt durch den Kühler 14O oder direkt durch von Ammoniak durchströmte Rohre wie im Kühler 121 gekühlt werden kann. Wesentlich bessere Ergebnisse können aber durch Verwendung des Kühl/Absorbers 121 erzielt werden, als wenn das Bett 1βθ drastisch

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vergrößert und mit Ammoniakkühlung versehen wircL Ein tieferes Bett 16O für. die Kühlung des Restgases, könnte auch einen höheren Druckabfall ergeben. . -

In jedem der drei Abschnitte wird die Behandlungsflüssigkeit kontinuierlich rückgeführt. Im Waschabschnitt 141 wird die schwach-saure Lösung kontinuierlich durch die mit einem Motor angetriebene Pumpe 1j50 von der Leitung 129 durch Leitung 135 und Leitung I56 zu der Wasserverteilereinrichtung 148 gepumpt, und ein kleiner Teil dieser sauren Lösung wird kontinuierlich zum Einlaß I05 oder nahe zum oberen Teil des Absorptionsturms A durch Leitung I06, gesteuert.durch ein Ventil 107 oder eine andere Einrichtung, zurückgeführt. Die abgetrennte Menge an V/asser ist vorzugsweise nicht größer als diejenige, die durch Leitung 45 mit dem Restgas in den V/äs eher eintritt (das aus den Leitungen 74 und eintretende Wasser plus aus dem Gasstrom auskondensierter Wasserdampf), so daß der.Flüssigkeitspegel im Bodenteil des Tanks D zu jeder Zeit über dem Auslaßrohr 129 gehalten werden kann.

Das Wasserumlauf system für die Wäscher 142 und I4j5 weist eine mit einem Motor angetriebene Pumpe I58 auf, die Flüssigkeit aus Leitung 157 durch die Einlaßleitung 159 und dem Kühler G zur Auslaßleitung 161 führt. Die Hälfte der Flüssigkeit strömt durch Leitung 162 zu der Wasserverteilereinrichtung 148 des obersten Waschabschnitts 143, und die andere Hälfte strömt durch Leitung I63 zu der Wasserverteilereinrichtung 148 des mittleren Wasehabschnitts 142. Die sich in. den Böden der Waschabschnitte 142 und 143 sammeln-'de Flüssigkeit fließt durch die Avislaßleitungen 164 bzw. I65 zu der Leitung 157 und wird zu der Pumpe zurückgeführt. Auf diese Weise erfolgt ein stetiger Umlauf von Flüssigkeit in beiden Waschabschnitten.

Die Behandlungsflüssigkeit für die Abschnitte 142 und 14J ist eine sog."Masar"-Lösung, die Wasser, Salpetersäure, Harnstoff und Ammoniumnitrat enthält. Der Harnstoff wird langsam verbraucht und

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muß kontinuierlich ersetzt werden, damit die gewünschte Mindestmenge erhalten bleibt, und ein Teil der Masar-Lösung muß periodisch oder kontinuierlich abgelassen werden, um überschüssiges Ammoniumnitrat und bei 166 zusammen mit dem Harnstoff zugesetztes Wasser zu entfernen. Ein Mischtank 166 kann vorgesehen sein, um die gewünschte Auffüllösung aus Wasser und Harnstoff zu vermischen, und eine Pumpe I67 kann gewünschtenfalls dazu dienen, eine solche Lösung durch die Leitung I68 der Leitung 157 zuzuführen. Eine Leitung 169 erstreckt sich von der Leitung 164 oder der Leitung 157 zu der Stiekstoffdüngemittelmiseheinrichtung 80, um einen Teil der Flüssigkeit an diese Einrichtung abzugeben. Die Leitung I69 wird durch ein Ventil 171 geöffnet und geschlossen. Die Menge an Flüssigkeit, die durch Leitung I69 abgezogen wird, kann etwa die gleiche sein wie diejenige, die durch die Auffülleitung I68 zugesetzt wird, und die Beibehaltung des gewünschten Flüssigte itspegels am Boden jeder der Waschabschnitte ff2 und 143 stellt kein Problem dar. Die am Tank I66 zugesetzte Menge an Wasser kann so gesteuert werden, daß die Ammoniumnitratkonzentration in der umlaufenden Flüssigkeit auf einen hohen Wert steigt, so daß sie in der Düngemitteleinrichtung 80 verwendet werden kann.

Die Mittel zum Kontaktieren von Gas urü Flüssigkeit der Betten I60 müssen einen ausreichenden Kontakt Gas/Flüssigkeit an den Oberflächen des Füllmaterials ergeben, ohne daß der Strömungswiderstand für die Gase zu hoch wird. Wie oben ausgeführt, ist ein zu großer Druckabfall in dem Beseitigungsturm D nicht zulässig, insbesondere wenn ein solcher Turm in eine bereits vorhandene Anlege eingebaut wird. Figur 3 veranschaulicht ein metallisches Füllmaterial vom herkömmlichen Koch-Sulzer-Typ, das in dem Turm A in der gewünschten Weise wirken kann. Ein solches Füllmaterial kann zu einer praktisch zylindrischen Form verformt werden, wie in .Figur 3 gezeigt, so daß sein Durchmesser dem Innendurchmesser des Tanks D entspricht (beispielsweise 2,4 bis 3,6 m (8 to 12 feet) und eine Höhe, die einige Meter (several feet) betragen kann). In manchen Fällen können 2 oder 3 solche Füllmaterialzylinder unter

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Bildung Jedes Bettes 16O gestapelt werden. Die Gesamtbetthöhe beträgt wenigstens 0,6 m (2 feet), und der Durchmesser oder die Breite liegt in dem Bereich von 1,8 bis 4,5 m (6 to 15 feet) und beträgt gewöhnlich wenigstens 3 m (10 feet).

Das Bett 16O von Figur 3 ist aus einer Anzahl paralleler Schichten aus Wellblech, vorzugsweise Maschendraht, gebildet, wobei die Wellungen jeder anderen Schicht parallel sind. Die Wellungen jeder Schicht erstrecken sich lateral oder transversal zu den Wellungen der nächst angrenzenden Schicht, so daß die Kammlinien einer Schicht die Kammlinien der nächsten Schicht vorzugsweise praktisch rechtwinklig kreuzen. Das ist schematisch durch Figur 4 veranschaulicht, worin die parallelen Wellungen der Drahtmaschenschicht 173 allgemein senkrecht zu den Wellungen der Drahtmaschenschicht 174 verlaufen« Dadurch entfällt die Notwendigkeit der Verwendung flacher Gitter als Abstandshalter, die sonst zwischen den Schichten erforderlich wären, damit diese nicht aufeinander sitzen, wenn alle Wellungen sich in der gleichen Richtung erstrecken.

Die Schichten des Bettes I60 von Figur 3 sind allgemein in dieser Weise angeordnet und sandwichartig zusammengefügt, so daß die Kammlinien benachbarter Schichten an den Kreuzungspunkten miteinander in Eingriff stehen. Die Wellungen verleihen jedem Blech oder Sieb eine solche Festigkeit, daß die gewellten Schichten allgemein flach oder parallel bleiben. Sie ergeben auch geneigte Durchtrittswege, so daß die Strömung "des Restgases durch das Füllmaterial erleichtert wird. Die Dicke jeder gewellten Schicht kann zwischen 0,25 und 1,25 cm (0.1 inch to 0.5 inch) liegen, und jede Schicht kann die gleiche Dicke haben wie die anderen.

Wie in Figur 3 gezeigt, ist die Füllmaterialanordnung bei 1βθ durch eine Anzahl Metallbänder 175, die sich um das Bündel erstrecken, zusammengehalten* In der Nähe der Mitte des Bündels befinden sich Wellbleche,, wie die Wellbleche I76, I77, 178 und 179* mit allgemein, rechtwinkligem Umriß,, Alle Wellbleche des

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Bettes 16O sind vorzugsweise gleich und haben die gleichen regulären Wellungen, wie in Figur 4 gezeigt* abgesehen davon, daß die Neigungen der Wallungen alternieren und ihre Längen in Richtung von der Mitte des Bündels nach außen abnehmen, so daß die Endkanten der Bleche einen im wesentlichen zylindrischen Körper definieren oder eine Form ergeben^ die der Innenfläche des Tanks D angepaßt ist. Der Tank D v/eist Gitterträger oder andere herkömmliche Stützeinrichtungen, um jedes Bett I60 in der in Figur 2 gezeigten Stellung zu halten, auf.

Jedes der Bleche des Bettes, einschließlich der Bleche I76 bis 179., ist vorzugsweise aus einem allgemein flachen Blech, das ein perforiertes Blech sein kann, vorzugsweise aber ein Drahtnetz, beispielsweise ein gewebtes oder gewirktes Netz oder ein herkömmliches geflochtenes Netz ("braided mesh") (wie ein Korbgewebe, bei dem wenigstens einige Drähte zwischen den Kreuzungspunkten miteinander verbunden sind), sein. Das flache Blech oder Drahtnetz wird dann "gekräuselt" oder, in anderen Worten, so deformiert, daß beispielsweise die regulären parallelen Wellungen, wie sie in Figur 4 gezeigt sind, entstehen. Die Form der gewellten Oberfläche kann einer regulären Sinuskurve gleich sein, oder sie kann derart sein, daß sie parallele Wellungen von einheitlichem praktisch V-förmigem Querschnitt aufweist.

Die Bleche werden zu rechteckiger Form geschnitten, entweder bevor oder nachdem sie gewellt sind, und werden so geformt, daß die Wellungen sich in einem Winkel von 30 bis 60 (beispielsweise 40 bis'50°) zu der geschnittenen Umfangskante der Folie erstrecken. Jedes v/eitere gewellte Blech des Bettes 1βθ hat die gleichen parallelen Wellungen, die sich in der gleichen Richtung erstrecken. D.h. die Wellungen oder Rillen der Schichten 176 und I78 sind gleich, und die Wellungen der Schichten 177 und 179 sind ebenfalls gleich* jedoch in entgegengesetzter Richtung geneigt, Da sich alle Schichten des Bettes I60 in vertikaler Stellung befinden, ist der Strömungswiderstand für das Gas verringert _s und das Restgas kann

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leicht aufwärts durch die durch die Wellungen gebildeten geneigten Durchtrittswege strömen« Da die Durchtrittswege um 20 bis 60 zu der Vertikalen geneigt sindj, ergibt sich eine gute Gas zirkulation und ein ausgezeichneter Kontakt Gas/Flüssigkeit trotz des großen

beispielsweise

Volumens an strömendem Material« Ein/aus feinem Maschendraht gebildetes Koch-Sulzer-Füllmaterial führt zu ausgezeichneten Ergebnissen, ohne daß in dem Turm D ein zu starker Druckabfall entsteht» Ein solches Füllmaterial ist für die Betten 160 sowie für das Bett 120 "der Vorrichtung F bevorzugt.

Es liegt auf der Hand, daß die gewellten Maschendrahtfolien des

, die

Bettes 160 in verschiedener Weise in/vorteilhafte vertikale Stellung gebracht werden können. Die parallele Anordnung der Schichten., wie sie in Figur 3 gezeigt ist, ist zweckmäßig, aber nicht wesentlich, da die Schichten nicht flach sein müssen* sondern auch eine gebogene oder andere Form haben können. Beispielsweise könnten die gewellten Folien in einer Spirale angeordnet sein, wie in dem Bett 18O von Figur 6, wobei die Neigung der Wellungen von Windung zu Windung alternieren.

Die in den Betten 120, 16O und 170 verwendeten· Drahtmaschenbleehe oder -folien können aus einem Draht von rundem oder abgeflachtem Querschnitt von geeignetem Durchmesser', gewöhnlich in dem Bereich von etwa 0,025 bis etwa 0,25 cm (.01 to about 0.1 inch) und vorzugsweise nicht mehr als etwa 0,13 cm (.05 inch). Ein abgeflachter Draht kann eine Breite bis zum 4-fachen seiner Dicke haben. Bei einer Koch-Sulzer-Füllung ist der Drahtdurchmesser vorzugsweise nicht größer als etwa 0,125 cm (.05 inch). Der Draht besteht vorzugsweise aus einem korrosionsfesten Metall, wie rostfreiem Stahl und dergl. Der Draht kann mit einem Metall, einem synthetischen Harz oder einem anderen Material überzogen sein, um ihn korrosionsfest zu machen^ und ein Teil des Drahtes kann in der Form von Einzelfäden oder Fäden aus nicht-metallischen Materialien,, wie Nylon., Teflon oder Glas_£ bestehen« Die Maschenöffnungen liegen gewöhnlich ic άβΐη Bereich

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von 2 bis 10 je cm (5 to 25 per inch), und die Drahtmaschenfolien werden gewöhnlich mit Breiten von nicht mehr als etwa 1,2 m (4 feet) und Längen, die bis zu einigen hundert Metern (several hundred feet) betragen können, hergestellt.

Pur eine Verwendung in dem Entnebelungspolster 170.und dem Nebelscheider 23 sind verschiedene Füllmaterialien geeignet. Beispielsweise wird ein herkömmliches Entnebelungspolster gewöhnlich aus gewirktem Maschendraht der in Figur 5 veranschaulichten Art, der durch ineinander greifende Schlaufen zusammengehalten ist, hergestellt. Diese Art von Maschendraht ist sehr flexibel und ermöglicht die' Verwendung eines Drahtes mit kleinen Abmessungen im Vergleich zu der Maschenöffnung, ist jedoch nicht so fest, starr und selbsttragend wie ein gewebtes Drahtnetz, wie es meistens als Insektenschutz verwendet wird. Es kann jedoch gekräuselt oder gewellt und zu einer Füllung der in Figur 3 gezeigten Art verarbeitet werden.

Ein langer Streifen 181 aus dem gewirkten Masehendrahtmateräal aus ineinander greifenden gebogenen Drähten 182, die -sich in Längsrichtung erstrecken, kann (mit oder ohne Kräuselung) spiralig unter Bildung eines allgemein zylindrischen Bündels 18O von geeigneter Größe für eine Verwendung als Füllungsbett aufgewunden v/erden. Eine solche Füllung eignet sich beispielsweise für das Entnebelungspolster 170 oder könnte direkt auf dem Deckteil einer anderen Art von Füllmaterial, beispielsweise der durch Figur 3 veranschaulichten, montiert werden und damit einen Teil von einem oder mehreren der Füllmaterialbetten 16O in dem' Turm D bilden.

Die gewirkte Drahtmaschenpackung wird in einer herkömmlichen Drahtwirkmaschine hergestellt und kann ein "Metex"-Drahtmaschen-.material, wie es von der Metex Corporation, Edison, New Jersey, V.St.A., hergestellt wird, sein. Einem solchen Drahtmasehenmaterial kann die bekannte Zickzackfaltung verliehen werden oder es kann spiralig aufgewunden oder flach zu einer herkömmlichen

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Drahtraaschenschichtanordnung gelegt werden* so daß ein Füllmaifcerialbett von geeigneter Dichte, beispielsweise 4 bis JO Volurn-^, Metall, erhalten wird. Diese und andere Variationen können bei der praktischen Durchführung der Erfindung angewandt werden. Auch verschiedene andere Füllmaterialien, wie "Goodloe"- oder "Panapak"-Metalldrahtfüllmaterial, können verwendet werden. Einige der Vorteile der Erfindung können mit weniger vorteilhaften Füllmaterialien, wie einer Füllung aus Raschigringen, Berl-Sattelkörpern und dergl., erzielt werden.

Ausgezeichnete Ergebnisse können unter Verwendung von "Tellerette"-Fül.lkörpern I83, wie sie durch Figur 7 veranschaulicht sind, erzielt werden. Diese, von The Ceilcote Company hergestellten, Füllkörper weisen eine ringförmige Nabe 184 mit einer Anzahl in regelmäßigen Abständen um die Nabe verteilten und sich radial erstreckenden Schlaufen I85, die sich wie die Windungen einer Spiralfeder, die in einer Toroidstellung gehalten wird, angeordnet sind,, auf. Die "Tellerette"-Füllkörper werden aus Polyäthylen oder Polypropylen hergestellte könnten aber auch aus -Nylon, Teflon oder anderem Plastik hergestellt werden» Es können natürlich aber auch Füllkörper von gleicher oder ähnlicher Form,, wie helixartig aufgewundene Drähte, verwendet werden»

Die "Tellerette"-Füllkörper sind anderen herkömmlichen Füllmaterialien überlegen, weil sie die gewünschte Oberfläche je Volumeneinheit und den gewünschten Kontakt Gas/Flüssigkeit bei minimalem Strömungswiderstand für das Gas ergeben. Wenn beispielsweise die sog. "nominal one-inch"-Tellerette-Füllkörper mit herkömmlichen "one-inch"-Raschigringen aus Keramik und herkömmlichen "one-inch"-Berl-Sattelkörpern aus Keramik verglichen werden, ergibt sich, daß das von den Tellerette-Füllkörpern geschaffene freie Volumen etwa 90$ gegenüber etwa 66% der Raschigringe und etwa 69 der Berl-Sattelkörper beträgt= Die Tellerette-Füllkörper erfordern nur etwa 1000 Einheiten je Kubikfuß gegenüber etwa 1330 für Raschigringe und etwa 2200 für die Berl-Sattelkörper» Die

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Teuerette-Füllung hat eine Oberfläche von etwa 55 Quadratfuß je Kubikfuß Raum gegenüber 58 Quadratfuß bei den Raschigringen und etwa 70 Quadratfuß bei den Berl-Sattelkörpern.

Bei der Durchführung des Verfahrens der Erfindung mit einem Beseitigungsturm der durch Figur 2 veranschaulichten Art ist es manchmal zweckmäßig, in den Einheiten 142 und 143 ein verhältnismäßig tiefes Füllmaterialbett aus Telleretten oder vergleichbaren Füllkörpern zu verwenden, um mehr Zeit für die Reoxydation des Stickoxids bei seinem Durchtritt durch das Bett zur Verfügung zu stellen. Solche Füllkörper haben vorzugsweise Sehlaufen oder abgerundete Teile, die öffnungen mit einem Durchmesser von etwa 0,5 bis 2,0 cm (0.2 to 0.8 inch) darbieten. Die Füllkörper sollen ein freies Volumen von wenigstens 75 und vorzugsweise" 80 bis.95$ und eine Oberfläche von wenigstens 40 und vorzugsweise 50 bis 80 Quadratfuß je Kubikfuß ergeben. In einer Anlage der hier veranschaulichten Art, wo der'Turm D und das Füllmaterialbett der Einheit 142 oder einen Durchmesser von etwa 2,4 bis 4,5 m (8 to 15 feet) hat, sollte ein solches Bett mit Teuerette-Füllkörpern bis zu einer Tiefe von wenigstens 1,2 m und vorzugsweise 1,5 bis 3 m (a-t least 4 arid preferably 5 to 10 feet) [d.h. 1,8 bis 2,4 m in der für 350 t/Tag geplanten Anlage (6 to 8 feet in the 350 ton/day plant) der Figuren 1 und 2 j gefüllt sein.

Obwohl gewöhnlich vorzugsweise ein herkömmliches Anordnung von Füllkörpern verwendet wird, können natürlich auch die Polyäthylen- oder Plastik-Tellerette-Füllkörper in Kombination · mit metallischem Füllmaterial verwendet werden, indem man beispielsweise bei jedem Bett 16O auf ein Koch-Sulzer-Füllmaterialbündel ein Bett aus Tellerette-Füllkörpern aufbringt. Viele verschiedene Füllmaterialkombinationen sind für die Durchführung der Erfindung möglich, jedoch muß dafür gesorgt werden, daß der geeignete Kontakt Gas/Flüssigkeit ohne einen zu starken Druckabfall in dem Turm D erzielt wird.In der hier beschriebenen und in den Figuren 1 und 2 veranschaulichten Anlage mit einer Kapazität von 350 t (350 tons) Salpetersäure je Tag soll dieser Druckab-

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fall 2$ oder 0,14 kg/cm (2 pounds per square inch) nicht übersteigen.

Die in den Zeichnungen gezeigte Anordnung eignet sich insbesondere für Salpetersäureanlagen, die im Zusammenhang mit der Herstellung von Ammoniumnitrat verwendet'werden« Die meisten Salpetersäureanlagen sind von dieser Art und können die Einheit E wirksam nüzten, um Warme von dem Restgas an das dem Neutralisator zugeführte Ammoniak zu übertragen. Die Erfindung ist jedoch auch bei Anlagen anwendbar, in denen nur Salpetersäure erzeugt wird und kein Neutralisator zur Überführung der Säure in Ammoniumnitrat verwendet wird.

In den letzteren Säureanlagen würde die Einheit 121 öder eine andere zum Kühlen des Restgases verwendete Einrichtung die Wärme an das dem Konverter C zugeführte Ammoniak übertragen. Weil der für den Konverter benötigte Ammoniakdruck aber viel höher ist als derjenige, der für den Neutralisator B erforderlich ist, ist die zum Kühlen des Restgäses erforderliche Menge an Ammoniakkühlung viel geringer. Um daher die Temperatur des aus dem Absorptionsturm A austretenden Restgases von 32 bis 38⁰C auf unter -4⁰C (9Q to 100°F to below 40°F) zu kühlen, ist es notwendig, außer einer solchen Ammoniakkühlung eine weitere Kühlung, beispielsweise eine herkömmliche mechanische Kühlung, vorzusehen. Auch könnte die Einheit 100, die in unterbrochenen Linien in der Restgasleitung 45 gezeigt ist, durch Flußwasser oder einer anderen Kühlflüssigkeit gekühlt werden, um die Temperatur des Restgases auf 21 bis 27⁰C (70 to 8o°F) oder darunter zu kühlen. Daraus ist zu ersehen, daß die Beseitigungsvorrichtung für eine Salpetersäureanlage ohne Neutralisator allgemein gleich derjenigen, die in den Zeichnungen gezeigt ist, ist, abgesehen davon, daß die Kühlung des Restgases auf eine Temperatur von 4⁰C (40 F) oder darunter schwierig und kostspieliger ist«

Die in Figur 1 der Zeichnungen gezeigte Anlage (ohne die neuen Einheiten D^ E und F und zu diesen gehörige Anlagsfceils}' stellt

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eine Standardanlage für Ammoniumnitrat dar, die bisher die Restgase direkt vom Absorptionsturm A durch Leitung 45 an den Nebelscheider 23 und danach durch Leitung 55 zu dem Kamin führte. Wenn bisher in dieser Weise gearbeitet wurde, würde das am Kamin austretende Restgas eine rote Farbe haben und 2000 bis 3500 ppm Stickoxide, bezogen auf das Volumen, enthalten. Eine Anlage gemäß der Erfindung, wie' sie in den Zeichnungen veranschaulicht ist, kann eine zwischen 200 und 600 t (200 to 600 tons) Säure je Tag liegende Kapazität haben. Bei einer Erhöhung der Kapazität können die verwendete Anlage und die angewandten Drücke und Temperaturen im allgemeinen die gleichen bleiben mit der Abweichung, daß die Anlage größer und das von dem Kompressor abgegebene Gasvolumen größer ist.

Die im folgenden gegebenen Zahlenwerte beziehen sich auf eine normale Kapazität von 350 t/Tag (350 tons), die in normaler oder gemi.ttelter Welse arbeitet, d.h. diese Kapazität kann mit der Jahreszeit, der Umgebungslufttemperatur und der Temperatur des Kühlwassers zwischen etwa 310 und etwa 400 t/Tag (about 310 to about 4θΟ tons) variieren. Sofern nicht anders angegeben, bezieht sich die folgende Beschreibung speziell auf eine solche Anlage. Bei der Durchführung der Erfindung können aber natürlich die Größe der Anlage und die Verfahrensbedingungen beträchtlich variieren.

In der hier beschriebenen 350 t/Tag-Anlage wird eine Gasturbine 12 mit einer Kapazität von etwa 8000 bis 10000 PS, eine Dampf-. turbine 11 mit einer Kapazität von etwa 800 bis 1000 PS und ein Kompressor 10, der maximal etwa II30 vcP (40,000 cubic feet) Luft je Minute mit einem Druck von 8,4 atü (120 pounds per square inch gage) abzugeben vermag, verwendet. Wenn die Anlage mit der normalen Kapazität von 350 t/Tag ohne die Einheiten D, E und P arbeitet, wobei die Leitung 45 direkt mit der Einheit 23 verbunden ist, gibt der Kompressor 10 79400 kg (161,500 pounds) Luft je Stunde von 149⁰C (300⁰F) und einem Druck von 8,4 atü (120 psi

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gage) ab. Dabei werden dem Absorptionsturm über Leitung 82 16530 kg (36,500 pounds) Bleichluft je Stunde mit einer Temperatur von etwa 100 bis 116⁰C (about 212 to 240°F) zugeführt, und 517OO kg (125,000 pounds) Luft je Stunde werden dem Lufterhitzer 15 mit 149⁰C (300⁰F) und dem Gasini sehe reinlaß 16 mit 313⁰C (595°P) und 8,12 atü (II6 psi gage) zugeführt. Gleichzeitig werden etwa 3860 kg (8,500 pounds) je Stunde Ammoniak der Leitung 32 mit einer Temperatur von 35⁰C (95°F) und einem Druck von 12,6 atü (I80 psi gage) und dem Gasmischereinlaß 5 mit 66⁰C (150⁰P) und 8,12 atü (116 psi gage) zugeführt. Das Gasgemisch, das etwa 18,5$ Sauerstoff, 69,7$ Stickstoff, 10,3$ Ammoniak und 1,.5$ Wasser, bezogen auf das Volumen, enthalten kann, wird dem Konverter C in einer Menge von etwa 59230 kg (133*500 pounds) je Stunde mit 28o°C (535°P) und 7*98 atü (114 psi gage) zugeführt,und die umgesetzten Gase treten durch Leitung 37 in der gleichen Menge, jedoch mit einer Temperatur von 586⁰C (1052 F) und einem Druck von 7*7 atü (110 psi gage) aus dem Konverter aus.

Die Temperatur dieser Gase wird in der Leitung 385 die zu dem Supererhitzer 17 führt, auf etwa 432⁰C (81O°F), an der Leitung 39, die zu dem Abhitzekessel 18 führt, auf etwa 420⁰C (787°F), an Leitung 4o, die in den Vorerhitzer 20 führt, auf etwa 253⁰C (485⁰F) und an der Leitung 41, die in den Kühler/Kondensor 21 führt, auf etwa 195⁰C (384°P) [und 7,21 atü (I03 psi gage) Druck] gesenkt. Von dem Kondensor werden etwa 4583Ο kg (109,500 pounds) Gas je Stunde durch Leitung 42 zum Boden des Absorptionsturms mit einer Temperatur von 49⁰C (12Q°F) und einem Druck von etwa 6,93 atü (99 psi gage) geführt und IO90O kg (24,000 pounds) je Stunde des Kondensats mit einem Gehalt von 48 bis 49 Gew*-$ Salpetersäure werden durch Leitung 103 dem 11. Boden des Turms A am Einlaß 104 mit einer Temperatur von 39⁰C (102⁰F) und einem Druck von 7>21 atü (103 psi gage) zugeführt. Das Gas in Leitung 42 kann etwa 90,8$ STickstoff, etwa 7*7$ Stickoxide, 1,4$ Wasser und 0,1$ Sauerstoff enthalten, und die Bleichluft in Leitung kann etwa 20,6 Volum-$ Sauerstoff enthalten.

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Der Absorptionsturm A vermag je Stunde 5461 kg (12,460 pounds) Beschickungswasser, die dem obersten Boden aus Leitung 73 mit einer Temperatur von 38⁰C (1OO°F) und einem Druck von 8,75 atü (125 psi gage) zugeführt werden, aufzunehmen und durch Leitung 45 und direkt von dieser durch den Nebelscheider 23 an den Tempererhitzer 24 etwa 59230 kg (130,500 pounds) je Stunde Restgas von 35⁰C (95°F) und 6,51 atü (93 psi gage) in Leitung 49 abzugeben, und durch Leitung 43 etwa 26600 kg (52,000 pounds) je Stunde Flüssigkeit, die etwa 54 bis 56 Gew.-$ Salpetersäure und etwa 44 bis 46 Gew.-% wasser enthält, abzugeben. Die Restgastemperatur in der vom Erhitzer 24 kommenden Leitung 51 ist auf etwa 66⁰C (15O°F), in der vom Erhitzer 20 abführenden Leitung 52 auf etwa 149⁰C (300⁰F) und in der vom Aufheizer 9 fortführenden Leitung 53 auf etwa 593⁰C (1100°F) erhöht. Das Restgas tritt aus Leitung 53 mit einer Temperatur von etwa 593⁰C (1100 F) und einem Druck von etwa 6,02 atü (86 psi gage) in den Expander 12 ein, wird durch Leitung 54 mit einer Temperatur von etwa 296⁰C (565⁰F) und einem Druck von etwa 0,042 atü (0.6 psi gage) ausgebracht und vom Viassererhitzer 26 mit einer Temperatur von etwa 219⁰C (425°f) und einem Druck von etwa 0,021 atü (0.3 psi gage) in die Leitung 55 geführt. Wenn die Anlage in dieser Weise ohne die Beseitigungsvorrichtung gemäß der Erfindung betrieben wird, treten rötlich-braune Gas3 mit einem Gehalt von 2500 bis 3500 ppm Stickoxiden plus etwa 94 bis 95$ Stickstoff, etwa 3 bis etwa k% Sauerstoff und etwa 0,7 bis 1$ Wasser, bezogen auf das Volumen, aus dem Kamin aus.

Als Absorptionsturm kann ein herkömmlicher solcher Absorptionsturm, der in verschiedener Weise ausgebildet sein kann, verwendet werden. Der hier gezeigte Turm A ist ein Gegenstromabsorptionsturm mit 35 Böden (bubble-cap trays), von denen jeder Wasser enthält, das zu dem darunter befindlichen Boden abfließt. Mit Ausnahme des einen Bodens oder der" zwei Böden am unteren Ende des Turms, die die Bleichluft aufnehmen, werden alle 35 Böden durch Flußwasser oder anderes Kühlwasser, das durch herkömmliche Kühl-

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schlangen fließt, gekühlt. In dem speziellen Beispiel weisen die Böden 1 bis 5 (über den oben erwähnten zwei Böden am unteren Ende) vier Schichten aus solchen Kühlschlangen auf, die Böden 6 bis 17 haben drei Schichten Kühlschlangen., die Böden 18 bis 22 zwei Schichten aus solchen Kühlschlangen und die Böden 23 bis 35* einschließlich des obersten Bodens, haben eine Schicht aus solchen Kühlschlangen« Die Kühlung des Restgases erfolgt also zum größten Teil in der unteren Hälfte des Turmes A. Dieser Aufbau eines Absorptionsturms ist bekannt und wird in der Industrie häufig angewandt» In dem hier gegebenen Beispiel ist der Einlaß 104 am Boden 11 bei etwa 1/3 des Weges aufwärts durch den Turm angeordnet, und die Leitung 73 ist so angeordnet, daß sie den obersten Boden beschickt. Wenn der Turm gemäß der Erfindung modifiziert wird, kann die schwache Säure aus Leitung 106 durch den Einlaß 105 auf den obersten Boden aufgebracht werden, oder, wenn diesem Boden anderes Wasser zugeführt wird, direkt einem oder mehreren der darunter befindlichen Böden, beispielsweise einem der Böden 20 bis 30, zugeführt werden.

wenn die oben unter Bezugnahme auf Figur 1 beschriebene herkömmliche Salpetersäureanlage modifiziert wird, indem man die Leitung 106 von der Einheit D anfügt und Restgas von dem Absorptionsturm durch die Einheiten D, Έ und F führt, bevor es durch den Nebelscheider abgelassen wird, arbeiten die einzelnen. Teile der in Figur 1 gezeigten Anlage praktisch in der gleichen Weise wie zuvorj zwischen der Leitung 45 und dem Nebelscheider 23 tritt jedoch ein größerer Druckabfall und Temperaturabfall auf, so daß der Kompressor 10 mehr Energie verbraucht. Der höhere Energieverbrauch wird jedoch durch die Gewinnung von Wärme aus dem Restgas am Verdampfer E und die beträchtliche Produktion von Salpetersäure und Ammoniumnitrat durch die Beseitigungseinheiten D und E praktisch aufgewogen.

Der Druckabfall zwischen Leitung 45 und Leitung 48,, der durch den Strömungswiderstand in den Einheiten D, E und F verursacht

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wird., beträgt weniger als 0,14 atü (2 pounds per square inch), d.h. weniger als 2$, und kann in einer Anlage der in den Figuren 1 und 2 gezeigten Art auf etwa 0,07 bis 0,1 atü (about 1 pound to 1.5 pounds per square inch) gesenkt werden. Die Füllmaterialbetten 16O des Beseitigungsturms D werden so gewählt, daß ein Druckabfall in dem Turm von nicht mehr als 0,14 atü und vorzugsweise etwa 0,056 bis 0,1 atü (2 pounds and preferably about to 1.5 pounds per square inch) verursacht wird. Da der durch die neue Beseitigungsanlage verursachte Druckabfall gering ist (beispielsweise 1 bis 2$ beträgt), ist die für den Kompressor 10 erforderliche zusätzliche Energie sehr gering und die Anlage kann zufriedenstellend mit dem vorhandenen Expander 12 und den übrigen Teilen der Anlage arbeiten, ohne daß für die neue Ausstattung unzulässig hohe Kosten investiert werden müssen. Die Erfindung eignet sich daher außerordentlich gut zur Anwendung bei bereits vorhandenen Ammoniumnitratanlagen.

Beispielsweise arbeitet die für 350 t/Tag geplante Anlage der Figuren 1 und 2, in der der Druckabfall von der Leitung 45 zu der Leitung 48, der durch die neue Vorrichtung verursacht ist, 0,07 bis 0,1 atü (1 to 1.5 pounds per square inch) beträgt, allgemein wie vor der Hinzufügung der neuen Vorrichtung, wenn der Ausgangsdruck des Kompressors 10 von 8-, 4 atü auf etwa 8,47 bis 8,501 atü (from 120 to about 121 to 121,5 pounds per square inch) erhöht wird. Die für diese Druckerhöhung erforderliche zusätzliche Energie kann durch die bereits vorhandene Dampfturbine 11 geliefert werden, weil eine solche Turbine normalerweise beträchtlich unter ihrer Höchstkapazität arbeitet. Das gleiche gilt gewöhnlich für eine Anlage, bei der die Energie von einem Elektromotor statt von einer Turbine geliefert wird. Wenn mehr Energie gewünscht sein sollte, könnte beispielsweise in Leitung 34 ein verhältnismäßig kleiner Hilfskompressor in Serie mit dem Kompressor 10 angeordnet und durch einen elektrischen Hilfsmotor oder eine Dampfturbine angetrieben werden.

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Im folgenden wird als Beispiel beschrieben, wie die Anlage betrieben werden kann, wobei natürlich darauf hinzuweisen ist, daß bei der Durchführung des Verfahrens gemäß der Erfindung die Betriebsbedingungen beträchtlich variieren können. Wenn die Anlage so betrieben wird, daß von dem Kompressor 10 etwa 73500 kg (162,000 pounds) Luft je Stunde mit etwa 8,47 bis 8,54 atu (121 to 122 pounds per square inch) abgegeben werden, können die Betriebstemperaturen und Drücke der herkömmlichen Anlage von Figur 1 etwa die gleichen bleiben, wie sie oben als Beispiel für den Betrieb der Anlage ohne die Vorrichtung gemäß der Erfindung angegeben sind. In diesem speziellen Beispiel würde das gesamte Beschickungswasser für den Absorptionsturm A aus Leitung 1O6 zugeführt werden, Leitung 73 würde abgeschaltet werden und der Kühler 14O und andere ggfs. vorhandene Einheiten 100, 150, 188, 189, 200 und 300 würden fortgelassen werden.

Ammoniak aus dem Vorratstank 1 würde aus Leitung 84 mit einer Temperatur von etwa -20 bis -29⁰C in den Kühler G eintreten und würde auf etwa -7 bis -6⁰C erwärmt werden, bevor es in die zu dem Kühl/Absorber 121 führende Leitung 85 eintritt. In dem Kühl/Absorber 121 würde das Restgas auf eine Temperatur von etwa 2⁰C gekühlt werden.

Der Kühl/Absorber 121 kann etwa 280-zylindrische Rohre aus rostfreiem Stahl (1o-gauge) mit einem Außendurchmesser von 5,1 cm (2 inches) und einer Länge von etwa 4,6 m (15 feet) aufweisen. Die Rohre können in regelmäßigen Abständen angeordnet sein, derart, daß die Achse jedes Rohres von den Achsen aller benachbarten Rohre einen Abstand von etwa 7*1 cm (2.8 inches.) hat. Das Wasser in dem Restgas würde kondensieren und an der Außenseite der Rohre ablaufen, während es mit dem Stickstoffdioxid reagiert. Der Ammoniakdruck in den Rohren würde etwa 24,5 atü (35 pounds per square inch gage) betragen, und der Restgasdruck in der Einheit 121 würde etwa 7 atü (100 pounds per square inch gage) betragen. ■ >

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Das aus dem Absorptionsturm A austretende Restgas würde eine Temperatur von etwa 32 bis 33⁰C haben und sollte etwa 0,23 bis 0,24$ Stickoxide, etwa 3 bis etwa k% Sauerstoff und wenigstens 94 oder 95# Stickstoff, bezogen auf das Volumen, enthalten. Etwa 132 1 (25 gallons) je Minute Wasser würden in das Restgas aus Leitung 74 eingeleitet werden, wobei wenigstens 56,8 bis 75*7 1 (15 to 20 gallons) je Minute durch den Gasreiniger F geführt würden. Das Wasser würde durch Leitung 74 mit einer Temperatur von etwa 38⁰G gepumpt werden, könnte jedoch im Kühler 30 auf eine niedrigere Temperatur gekühlt werden, um die Aufrecht erhaltung der· gewünschten Restgastemperatur in Leitung 46 zu unterstützen.

Ein kleiner Wasserspeicher würde im Boden des Turms D unter dem Gasauslaß 49 erhalten bleiben und einen praktisch konstanten Pegel besitzen, während das Wasser und Säure durch die Pumpe 130 mit geeigneter Geschwindigkeit zwischen 379 und 757 l/min (between 100 and 200 gallons per minute), beispielsweise 568 ■ bis 681 l/min (150 to I80 gallons per minute), rezirkuliert werden und kontinuierlich Wasser durch Leitung I06 zum obersten Boden des Absorptionsturms A in einer Menge von etwa 94,6 l/min (25 gallons per minute) zurückgeführt wird. Das gekühlte Restgas würde die Wassertemperatur am Boden des Turms D auf etwa 4⁰C senken.

In diesem Beispiel würde jedes der Betten I60 aus herkömmlichem Koch-Sulzer-Füllmaterial, wie es durch Figur 3 veranschaulicht ist, gebildet sein, und würde einen Durchmesser von etwa 3*05 m (10 feet) und eine Höhe von etwa 0,61 bis 1,22 m (2 to 4 feet) oder Abmessungen, die eine Senkung des- Gehaltes des Restgases an Stickoxiden um 40 oder 50$ oder mehr bei seinem Durchgang durch den ersten Wäscher 141 aus der Leitung 46 zu der Leitung 151 ermöglichen, haben. Das Polster I70 des ersten Wäscherabschnitts würde ein herkömmliches York-Entnebelungspolster aufweisen, und jeder der drei Wäscherabschnitte würde die gleiche

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Wasserverteilereinrichtung 148 - eine herkömmliche Wasserverteilerplatte für eine mit Füllmaterial gefüllte Kolonne - aufweisen.

Die Pumpe I58 würde die Masar-Plüssigkeit durch den zweiten und dritten Waseherabschnitt 142 bzw. 143 mit etwa der gleichen Geschwindigkeit wie Pumpe I30 und mit ausreichender Geschwindigkeit, um die Koch-Sulzer-Füllmaterialbetten I60 gründlieh benetzt zu halten, umlaufen lassen. Der Kühler G würde die Temperatur der Flüssigkeit bei etwa 2⁰C halten, so daß das Restgas in Leitung 47 eine Temperatur von nicht mehr als etwa 4 bis 5°C haben würde.

Die Masar-Flüssigkeit würde eine wäßrige Lösung von· Ammoniumnitrat, Wasser, Harnstoff und Salpetersäure, die zu jeder Zeit etwa 0,5 bis 1,5$ Harnstoff und wenigstens, etwa 0,3$ Salpetersäure enthält, sein. Im vorliegenden Beispiel enthält die Masar-Flüssigkeit etwa 0,3 bis 1$ Salpetersäure, und durch Leitung wird eine gesteuerte Menge an Ergänzungslösung zugesetzt, um die Harnstoffkonzentration bei etwa 1 bis 2$ zu halten, während eine vergleichbare Menge an Flüssigkeit durch Leitung I69 abgezogen wird. Die Ergänzungslösung, die gewöhnlich aus etwa 50 bis 75$ Wasser und etwa 25 bis 50 Gew.-$ Harnstoff besteht, wird durch Leitung 168 zu der' umlaufenden Flüssigkeit in Leitung 157 gepumpt. Die mit der Ergänzungslösung zugesetzte Menge an Wasser ist begrenzt und kann so eingestellt werden, daß die gewünschte Ammoniumnitratkonzentration von 10$ oder darüber erhalten wird. Das Verfahren kann so durchgeführt werden, daß der Nitrationengehalt der Masar-Lösung äquivalent einer Ammoniumnitratkonzentration von wenigstens 10$ und vorzugsweise 12 bis 20 oder 25$ ist.

Etwa 59OOO kg/h (130^000 pounds per hour) Restgas würden vom Absorptionsturm A zum Kühl/Absorber-Abschnitt 121 und danach durch den Beseitigungsturm D strömen«, Der Druck des Gases würde

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wegen des Strömungswiders tande s der Püllmaterialbetten von etwa 7 atü (100 psi) in Leitung 45 auf etwa 6,86 oder 6,93 atü (98 or 99 psi) in Leitung 47 absinken, und die Temperatur würde wegen der Kühlung in der Einheit E und in den Wäscherabschnitten 142 und 143 von etwa 32 bis 33⁰C in Leitung 45 auf et-· wa 3 bis 5⁰C in Leitung 47 sinken. ' ■

. Wenn die Anlage in der oben beschriebenen Weise im Winter betrieben wird, wobei Restgas vom Turm A an die Leitung 45 mit einem Gehalt von etwa 3 bis 3.» 5$ Sauerstoff und etwa 0,23 bis 0,24$ Stickoxiden, bezogen auf das Volumen, abgegeben wird, würde der Gehalt an Stickoxiden zu der Zeit, zu der das Restgas von dem Gaswäscher 141 an die Leitung I5I abgegeben wird, auf etwa 900 bis 1200 ppm verringert sein und würde in den Wäschern 142 und 143 weiter auf etwa 350 bis 400 ppm gesenkt werden.

Wenn die Anlage im Sommer in der oben beschriebenen Weise betrieben wird, wobei das vom Turm A an Leitung 45 abgegebene Restgas etwa 4 bis 4,3$ Sauerstoff und etwa 0,3$ Stickoxide, bezogen auf das Volumen, enthält, würde der Gehalt an NO in Leitung 151 auf etwa 1000 bis 1300 ppm und in den V/äschern 142 und 143 auf etwa 350 bis 400 ppm gesenkt werden. In diesem Fall kann der Gehalt an N0„ durch die Kühl/Absorber-Einheit 121 von mehr als 3OOO ppm auf beträchtlich unter 2000 ppm, bezogen auf das Volumen gesenkt werden, und, falls erwünscht, kann die Einheit 121 so aufgebaut werden, daß dieser Wert auf 17ΟΟ bis 1800 ppm oder darunter gesenkt wird.

Während bisher die Kapazität äiner Anlage an heißen Sommertagen gewöhnlich auf etwa 340 t/Tag sank, würde das. Verfahren gemäß der Erfindung es ermöglichen, 5 bis 7 oder mehr t/Tag Salpetersäure als Säure oder als Ammoniumnitrat zu gewinnen, während gleichzeitig die gleiche zuverlässige Beseitigung von wie im Winter erzielt wird, ohne daß die Verwendung un-

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erwünscht großer Mengen an Harnstoff erforderlich ist. Das Verfahren eignet sich insbesondere für Salpetersäureanlagen, die in v/armem Klima installiert sind.

Wenn in dem obigen Beispiel das Restgas vom Turm A irgendeine Menge an Sauerstoff zwischen 5 und 5^ und irgendeine Menge an Stickoxiden zwischen 3000 und 4000 ppm enthielte, sollte die neue Kombination von Kühl/Absorber 121 und Gaswäscher 141 bei geeignetem Aufbau eine Senkung des Gehaltes an NO auf unter etwa 1200 ppm ermöglichen, während sehr beträchtliche Mengen an Salpetersäure für eine Rückführung zum Turm A gewonnen wurden. Wenn der Gehalt des Restgases in der Leitung 45 an KO 4000 bis 45ΟΟ ppm betragen sollte, kann die Einheit 121 so ausgebildet werden, daß dieser Gehalt um mehr als 50$ und beträchtlich unter 2000 ppm gesenkt wird, bevor das Restgas in den Wäscher 141 eintritt.

Wenn es erwünscht ist, die Einheiten wirksamer zu machen, kann die Temperatur bis näher an den Gefrierpunkt der wäßrigen Lösung gesenkt werden. Beispielsweise könnte die Temperatur der in der Einheit 141 umlaufenden Flüssigkeit durch Verwendung eines Kühlers 14O auf etwas unter 1⁰C gesenkt werden. Auch könnte gewünschtenfalls ein in dieser V/eise gekühltes Wasser durch Leitung I88 mittels einer Pumpe I89 mit beträchtlicher Geschwindigkeit von beispielsweise 94,6 bis 379 l/min (25 to gallons per minute) rezirkuliert werden, um das Kühlen des Restgases in der Einheit E und die Absorption und Abtrennung des Stickstoffdioxids zu verbessern. Die Absorption kann verbessert werden, indem man die gewünschte Azidität der über die Rohre des Abschnitts 121 strömenden Flüssigkeit beibehält.

Die Beseitigung von NO kann auch dadurch "verbessert werden, daß man verdichtete Bleichluft vom Kompressor 10 in die Leitung 45 einführt oder indem man die Menge an Bleichluft für den Turm A erhöht. Dadurch kann jedoch die Wirksamkeit der An-

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lage beträchtlich verringert werden, so daß dies nicht zu empfehlen ist. Wenn jedoch das Restgas weniger als j5 Volum-56 Sauerstoff enthält, kann es erwünscht sein, weitere Bleichluft zu verwenden.

Die vorliegende Erfindung kann bei sehr verschiedenem Sauerstoffgehalt angewandt werden, sogar dann, wenn der Sauerstoffgehalt des Restgases von dem Absorptionsturm mehr als 5$ beträgt. Das ist bei einem Beseitigungssystem durch katalytische Verbrennung nicht möglich, da bei einem solchen System der Sauerstoffgehalt 3^ nicht übersteigen darf und oft bei nicht über etwa 2,5$ gehalten wird, obwohl dies notwendig zu einer beträchtlichen Verringerung der Wirkung der Anlage, insbesondere in den Sommermonaten, führt. Während das System der kata-

im Sommer

Iytischen Verbrennung/, wenn die Wirkung der Anlage am geringsten ist, am wenigsten erwünscht ist, ist das Verfahren gemäß der Erfindung zu solcher Zeit besonders vorteilhaft.

Aus diesen und anderen Gründen ist es auf dem Gebiet der Salpetersäureherstellung vorteilhaft, anstelle einer katalytischen Verbrennung das Beseitigungssystem gemäß der Erfindung anzuwenden. Es hat sich gezeigt, daß die Wirkung der katalytischen Verbrennung nicht vorhersehbar und nicht geeignet zur Erzielung von NO -Abgaben von weniger als J500 ppm ist. Das Verfahren gemaß der Erfindung ist wenigstens so wirksam und außerdem billiger und zuverlässiger. Außerdem kann das Verfahren gemäß der Erfindung mit anderen Beseitigungssystemen kombiniert werden, und der Gehalt an NO kann bis beträchtlich unter 200 ppm ge-

«Λ«

senkt werden.

Beispielsweise wird es, weil der Gehalt- an NO ' in Leitung 47 ver-

-et

hältnismäßig niedrig ist, möglich, Oxydationsmittel und chemische Wäscher, die sonst zu kostspielig wären, zu verwenden. Die Beseitigung kann erzielt werden, indem man der Leitung 47 einen weiteren Gaswäscher gleich dem Wäscher 141, wie einen Gaswäscher 300, der in unterbrochenen Linien in Figur 2 gezeigt, ist, anfügt,

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wobei eine Behandlungsflüssigkeit kontinuierlich durch eine übliche mit Füllmaterial gefüllte Kolonne umlaufen gelassen wird. Die Behandlungsflüssigkeit kann Wasserstoffperoxid, Kaliumpermanganat oder ein anderes Oxydationsmittel enthalten oder aus mit Sauerstoff behandeltem Wasser bestehen.

Für die Durchführung des Verfahrens gemäß der Erfindung kann die verwendete Anlage von verschiedener Art sein, und die Erfindung ist nicht auf die Verwendung einer Anlage, wie sie durch die Zeichnungen veranschaulicht ist, beschränkt. Auch können viele der in den 2eichnungen gezeigten Elemente fortgelassen werden. Der Beseitigungsturm D kann so betrieben werden, daß die Flüssigkeit quer zu dem Gas, in gleicher Richtung oder in entgegengesetzter Richtung wie dieses strömt, und die erforderliche Kühlung des Restgases oder der Flüssigkeit kann durch direkte Kühlung entweder des Wassers oder des Gases oder beider bewirkt werden. Die bevorzugte Anlage ist in Figur 2 gezeigt, wobei die Elemente 14O, 188, 200 und 300 fortzulassen sind. Jedoch können spezielle Einrichtungen vorgesehen werden, um eine genaue Temperatursteuerung in den Einheiten 121, 141, 142 und 143 zu ermöglichen, insbesondere wenn die Einheiten bei Temperaturen unter 2⁰C betrieben werden. Beispielsweise kann der Kühler 14O verwendet werden, um im Wäscher 141 eine bestimmte Temperatur, beispielsweise 0 bis yz₃ aufrechtzuerhalten. Gleichzeitig könnten die Leitung 188 und die Pumpe I89 verwendet werden, so weit dies erforderlich ist, um im Abschnitt 121 die gewünschte Temperatur aufrechtzuerhalten.

Die in dem Verfahren gemäß der Erfindung verwendeten Gaswäscher sind vorzugsweise von der Art, wie sie im Zusammenhang mit Figur 2 der Zeichnungen beschrieben sind. Versuche mit halbtechnisehen Anlagen haben jedoch gezeigt, daß die Vorteile der Erfindung auch mit anderen Anordnungen erzielt werden können. Beispielsweise wurden Versuche durchgeführt, bei denen eine dreistufige halbtechnische Beseitigungseinheit,, in der Gas und Flüssigkeit in

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gleiche Richtung strömten und die einen zylindrischen Turm mit 3 herkömmlichen York-Entnebelungspolstern, die vertikal übereinander in Abständen von einigen Metern (several feet) angeordnet waren, so daß zwischen den Polstern Räume für die Oxydation des Stickoxids geschaffen wurden, aufwies. Jedes der Polster bildete ein Füllmaterialbett, das aus Schichten von Maschendraht hergestellt ,war und eine vertikale Tiefe' von etwa 25,^ cm (10 inches), hatte, und über jedem Polster war eine eigene Wasservert.eilerelnrichtung vorgesehen, um kontinuierlich gekühlte Flüssigkeit über dem gesamten Polster zu verteilen,,und es während des Versuchs gründlich benetzt zu halten, über diese Wasserverteilereinrichtungen wurde jeder Stufe eine gleiche Menge*an Flüssigkeit direkt zugeführt, und die Flüssigkeit wurde durch die Füllmaterialbetten nach unten zum Boden des Turms ablaufen gelassen, mittels einer Pumpe durch einen Wärmeaustauscher oder ■ Kühler rezirkuliert und mit niedriger Temperatur zu den Wasser- verteilereinrichtungen zurückgeführt. Das Restgas trat mit mäßiger Temperatur von beispielsweise 30 bis 40°C in das obere Ende des Turms ein, strömte nach unten durch die 3 in Abständen voneinander angeordneten Füllstoffbetten und dann vom Bodenteil des Turmes mit verhältnismäßig niedriger. Temperatur, beispielsweise 5⁰C, aus diesem a\is.

In einem Versuch wurden etwa 248 Standard-Kubikfuß/rnin Restgas von einer Schwefelsäureanlage der in Figur 1 veranschaulichten Art mit einer Temperatur von etwa 32⁰C (90 P) und einem Gehalt von etwa 168O ppm an Stickoxiden, bezogen auf das Volumen, durch den oben beschriebenen 3-stufigen Beseitigungsturm unter einem Druck von etwa 5*6 atü (8o pounds per square inch gage) geführt. Dieses Restgas trat aus dem Boden des Turms mit einer Temperatur von etwa 6⁰C (4j5°F) aus und enthielt weniger als 400 ppm Stickoxide, bezogen auf das Volumen. In diesem Versuch enthielt die Behandlungsflüssigkeit etwa 0,39 Gew.-^ Salpetersäure und etwa 1,07 Gew.-^ Harnstoff und wurde in dem Kühler auf eine Temperatur von etwa 3⁰C (38⁰F) gekühlt. Etwa

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8,7 l/min (2.3 gallons per minute) an dieser Flüssigkeit wurden kontinuierlich jeder Stufe des Turms zugeführt, und die Gesamtströmung betrug etwa 25,7 bis 26,1 l/min (6.8 to 6.9 gallons per minute).

In einem weiteren Versuch mit der gleichen Anlage wurden etwa 272 Standard-Kubikfuß/min an Restgas von der Salpetersäureanlage mit einer Temperatur von etwa 39⁰C (I03 F) und einem Gehalt von etwa 1670 ppm Stickoxiden, bezogen auf das Volumen, unter einem Druck von etwa 5,6 atü (80 pounds per square inch gage) durch den Turm geführt,-während jeder Stufe etwa 8,7 l/min (2.3 gallons per minute) Behandlungsflüssigkeit mit einer Temperatur von -1/7 bis -1,1^CC (29 to 30⁰F) und" einem Gehalt von etwa 0,13 Gew. -% Salpetersäure und etwa 2,5,Gew. -$> Harnstoff zugeführt wurden. Das Restgas trat aus dem Boden des Turms mit einer Temperatur von etwa 2,2⁰C (36 F) aus und enthielt weniger als 300 ppm Stickoxide, bezogen auf das Volumen.

Versuche in einer haIbtechnischeη Anlage haben auch gezeigt, daß die Vorteile der Erfindung erhalten werden können, wenn Polyäthylen-"Telleretten" der in Figur 7 der Zeichnungen veranschaulichten Art verwendet werden. Beispielsweise wurde ein rohrförrniger Turm mit einem Außendurchmesser von J>6 cm (14 inches) und einem Innendurchmesser von etwa 3^>6 cm (13*63 inches) mit Telleretten gefüllt, so daß ein Bett mit einer Tiefe von etwa 187 cm (73*5 inches) erhalten wurde. Die verwendeten Telleretten waren die sog. "nominal one-inch"-TeHeretten, d.h. die Schlaufen hatten einen Außendurchmesser von fast 1,9 cm (3/4 inch) und das Toroid hatte einen Durchmesser von etwa 4,57 bis 4,83 cm (1.8 to 1.9 inches). Der Querschnitt jeder Schlaufe war quadratisch mit einer Breite von etwa 0,32 cm (1/8 inch). Die Füllung war von herkömmlichem Aufbau und hat die typische ungeordnete Anordnung in dem Bett.

In den Versuchen in der halbtechnischen Anlage wurde das Restgas

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von der Salpetersäureanlage zusammen mit der Flüssigkeit nach unten durch das Bett aus Telleretten geführt, während Flüssigkeit kontinuierlich mittels einer Sprühdüse von der Form eines ganzen Konus auf das Bett aufgegeben wurde, um es gründlich zu benetzen. In einem Versuch wurden etwa 233 Standard-Kubikfuß/min Restgas mit einer Temperatur von etwa 53⁰C (127 F) und einem Druck von etwa 4,9 atu (70 pounds per square inch gage), die etwa 2420 ppm Stickoxide, bezogen auf das Volumen, enthielten, durch das Tellerette-Bett nach unten geführt, während je Minute etwa 22,7 bis 23,8 1 (6 to 6.3 gallons per minute) Behandlungslösung mit einer Temperatur von etwa 3* 9⁰C (39 5¹) und einem pH von etwa 1,4, die etwa 0,54 Gew. -% Salpetersäure und etwa 0,17 Gew.-^ Harnstoff enthielten, zugeführt wurden. Das vom Boden des Turms austretende Restgas hatte eine Temperatur von etwa 10⁰C (50⁰F) und enthielt etwa 440 ppm Stickoxide, bezogen auf das Volumen.

In einem weiteren Versuch wurden etwa 205 Standard-Kubikfuß/min an Restgas mit einer Temperatur von etwa 49⁰C (120 F) und einem Druck von etwa 5*46 atü (78 pounds per square inch gage),die etwa 2540 ppm Stickoxide, bezogen auf das Volumen, enthielten, durch das Füllmaterialbett nach unten geführt, während etwa 22,7 bis 23,8 l/min (6 to about 6.3 gallons per minute) an Behandlungslösung mit einer Temperatur von etwa 2,8⁰C (37°F) und einem pH von etwa 2,1, die aus etwa 1,40$ Salpetersäure, J> Harnstoff, 26,34$ Ammoniumnitrat, ,Rest Wasser, bestand, zugeführt wurde. Das aus dem Boden des Turms austretende Restgas hatte eine Temperatur von etwa 8,3⁰C (47°F) und enthielt weniger als 300 ppm Stickoxide.

In den oben beschriebenen Versuchen in einer halbtechnischen Anlage erfolgte die Strömung in gleicher Richtung statt entgegengesetzt und die Drücke waren etwas niedriger als in den meisten Hochdruck-Salpetersäureanlagen. Das Anwenden höherer Drücke und Gegenstrom werden bessere Ergebnisse erzielt.

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Die obigen Versuche zeigen, daß der NO -Gehalt des Restgases beim Waschen mit .einer Lösung von Salpetersäure und Harnstoff gesenkt wird. In diesen Beispielen ist jedoch der "Verbrauch an Harnstoff ziemlich groß und um einige Male größer als erwünscht. Durch die Anordnung von Figur 2 wird es möglich, den NO -Gehalt auf 0,1 Volum-j£ oder darunter zu senken, bevor mit der Harns toff was ehe begonnen wird. Dadurch wird es möglich, den Harnstoffverbrauch auf einen annehmbaren Wert zu senken, während gleichzeitig als Düngemittel verwendbares Ammoniumnitrat gewonnen wird.

Versuche in der halbtechnischen Anlage haben gezeigt, daß der NO -Gehalt des Restgases in einem mit Ammoniak gekühlten Kühl/

Absorber gleich der Einheit 121 von Figur 1 um mehr als 40$ gesenkt werden kann, wenn dem in die Anlage eintretenden Restgas Wasser zugesetzt wird. Der Kühl/Absorber der halbtechnischen Testanlage hatte etwa 52 vertikale Rohre mit einer Länge von etwa 2,4 m (8 feet), wobei die Achse jedes Rohrs etwa 2,38 cm (15/16 inch) von der Achse jedes benachbarten Rohrs entfernt war. Jedes Rohr bestand aus rostfreiem Stahl (i6-gauge) und hatte einen Außendurchmesser von 1,9 cm (3/^ inch). Das Wasser in dem die Rohre umgebenden Behälter ließ das 'Wasser in dem Restgas auskondensieren und an den Innenflächen der Rohre abfließen. ' ,

In einem Versuch wurden in den oberen Einlaß des Kühl/Absorbers etwa 183 Standard-Kubikfuß/min Restgas mit einem Gehalt von etwa 35OO ppm Stickoxiden, bezogen auf das Volumen, mit' einer Temperatur von etwa 52⁰C (126 F) und einem Druck von etwa 5*6 atü (80 pounds per square inch gage) zusammen mit etwa 1,17 l/min (0.3I gallons per minute) Wasser eingeführt. Der Amrnoniakdruck in dem die Rohre umgebenden Behälter betrug etwa 3*22 atü (46 pounds per square inch). Das aus dem Bodenteil der Anlage austretende Restgas hatte eine Temperatur von etwa 3*3⁰C (38 F) und einen Druck von etwa 5*1 atü (73 pounds per square inch) und enthielt etwa 1910 ppm Stickoxide, bezogen auf das Volumen.

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Es ist anzunehmen, daß ein einfacher Kühl/Absorber, wie die Einheit 121, in einer Hochdruck-Ararnoniumnitratanlage der in Figur veranschaulichten Art den NO -Gehalt von 3000 bis 4000 ppm auf weniger als 18OO ppm senken kann und daß ein Wasserwäscher, wie die Einheit 141, den NO -Gehalt weiter auf 1000 bis 1200 ppm oder darunter senken kann, bevor das Restgas in die Wäscher und 145 eintritt.

Das Verfahren gemäß der Erfindung kann angewandt werden, um Salpetersäureanlagen verschiedener Größe und Art, einschließlich Dualdruckanlagen, wie sie im folgenden beschrieben werden, bei denen der Ammoniakkonverter bei niedrigem Druck arbeitet, z,u verbessern. Es eignet sich gut für Hochdruckanlagen und unter mäßigem Druck arbeitende Anlagen, in denen große Volumen an Gas verarbeitet werden, wie solche mit einer Kapazität von 200 bis 800 t/Säure je Tag oder darüber. Das Verfahren eignet sich besonders gut für eine Salpetersäureanlage mit einem Kompressor, der je Stunde 36300 bis I36OOO kg (80,000 to 300,000 pounds) Gas an den Konverter und/oder den Absorptionsturm mit einem Druck von 5 bis 10 Atmosphären abgibt und einer Gasturbine, die Restgas mit einer Temperatur von 450 bis 700⁰C aufnimmt, wobei eine wirksame Energieausnützung erzielt wird. Beispielsweise kann das Verfahren gemäß der Erfindung bei einer vorhandenen Ammoniumnitratanlage der in Figur 1 veranschaulichten Art. mit einem Kompressor, der wenigstens 54400 kg (120,000 pounds) Luft je Stunde mit einem Druck von wenigstens 5 Atmosphären abgibt, und einem herkömmlichen 25- bis 40-Stufengegenstromturm (bubble-cap tower), die 200 bis 600 t Salpetersäure je Tag erzeugt, angewandt werden. Durch das Verfahren wird die Abgabe von Stickoxiden von der Anlage auf beträchtlich unter 2,7 kg/t (6 pounds per ton) erzeugte Salpetersäure herabgesetzt und kann in einer Anlage, -die je Tag 200 bis 300 oder mehr t Salpetersäure erzeugt oder in größeren Anlagen, die 600 oder mehr t Säure je Tag erzeugen, die Abgabe von Stickoxiden auf 1,8 bis 2,3 kg/t (4 to 5 pounds per ton) Salpetersäure senken.

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In einer typischen Ammoniurnnitratanlage ist es notwendig, die Abgabe von NO auf unter 400 ppm, bezogen auf das Volumen, zu senken, damit insgesamt beträchtlich weniger als 2,5 kg/t Säure (5.5 pounds per ton) an NC) abgegeben werden.

an Stickoxiden
Der Gehalt/des von dem Absorptionsturm austretenden Restgases kann bei der praktischen Durchführung des Verfahrens gemäß der Erfindung beträchtlich variieren, und variiert zu verschiedenen Zeiten des Jahres zwischen etwa 0,2 und etwa 0,4 Volum-^. Er beträgt wenigstens 0,15 Volum-$ und gewöhnlich etwa 0,25 bis etwa 0,55 VoIum-^. In der Ammoniumnitratanlage der Figuren 1 und 2 kann das Restgas von dem Absorptionsturm A beispielsweise 3 bis 4 Volum-# Sauerstoff und etwa 2300 bis etwa 4000 ppm Stickoxide enthalten. Die Temperatur eines solchen Restgases kann beispielsweise etwa 25 bis etwa 70⁰C betragen.

Während das Restgas von der Leitung 45 durch den Kühl/Absor.ber 121 zu der Leitung 46 strömt, wird seine Temperatur von 25 bis 30⁰C oder darüber auf weniger als 7⁰C und vorzugsweise nicht mehr als 3⁰C gesenkt, und sein Gehalt an Stickoxiden wird, beträchtlich verringert, beispielsweise 20 bis 40$. Beispielsweise kann der NO -Gehalt des Restgases in der Einheit 121 von 0,25 bis 0,40$ auf nicht über 0,18 Volum-$ gesenkt werden, während der Druckabfall nur sehr gering ist (weniger als 0,5$ oder beträchtlich weniger als 0,035 atü (0.5 psi) in der Anlage der Figuren 1 und 2).

Der Gehalt des Restgases an Stlckoxiden kann um 40 bis 6θ$ oder mehr gesenkt werden, während das Gas von der Leitung 46 durch den Wasserwäscher 141 zu der Leitung I5I strömt. Beispielsweise kann er von 0,16 bis 0,18$ in Leitung 46 auf unter 0,12$ in Leitung 151 gesenkt werden. Die Einheiten 121 und 141 sind vorzugsweise so ausgebildet, daß der NO -Gehalt des Restgases in Lei-

JrL.

tung 151 auf nicht über etwa 0,1$ gesenkt wird.

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Während das Restgas von Leitung I5I durch die Wäscher 142 und 143 in die Leitung 47 strömt, wird sein Gehalt an Stickoxiden um vienigstens 50$ und vorzugsweise auf unter 0,04 Volum-? gesenkt. Beispielsweise kann der NO -Gehalt von über 800 auf unter 400 ppm, bezogen auf das Volumen, gesenkt werden, während das Restgas durch die Wäscher 142 und 143 strömt.

Wenn außerdem ein Ozongenerator 200 oder ein Wässerstoffperoxidwäseher 300 verwendet wird, kann der NO -Gehalt auf beträchtlich unter 200 ppm gesenkt werden, bevor das Restgas in die Heizvorrichtung 24 eintritt.

Die Temperatur des Restgases wird beim Durchtritt durch den Wasserwäscher 141 bei unter 7⁰C und vorzugsweise nicht über 5⁰C gehalten, und die besten Ergebnisse werden erzielt, wenn die Gastemperatur bei unter 3⁰C gehalten wird. Die Temperatur des Restgases kann durch die gekühlte Behandlungsflüssigkeit in den Wäschern 142 und 143 auf 2⁰C oder darunter gesenkt werden.· Die Restgastemperatur in diesen Wäschern wird bei nicht über 5⁰C und vorzugsweise nicht über 3⁰C gehalten. Der Kühler G kann so ausgebildet sein, daß die umlaufende Flüssigkeit bei einer Temperatur nicht über 2⁰C und über dem Gefrierpunkt der Flüssigkeit gehalten wird. Wenn der Kühler 14O verwendet wird, so kann er die umlaufende Flüssigkeit bei niedriger Temperatur von beispielsweise 1 bis 2⁰C halten.

Die Flüssigkeit wird durch die Wäscher 141, 142 und 143 mit ausreichender Geschwindigkeit umlaufen gelassen, um die Füllmaterialbetten I60 gründlich zu benetzen und eine wirksame Absorption des Stickstoffdioxids zu erzielen.. Die Strömung der umlaufenden Flüssigkeit je Zeiteinheit durch jedes Füllmaterialbett 160 beträgt gewöhnlich etwa das 0,4- bis 2-fache der Strö-mung des Restgases durch das Bett, jeweils bezogen auf das Gewicht, kann aber auch viel größer sein. Wenn eine Kühlung des Restgases beispielsweise durch die Flüssigkeit in der Einheit

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.so

141 bewirkt wird, könnte die Gewichtsmenge an umlaufender Flüssigkeit das 2-bis 8-fachen derjenigen des Restgases betragen.

Gewünschtenfalls können die Leitung 188 und die Pumpe I89 verwendet werden, um Wasser durch die Einheit 121 in gleicher Weise zurückzuführen, so daß die Gewichtsmenge an durch diese Einheit strömender Flüssigkeit je Zeiteinheit größer ist als die Gewichtsmenge an strömendem Restgas. Das ist jedoch zur Erzielung einer zufriedenstellenden Abstrennung von Stickstoffdioxid in dieser Einheit nicht notwendig.

Die Menge an Beschickungswasser, die vom Tank 29 der Leitung 45 über Leitung 74 je Zeiteinheit zugeführt wird, beträgt vorzugsweise etwa 8 bis 12 Gew.-^ des durch die Leitung 45 strömenden Restgases und kann j6 bis 227 l/min (20 to βθ gallons per minute) betragen, je nach dem, wie groß die Anlage ist. Ein Hauptteil und vorzugsweise wenigstens 75 Gew.-% des den Böden des Absorptionsturms A zugeführten Beschickungswassers wird durch Leitung 106 dieses Turms ausgebracht, und eine vergleichbare Menge wird der Leitung 45 vom Tank 29 zugeführt. Das gesamte oder im wesentlichen das gesamte Beschiekungswasser für den Absorptionsturm A kann von der durch die Einheit 141 umlaufenden Flüssigkeit, die mehr als 0,5 Gew.-% Salpetersäure enthalten kann, erhalten werden. Ein solches Beschickungswasser wird dem Absorptionsturm vorzugsweise mit einer Temperatur nicht über. 1Q⁰C zugeführt, und kann verwendet werden, um eine betiä chtliche Kühlung des Turms zu bewirken.

Der Wasserwäscher 141 arbeitet ohne besondere Einrichtungen zur Einstellung der Azidität des Wassers. Zufriedenstellende Ergebnisse können erzielt werden, wenn die umlaufende Flüssigkeit nur 0,2 bis 0,3 Gew.-^ Salpetersäure enthält, und die Menge an Säure bleibt über diesem Wert, so lange das Restgas beträchtliche Mengen an Stickstoffdioxid enthält.

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Die Wäscher 142 und 143 erfordern eine Behandlungsflüssigkeit, die wenigstens etwa 0,2 Gew.-% Salpetersäure und eine wirksame Menge an Harnstoff, vorzugsweise wenigstens 0,2 oder 0,3 Gew.'-% Harnstoff, enthält. Die in der Flüssigkeit anwesende Menge an Salpetersäure kann 0,5$ oder mehr betragen, beträgt vorzugsweise aber nicht mehr als 2 Gew.-%. Die Menge an Harnstoff kann theoretisch 15 oder,20$ oder darüber betragen; es ist jedoch unnötig kostspielig,den Gehalt an Harnstoff in der Behandlungsflüssigkeit auf über 5 Gew.-% zu halten. Vorzugsweise wird der Harnstoffgehalt zwischen etwa 0,2 und 3 Gew.-% gehalten, und vorzugsweise läßt man den Ammoniumnitratgehalt auf wenigstens 10 Gew.-% ansteigen, bevor oder während man die Flüssigkeit durch Leitung I69 der Düngemittelanlage 80 zuführt. Das Ammoniumnitrat wird natürlich zufolge der Zersetzung von Harnstoff unter- Bildung von Ammoniak, das mit der Salpetersäure reagiert, gebildet.

Die durch Leitung 168 zugeführte Ergänzungsflüssigkeit besteht aus etwa 20 bis 50 Gew.-%, vorzugsweise etwa 25 bis etwa 40 Gew.-%, Harnstoff, Rest Wasser. Gewöhnlich ist es nicht notwendig, der Ergänzungslösung Salpetersäure zuzusetzen. Eine . hohe Harnstoffkonzentration ist erwünscht, um eine Senkung des' Wassergehaltes (watering down) der umlaufenden Flüssigkeit zu vermeiden und die Gewinnung eines wertvollen Düngemittels ohne Auftreten des Problems der Wasserverschmutzung zu ermöglichen.

Die als umlaufende Flüssigkeit in den Wäschern 142 und 143 verwendete Masar-Lösung enthält vorzugsweise 65 bis 90 Gew.-^ Wasser, bis zu 5 Gew.-^ Harnstoff, 10 bis 25 Gew.-^ Ammoniumnitrat und bis zu 2 Gew.-% Salpetersäure; die Mengen können jedoch be-,ch variieren. Gewünschtenfalls kann der Harnstoffver-

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brauch/einem Mindestwert gehalten werden, indem man den Harnstoffgehalt zwischen etwa 0,2 und 1,5 Gew.-% hält. Die besten Ergebnisse werden erzielt, wenn in der Masar-Behandlungslösung Harnstoff verwendet wird. Einige der Vorteile der Erfindung werden

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aber auch erzielt,, wenn das Restgas mit anderen Chemikalien behandelt wird, um die Stickoxide abzutrennen. Beispielsweise kann Harnstoff teilweise oder vollständig durch ein Isomer, Homologes oder eine andere harnstoffartige Verbindung oder ein Amid oder Amin, die mit dem Stickstoffdioxid in der V/eise reagieren, daß es in gasförmigen Stickstoff übergeführt wird, ersetzt werden. Hierfür geeignete !/"erbindungen sind beispielsweise Formamid, Acetamid, Hydrazin und dergl.

Die Vorrichtung und das Verfahren gemäß der Erfindung können von großem Vorteil sein, auch wenn die in den Wäschern 142 und 143 verwendete Behandlungslösung weniger wirksam als die oben beschriebene Masar-rLösung ist. Das gilt insbesondere im Zusammenhang mit vorhandenen Hochdruck-Ammoniumnitratanlagen, die während der Sommermonate 3000 bis 4000 ppm oder mehr, bezogen auf das Volumen, an Stickoxiden abgeben. Beispielsweise könnten bei bestehenden Anlagen, wenn sie gemäß der Erfindung modifiziert sind, die NO -Emissionen um 80^ oder mehr gesenkt werden, selbst wenn die Masar-Behandllungslösung fortgelassen wird. Das Verfahren würde am wirksamsten sein, wenn die Restgas tempera tür auf 2⁰C oder darunter gesenkt würde. Wenn beispielsweise die Vorrichtung von Figur 2 bei ausreichend niedriger Temperatur betrieben würde, so würde dieser Betrieb auch dann noch vorteilhaft sein, wenn statt der Harnstoff enthaltenden Masar-Lösung gekühltes Wasser durch die Wäscher 142 und 143 umlaufen gelassen würde. Solches Wasser könnte ozonisiert, belüftet oder mit Sauerstoff behandelt sein, um die Oxydation des Stickoxids zu begünstigen.

Die in der Vorrichtung gemäß der Erfindung verwendete Kombination, wie sie beispielsweise in Figur 2 gezeigt ist, bedeutet eine außerordentliche Verbesserung auf dem Salpetersäuregebiet, weil sie schwerwiegende und seit Jahrzehnten ungelöste Probleme löst. Durch diese Kombination wird es möglich, die Stickoxidemissionen bestehender Salpetersäureanlagen auf annehmbare Werte zu senken, wenn sehr große Volumen an Gas behandelt werden, ohne daß die

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Wirkung der Anlage unerwünscht gesenkt oder die Kosten der Herstellung zu stark erhöht werden.

Ein sehr wesentliches Merkmal der Erfindung besteht darin, daß mit dem Verfahren und der Vorrichtung 40 bis 100 t/h oder mehr Restgas bei sehr geringem Druckabfall, beispielsweise 1 bis 2% oder weniger als 0,14 atü (2 pounds per square inch) in einer Anlage, wie sie in den Figuren 1 und 2 gezeigt ist, behandelt werden können. Wenn sie auf vorhandene Anlagen, bei denen 3500 ppm oder mehr an Stickoxiden ausgebracht werden, angewandt werden, so müssen die Vorrichtung und das Verfahren außerordentlich wirksam sein, damit ein zu starker Verbrauch an kostspieligen Chemikalien in den Wäschern 142 und 143 vermieden wird.

Das der Erfindung zugrundeliegende Problem konnte bisher nicht durch irgendwelche bekannte Methoden des Waschens mit Chemikalien gelöst werden, weil es nicht möglich war, eine Vorrichtung zu erstellen, die bei den sehr großen Volumen an Restgas, die · von einer Salpetersäureanlage abgegeben werden, das in geringen Konzentrationen anwesende Stickoxid zu oxydieren und das Stickstoffdioxid abzutrennen vermochte. Beispielsweise waren Behandlungen mit Harnstofflösungen als Waschflüssigkeit, mit denen kleine Volumen an Gas im Laboratoriumsversuch behandelt werden konnten, für große Volumen an Restgas ziemlich unwirksam und nicht akzeptabel, und derartige chemische Behandlungen waren unwirtschaftlich.

Wenn beispielsweise eine vorhandene Salpetersäureanlage durch Hinzufügen eines zweiten Absorptionsturms (bubble-eap tower) modifiziert und eine Harnstoff enthaltende Masär-Lösung durch die Böden dieses Turms geführt würde, so wurden sehr wenig zufriedenstellende Ergebnisse erzielt werden.

Die vorliegende Erfindung löst das Problem durch eine einzigartige Kombination von Elementen und die Einhaltung einzigarti-

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ger. Betriebsbedingungen« Durch diese Kombination wird es möglich, die NO -Abgabe vorhandener Araraoniumnitratanlagen in einfacher und* wirtschaftlicher Weise zu senken. Um dies zu erreichen, ist es wesentlich, nicht nur die richtige Vorrichtung, sondern auch ein bestimmtes Verfahren anzuwenden, derart, daß das Restgas auf eine sehr niedrige Temperatur, vorzugsweise nicht wesentlich über 3⁰C, zu kühlen. Die niedrige Temperatur ist besonders wesentlich im Zusammenhang mit den Gaswäschern 142 und 143 und ist kritisch, wenn versucht wird, den Gehalt großer Volumen an Restgas an Stickoxiden auf 350 bis 400 ppm, bezogen auf das Volumen, oder darunter, zu senken.

Wenn zusätzlich zu dem Turm D eine weitere Vorrichtung zum Zwecke einer weiteren Senkung des NO -Gehaltes, beispielsweise die Einheit 200 oder 300, vorgesehen ist, ist es auch erwünscht, die Restgastemperatur unter 10⁰C zu halten. In manchen Fällen kann es erwünscht sein, weitere ammoniakgekühlte. Kühler hinzuzufügen, um die Restgastemperatur bei 5⁰C oder darunter zu halten, bis es die Heizvorrichtung 24 erreicht«.

Wenn der NO -Gehalt des Restgases durch den Turm D auf beträchtlieh unter 0,04 Volum-^ gesenkt wird, so wird es möglich, einen Gaswäscher 300, in dem eine Behandluhgslösung, die ein Oxydationsmittel oder ein anderes chemisches Mittel enthält, kontinuierlich durch geeignete Mittel zum Kontaktieren von Gas und Flüssigkeit, wie ein Bett 1βθ oder dergl., umlaufen gelassen wird, zu verwenden. Das bevorzugte Oxydationsmittel ist Wasserstoffperoxid, und eine schwache Lösung von Hydroperoxid würde vorzugsweise durch das Füllmaterial nach unten und in der gleichen Richtung wie das Restgas durch das Füllmaterial nach unten geführt« Vorzugsweise fließen also Gas und Flüssigkeit 'in gleicher, statt in entgegengesetzter Richtung«, Die Behandlungslösung könnte 0,1 bis 2 Gew. -$> Wasserstoffperoxid, Rest Wasser, enthalten. Die Menge an Peroxid könnte jedoch wegen seiner hohen Kosten auf ein Minimum gesenkt werden. Die Temperatur des Restgases in dem Gaswäscher 300 könnte bei 0 bis 5⁰C gehalten werden und würde vorzugsweise bei nicht über 1OT gehalten. 409828/0 8 35

Die Behandlungslösung im Wäscher 300 könnte auch andere Chemikalien, wie Formamid, Acetamid, Hydrazin, Harnstoff oder ein anderes geeignetes Amin oder eine harnstoffartige Verbindung, enthalten. Der Wäscher 300 kann beispielsweise in gleicher Weise ausgebildet sein wie die Wäscher 142 oder 143 und kann mit praktisch der gleichen wäßrigen Harnstofflösung betrieben werden.

Außer oder anstelle der Einheit 300 kann ein herkömmlicher Ozongenerator 200 und eine Spezialpumpe 201 zur Abgabe von ozonhaltiger Luft oder ozonhaltigem Gas an die Leitung 47 unter geeignetem Druck von beispielsweise 7 atü (100 pounds per square inch) vorgesehen werden. Ein solcher Ozongenerator kann beispielsweise .Luft oder Gas mit einem beträchtlichen Gehalt an Ozon, beispielsweise 3 bis 4 Volum-$,erzeugen. Die Kosten der Ozonerzeugung sind zwar sehr hoch; jedoch wird diese Methode praktikabel, wenn der NO -Gehalt auf einen sehr geringen Wert gesenkt wird, so daß die verbrauchte Menge an Ozon nicht zu hoch ist.

Hinter den Einheiten 200 oder 300 können Einrichtungen zur Abtrennung beträchtlicher Mengen an Stickstoffdioxid von dem Restgas, während die Gas temperatur noch unter 10⁰C liegt und bevor das Gas in der Einheit 24 aufgeheizt wird, vorgesehen werden. Solche Einrichtungen können die Einheit P und/oder andere geeignete Einheiten zum Kondensieren oder Absorbieren des Stickstoffdioxids sein.

Die Erfindung ist oben im Zusammenhang mit einer Salpetersäure- · anlage, wie sie gewöhnlich in den V.St.A. verwendet wird und in der die Oxydation von Ammoniak zu Stickoxid irn Ammoniakkonverter C und die Umwandlung in Salpetersäure durch Absorption bei Drücken von 3 bis 10 und gewöhnlich wenigstens 5 Atmosphären erfolgen, beschrieben worden. Sie ist jedoch auch auf große Salpe-. tersäureanlagen des Dualdrucktyps, wie sie gewöhnlich in Westeuropa angewandt werden und in denen diese Ammoniakoxydation in dem Konverter bei niedrigem Druck oder etwa Atmosphärendruck

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und die Absorption in dem Absorptionsturm bei Drücken von 2 bis 8 Atmosphären erfolgt, anwendbar.

Beispielsweise ist die Erfindung auf die Dualdru.ck-Salpetersäureanlagen, wie sie auf den Seiten 170 bis 174 von "Chemical Engineering", Band 6j5, Nr. 5 (Mai 1956) beschrieben ist, anwendbar. In dieser Anlage liefert ein Doppelgebläse Luft und Ammoniak an einen Ammoniakkonverter, das Ammoniak wird bei einem Druck nahe Atmosphärendruck oxydiert, die aus dem Ammoniakkonverter austretenden Gase werden gekühlt, indem man sie nacheinander durch einen Restgaserhitzer, einen Abhitzekessel und primäre und sekundäre Kühl/Kondenser führt, und die Gase werden dann in einem großen, durch eine Expansionsturbine betriebenen Kompressor auf einen Druck von 2 bis 8 Atmosphären verdichtet, und zu dem Absorptionsturm geführt.

Das Restgas von dem Turm strömt durch den oben erwähnten Restgaserhitzer und nimmt dort Wärme von den aus dem Ammoniakkonverter austretenden Gasen auf und strömt dann durch die Expansionsturbine, um Energie zum Antreiben des Gaskompressors zu erzeugen. Absörptionsturm und Energiegewinnungseinrichtungen sind also grundsätzlich die gleichen wie diejenigen der Salpetersäureanlagen der oben im Zusammenhang mit Figur 1 der Zeichnungen besprochenen Art.

Viele Merkmale der Erfindung können zwar auf die Senkung der NO Abgabe von Salpetersäureanlagen, bei denen die Absorptionstürme bei Atmosphärendruck betrieben werden, wie in der oben erwähnten Literaturstelle "Chemical Engineering" beschrieben, angewandt werden; jedoch werden die Kosten der Anlage wegen ihrer Größe untragbar. Um diese Kosten zu senken, wird der Druck in dem Absorptionsturm vorzugsweise bei wenigstens etwa 2,5 Atmosphären und insbesondere bei wenigstens 4 oder 5 Atmosphären gehalten.

Der gewünschte Druck wird vorzugsweise durch Gaskompressoren, bei-

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spielsweise dem in Figur 1 gezeigten Luftkompressor oder den in der oben im Zusammenhang mit dem Dualdrucksystem genannten Literaturstelle beschriebenen Salpetriksäuregaskompressor erzielt. Eine Energierückgewinnung erfolgt vorzugsweise durch Übertragung von Wärme von den aus dem Ammoniakkonverter austretenden Gasen an das Restgas zum Antreiben einer Gasturbine oder durch Verwendung dieser Wärme zum Antreiben einer Dampfturbine.

Verfahren und Vorrichtung gemäß der Erfindung eignen sich zwar besonders für eine Verbesserung bereits vorhandener Salpetersäureanlagen; sie können aber auch bei neuen Anlagen, wo die Anforderungen hinsichtlich des NO sehr streng sind, angewandt werden. Die Erfindung macht den Bau von Anlagen mit einer Kapazität von 200 bis 800 t 100^-ige Salpetersäure je Tag bei NO -Abgaben von beträchtlich unter 1,3»6 kg/t (j5 pounds per ton) erzeugte Schwefelsäure möglich.

In der Beschreibung und den Ansprüchen beziehen sich Angaben betreffend den Gehalt des Restgases an Stickoxiden in Prozent oder ppm auf das Volumen.

Der Ausdruck "Restgas" ("tail gas") bezieht sich auf das von dem Absorptionsturm A zu der Gasturbine 12 und zu dem Kamin strömende Gas.

Der Ausdruck "Beschiekungswasser" bezieht sich auf das Wasser von dem Beschickungswassertank 29, das dem Turm A direkt über Leitung 7^ oder indirekt über Leitung 74, Einheiten 121 und 141 und Leitung 106 zugeführt wird.

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Claims

Patentansprüche

fT) Verfahren zum Betreiben einer Ammoniurnnitratanlage mit einem Ammoniakkonverter zur Umsetzung von Ammoniak und Luft unter Bildung von Stickoxid, einem Luftkompressor zur Abgabe' von wenigstens J56JOO kg (80,000 pounds) Luft je Stunde an den Konverter, Einrichtungen zum Kühlen der aus dem Konverter austretenden Gase, einschließlich einem Aufheizer (reheater), einem Lufterhitzer, einem Vorerhitzer und einem Kühler/Kondensor zum Kondensieren des darin enthaltenen Wasserdampfes Μηά Stickstoffdioxids und zur Bildung von Salpetersäure, einem Mehrstufenabsorptionsturm, der die Gase von dem Kühler/Kondensor und einen Teil der Luft von dem erwähnten Kompressor aufnimmt und Einrichtungen zum Kontakt Gas/Flüssigkeit in jeder Stufe zum Absorbieren des Stickstoffdioxids in V/asser unter Bildung von Salpetersäure aufweist, Besehickungswasserzuführungseinrichtungen für diesen Turm, Säurespeicher zur Aufnahme von Flüssigkeit von dem Bodenteil des erwähnten Turms, die wenigstens etwa 50 Gew.-^ Salpetersäure enthält, einem Neutralisator, der die Säure mit Ammoniak unter Bildung von Ammoniumnitrat umsetzt, Superheizeinrichtungen, die Ammoniakdampf an den Neutralisator abgeben> Gasturbinen, die das Restgas aufnehmen und den erwähnten Kompressor antreibe^ und Einrichtungen, die das Restgas von dem Absorptionsturm durch den Vorerhitzer und den Aufheizer der erwähnten Turbine zuführen, um das Restgas auf eine Temperatur von wenigstens 4-5O⁰C am Turbineneinlaß aufzuheizen, dadurch gekennzeichnet, daß man das Restgas von dem erwähnten Absorptionsturm durch einen mit Ammoniak gekühlten Kühl/Absorber führt, während man Beschickungswasser von der Beschickungswasser zufuhr einrichtung zu dem Absorber führt, um die Gastemperatur auf nicht über 5⁰C zu senken, während das Ammoniak verdampft und gleichzeitig der Gehalt des Gases an Stickoxiden

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auf unter 0,18 Volum-^ sinkt, das verdampfte Ammoniak der erwähnten Superheizeinrichtung zuführt, das gekühlte Restgas und Wasser durch einen Wasserwäscher mit Einrichtungen für den Kontakt Gas/Flüssigkeit führt, um das Stickstoffdioxid zu absorbieren, während man große Mengen an Wasser durch die Einrichtungen zum Kontakt Gas/Plüssigkeit umlaufen läßt, um den Gehalt des Gases an Stickoxiden auf unter 0,12 Volum-^ zu senken, einen Teil des umlaufenden V/assers entfernt und zu dem erwähnten Absorptionsturm zurückführt, um die in dem Wasserwäscher erzeugte Salpetersäure zu gewinnen, das Röstgas von dem Wasserwäscher durch wenigstens einen Gaswäscher mit Einrichtungen für den Kontakt Gas/ Flüssigkeit von großer Oberfläche führt, durch die letztgenannte Einrichtung eine im wesentlichen V/asser, Salpetersäure, Harnstoff und Ammoniumnitrat enthaltende Behandlungsflüssigkeit mit einer Temperatur von nicht über 5⁰C umlaufen läßt, um den Gehalt des Restgases an Stickoxiden auf einen niedrigen Wert zu senken, und das Restgas dann zu dem ■Vorerhitzer zurückführt.

2. Verfahren zum Betreiben einer Ammoniumnitratanlage mit einem Ammoniakkonverter zur Umsetzung von Ammoniak und Luft unter Bildung von Stickoxid, der wenigstens 36300 kg (80>000 pounds) Luft je Stunde aufnimmt, Einrichtungen zum Kühlen der Gase von dem Konverter, einschließlich eines Restgaserhitzers und eines Kühler/Kondensors zum Kondensieren des Wasserdampfs und Stickstoffdioxids in dem Restgas und Bildung von Salpetersäure, einem mehrstufigen Absorptionsturm zur Aufnahme der Gase von dem Kühler/Kondensor mit Einrichtungen für den Kontakt Gas/Flüssigkeit in jeder Stufe zum Absorbieren von Stickstoffdioxid in Wasser unter Bildung von Salpetersäure, Beschickungswasserzufuhreinrichtungen für diesen Turm, einer Säurespeichereinrichtung zur Aufnahme der Flüssigkeit vom Bodenteil des erwähnten Turms, die wenigstens etwa 50 Gew.-^ Salpetersäure enthält,

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einem Neutralisator, in dem die Säure mit Ammoniak unter Bildung von Ammoniumnitrat reagiert, einer Verdampfungseinrichtung, die erwärmtes Ammoniak zu dem Neutralisator führt, einem Kompressor, der die dem Absorptionsturm zugeführten Gase bis zu einem Druck von wenigstens etwa J5 Atmosphären verdichtet, einer Gasturbine, die das Restgas von dem Absorptionsturm aufnimmt und den Kompressor betreibt und einer Einrichtung zum Führen des Restgases von dem Absorptionsturm durch den Restgaserhitzer zu der Turbine und Aufheizen des Restgases auf eine Temperatur von wenigstens 45O⁰C am Turbineneinlaß, dadurch gekennzeichnet, daß man das Restgas von dem erwähnten Absorptionsturm durch einen mit Ammoniak gekühlten Kühler führt, Ammoniak durch diesen Kühler zu dem Neutralisator führt, während das Ammoniak verdampft und die Temperatur des Restgases auf nicht über 5⁰C gekühlt wird, das gekühlte Restgas -von dem Kühler einer mehrstufigen Beseitigungseinrichtung mit einer Anzahl getrennter Gasviascheinrichtungen zuführt, wobei jede Waschstufe Einrichtungen für den Kontakt Gas/Flüssigkeit für die wäßrige Absorption von Stickstoffdioxid und eine Luftkammer unter diesen Kontakteinrichtungen aufweist, Wasser und Salpetersäure durch die Kontakteinrichtungen Gas/Flüssigkeit der ersten Stufe mit einer Temperatur von nicht über 5⁰C umlaufen läßt, um den Stickstoffdioxidgehalt des Gases auf unter 0,1 Volum-$ zu senken und Wasser und Säure von dem Gas abzutrennen, einen Teil des umlaufenden Wassers abzieht und zu dem Absorptionsturm zurückführt, um die Schwefelsäure zu gewinnen, das Restgas von der ersten Stufe einer nachfolgenden Waschstufe der Beseitigungseinrichtung zuführt, eine Wasser, Salpetersäure, Harnstoff und Ammoniumnitrat enthaltende Behandlungsflüssigkeit durch die Einrichtungen zum Kontakt Gas/Flüssigkeit dieser nachfolgenden Stufe umlaufen läßt, die Flüssigkeitstemperatur in dieser nachfolgenden Stufe bei nicht über J>% hält, wiederholt Harnstoff

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zusetzt und Ammoniumnitrat von der umlaufenden Flüssigkeit abtrennt, um die Wirksamkeit der Flüssigkeit zu erhalten, und das Restgas von der letzten Stufe der Beseitigungseinriehtung dem Restgaserhitzer zuführt, um es zu der Turbineneinrichtung zurückzuführen.

~5. Verfahren zum Betreiben einer Ammoniumnitratanlage gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das aus dem Absorptionsturm austretende Restgas etwa 3 bis etwa. 4 Volum-^ Sauerstoff und etwa 0,23 bis etwa 0,4 Volum-^j Stickoxide enthält und der Gehalt an Stickoxiden auf nicht mehr als etwa Oj18^ gesenkt wird, indem man das Gas über Einrichtungen zum Kontakt Gas/Flüssigkeit des erwähnten ammoniakgekühlten Kühlers führt, während man Beschickungswasser von der Beschickungswasserzufuhreinrichtung über die letztgenannten Kontakteinrichtungeh führt, wobei die Gewichtsmenge an diesem Besc.hickungswasser etwa 8 bis etwa 12$ des Gewichtes des Restgases je Zeiteinheitbeträgt .

4. Verfahren zum Betreiben einer Ammoniumnitratanlage gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß man das Restgas von dem Absorptionsturm einer ersten Wasserwascheinrichtung mit einem Füllmaterialbett mit Einrichtungen für den Kontakt Gas/Flüssigkeit zuführt, um Stickoxide von dem Gas zu absorbieren, kontinuierlich Wasser durch diese Kontakteinrichtungen Gas/Flüssigkeit mit einer ausreichenden Geschwindigkeit, um eine wirksame Benetzung der Kontaktflächen Gas/Flüssigkeit zu bewirken, umlaufen läßt, während man Teile des umlaufenden Wassers abzieht und zu dem Absorptionsturm führt, wobei die Gewiehtsmenge an dem umlaufenden Wasser größer ist als die Gewichtsmenge an dem strömenden Restgas, die Temperatur des Restgases in dem ersten Wasserwäscher auf unter 7⁰C senkt, indem man Wärme an Ammoniak, das der Verdampfereinrichtung

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zugeführt wird, überträgt, das gekühlte Restgas von dem Wasserwäscher einer chemischen Wascheinrichtung mit einem FüTlmaterialbett mit Einrichtungen für den Kontakt Gas/ Flüssigkeit zuführt, um Stickoxide von dem Gas abzutrennen,· kontinuierlich eine BehandlungsflUssigkeit durch die Kontakteinrichtungen Gas/F-lüssigkeit der chemischen Wascheinrichtung mit ausreichender Geschwindigkeit, um diese wirksam zu benetzen, umlaufen läßt, während man die Temperatur dieser Flüssigkeit bei 0 bis 5⁰C hält und diese Flüssigkeit im wesentlichen aus Wasser, Salpetersäure, Harnstoff und Ammoniumnitrat besteht, eine wirksame Menge an Harnstoff in dieser Flüssigkeit hält, indem man Ergänzungslösung aus Wasser und Harnstoff zusetzt, die Konzentration an Ammoniumnitrat in dieser Flüssigkeit erhöht und Teile der Flüssigkeit abzieht, wenn die Konzentration wenigstens etwa 15 Gew."fo beträgt.

5· Verfahren zum Betreiben einer Amrnoniumnitratanlage mit einem Amraoniakkonverter zum Umsetzen von Ammoniak und Luft unter Bildung von Stickoxid, einem Luftkompressor zur Abgabe von wenigstens 363ΟΟ kg (8o,OOQ pounds) Luft je Stunde an den Konverter> Einrichtungen zum Kühlen der Gase von dem Konverter einschließlich einem Aufheizer, einem Lufterhitzer, einem Vorwärmer und einem Kühler/Kondensor zum Kondensieren des Wasserdampfes und Stickstoffdioxids in diesen Gasen, einem mehrstufigen Absorptionsturm zur • Aufnahme der Gase von dem Kühler/Kondensor, und einem Teil der Luft-von dem Kompressor mit Einrichtungen zum Kontakt Gas/Flüssigkeit in jeder Stufe zum Absorbieren des Stickstoffdioxids in Wasser unter Bildung von Salpetersäure, Beschickungswasserzufuhreinrichtungen für diesen Turm, Säurespeichereinrichtungen zur Aufnahme der Flüssigkeit vom Bodenteil des Turms, die etwa 50 bis 65 Gew.-% Salpetersäure enthält, einem Neutralisator zum Umsetzen der Säure mit Ammoniak zu Ammoniumnitrat, Superheizeinrichtungen zur

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Abgabe von Ammoniak an den Neutralisator, Gasturbineneinrichtungen zur Aufnahme des Restgases und Betreiben des Kompressors und Einrichtungen zur Abgabe des Restgases von dem Absorptionsturm durch den Vorheizer und den Aufheizer an die Turbineneinrichtung zum Erwärmen des Restgases auf eine Temperatur von wenigstens 450⁰C am Turbineneinlaß, dadurch gekennzeichnet, daß man das Restgas von dem Absorptionsturm durch eine ammoniakgekühlte Kühl/Absorber-Einrichtung mit Einrichtungen zum Kontakt Gas/Flüssigkeit führt, das Wasser von der Beschickungswasserzufuhr einrichtung der Absorbereinrichtung zuführt, um eine wirksame Benetzung der Außenfläche der Einrichtungen für den Kontakt Gas/Flüssigkeit zu bewirken, Ammoniak durch den Kühl/Absorber dem Neutralisator zuführt, während das Ammoniak verdampft und die Temperatur des Restgases auf nicht mehr als 5⁰C gesenkt wird, das gekühlte. Restgas und Wasser von dem Kühl/Absorber einer mehrstufigen Beseitigungseinriehtung mit einer Anzahl getrennter Gaswascheinrichtungen zuführt, wobei jede Waschstufe Einrichtungen für den Kontakt Gas/PLüssigkeit zur wäßrigen Absorption von Stickstoffdioxid aufweist, und einer Luftkarnmer unter diesen Kontakteinrichtungen, Wasser und Salpetersäure durch die Kontakteinrichtungen Gas/Flüssigkeit der ersten Stufe umlaufen läßt., um den Stickstoffdioxidgehalt des Gases auf unter 0,1 Volum-$£ zu senken und Wasser und Säure von dem Gas zu gewinnen, einen Teil des umlaufenden Wassers abzieht und zu dem Absorptionsturm zurückführt, um die Salpetersäure zu -gewinnen, das Restgas von der ersten Stufe einer nachfolgenden Waschstufe der Beseitigungseinrichtung zuführt, eine Wasser, Salpetersäure, Harnstoff und Ammoniumnitrat enthaltende Behandlungsflüssigkeit durch die Kontakteinrichtung Gas/Flüssigkeit dieser nachfolgenden Stufe umlaufen läßt, die Flüssigkeitstemperatur in dieser nachfolgenden Stufe bei nicht über 5⁰C hält, wiederholt der umlaufenden Flüssigkeit Harnstoff zusetzt und Ammoniumnitrat abzieht, um die

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Wirkung der Flüssigkeit aufrechtzuerhalten, und das Restgas von der letzten Stufe der Beseitigungseinrichtung dem Vorheizer zuführt, um es zu der Turbineneinrichtung zurückzuführen.

6. Verfahren zum Betreiben einer Ammoniumnitratanlage gemäß Anspruch 5, d.a durch gekennzeichnet, daß die Einrichtung für den Kontakt Gas/Flüssigkeit der

• nachfolgenden Stufe ein Füllmaterialbett mit einer Breite von wenigstens 1,8 m (6 feet) und einer Höhe von wenigstens einigen Metern (at least several feet) aus einer Anzahl . Schichten aus Maschendraht besteht, und wobei die. erwähnte Behandlungsflüssigkext durch dieses FUllmaterialbett umlaufen gelassen wird, derart, daß das Gewicht an strömender Flüssigkeit größer ist als das Gewicht an strömendem Gas.

7. Verfahren zum Betreiben einer Ammoniumnitratanlage gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Menge an Harnstoff in der Behandlungsflüssigkext bei etwa 0,2 bis etwa yfo gehalten wird, um den Verbrauch an .Harnstoff minimal zu halten.

8. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch- gekennzeichnet, daß man die Menge an Ammoniumnitrat in der Behandlungsflüssigkeit allmählich auf wenigstens etwa 15 Gew. -fo erhöht und Teile dieser Flüssigkeit für eine Verwendung als Düngemittel entfernt.

9. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der in der nachfolgenden Stufe verbrauchte Harnstoff ersetzt wird, indem man Ergänzungsflüssigkeit, die hauptsächlich Wasser und wenigstens 25 Gew.-$ Harnstoff enthält, zusetzt.

10. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekenn-

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zeichnet, daß die umlaufende Behandlungsflüssigkeit durch einen Kühler geführt wird, um ihre Temperatur auf unter 3⁰C zu senken.

1J. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Restgas in dem nachfolgenden Wäscher bei einer Temperatur von nicht über etwa 3⁰C gehalten wird.

12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichne't, daß das Restgas in der erwähnten ersten Stufe bei einer Temperatur nicht über etwa 3⁰C gehalten wird.

13· Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das durch die erwähnte erste Stufe . umlaufende Wasser und die Salpetersäure durch einen Kühler geführt und bei einer Temperatur von nicht über etwa 3⁰C gehalten werden.

14. Verfahren zum Betreiben einer Ammoniumnitrat anlage mit einem Ammoniakkonverter zum Umsetzen von Ammoniak und Luft - unter Bildung von Stickoxid, einem Luftkompressor zur Abgabe von wenigstens 363OO kg (80,000 pounds) Luft je Stunde an den Konverter mit einem Druck von wenigstens 3 Atmosphären, Einrichtungen zum Kühlen der Gase von dem Konverter, einschließlich einem Aufheizer, einem Lufterhitzer, einem Vorwärmer und einem Kühler/Kondensor zum Kondensieren des darin enthaltenen Wasserdampfs und' Stickstoffdioxids unter Bildung von Schwefelsäure, einem mehrstufigen Absorptionsturm zur Aufnahme der Gase von dem erwähten Kühler/Kondensor und einem Teil der Luft von dem Kompressor mit Einrichtungen zum Kontakt Gas/Flüssigkeit in jeder Stufe davon zuir Absorbieren des Stickstoffdioxids in Wasser unter Bildung von Salpetersäure, Einrichtungen zum Zuführen von Beschickungs-

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wasser zu dem Turm in ausreichender Menge, um jeder Stufe Wasser zuzuführen, einer Säurespeichereinrichtung, einer Einrichtung zum Abgeben einer sauren Lösung an die Speichereinrichtung vom Bodenteil des erwähnten Turms, die wenigstens etwa 50 Gew.-^ Salpetersäure enthält, einem Neutralisator zum Umsetzen der Säure mit Ammoniak unter Bildung von Ammoniumnitrat, einer Verdampfereinrichtung zur Abgabe von erwärmtem Ammoniak an den Konverter und an den Neutralisator, einer Ammoniumnitratspeiehereinrichtung, einer Einrichtung zur Abgabe von Ammoniumnitrat von dem Neutralisator an die letzt erwähnte Speichereinrichtung, einer Gasturbineneinrich-. tung zur Aufnahme des Restgases und Antreiben des Kompressors, und einer Einrichtung zur Abgabe des Restgases .von dem Absorptionsturrn über den Lufterhitzer und den Aufheizer an die Gasturbineneinrichtung zur Erwärmung des Restgases auf eine Temperatur von wenigstens 45O⁰C am Turbinene,inlaß, dadurch gekennzeichnet, daß man das Restgas und das Beschickungswasser einer mehrstufigen Beseitigungseinrichtung mit einer Anzahl getrennter Gaswascheinrichtungen zuführt, wobei jede Waschstufe Einrichtungen für den Kontakt Gas/Flüssigkeit für die wäßrige Absorption von Stickstoffdioxid und eine Luftkammer unter diesen Kontakteinrichtungen aufweist, Wasser und Salpetersäure durch die Kontakteinrichtungen Gas/Flüssigkeit der ersten Stufe in ausreichender Menge, um die Oberflächen der Kontakteinrichtung Gas/Flüssigkeit zu benetzen, umlaufen läßt, während man die umlaufende Flüssigkeit in einem ammoniakgekühlten Kühler auf eine Temperatur von Q bis 5⁰C kühlt und dabei Wärme an das Ammoniak überträgt, wobei die Gewichtsmenge an umlaufender Flüssigkeit größer ist als die Gewichtsmenge an strömendem Restgas, das erwärmte Ammoniak der Verdampfereinrichtung zuführt, einen Teil der umlaufenden Flüssigkeit abzieht und dem Absorptionsturm zuführt, um die Salpetersäure zu gewinnen, kontinuierlich eine Behandlungsflüssigkeit durch die Kontakteinrichtungeη Gas/Flüssigkeit der zweiten Wascheinrichtung in ausreichender Menge, um

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die Kontaktflächen Gas/Flüssigkeit umlaufen läßt, während man diese Flüssigkeit auf eine Temperatur von 0 bis 5⁰C kühlt, wobei die Flüssigkeit im wesentlichen aus V/asser, Salpetersäure, Harnstoff und Ammoniumnitrat besteht, der umlaufenden Flüssigkeit wiederholt Harnstoff zusetzt und Ammoniumnitrat davon abzieht, um ihre Wirkung zu erhalten, und das Restgas von der letzten Stufe der erwähnten Beseitigungseinrichtung dem Vorheizer zuführt, um es zu der Turbineneinrichtung zurückzuführen.

15· Verfahren zuni Betreiben einer Ammoniumnitratanlage mit einem Ammoniakkonverter zum Umsetzen von Ammoniak und Luft unter Bildung von Stickoxid, einer Einrichtung zur Abgabe von Ammoniak und wenigstens 363OO kg (80,000 pounds) Luft je Stunde an den Konverter, einer Einrichtung zum Kühlen der von dem Konverter kommenden Gase, einschließlich Restgas, einer Heizeinrichtung und einem Kühler/Kondensor zum Kondensieren von Wasserdampf und Stickstoffdioxid in diesem Gas unter Bildung von Salpetersäure, einem mehrstufigen Absorptionsturm zur Aufnahme der Gase von dem Kühler/Kondensor mit Einrichtungen für den Kontakt Gas/Flüssigkeit in jeder Stufe zum Absorbieren des Stickstoffdioxids in Wasser unter Bildung von Salpetersäure, einer Einrichtung zum Zuführen von Beschiekungswasser zu dem Turm in ausreichender Menge, um jeder Stufe.Wasser zuzuführen, einer Säurespeichereinrichtung, einer Einrichtung zur Abgabe einer sauren Lösung vom Bodenteil des Turms an die Speichereinrichtung, wobei die saure Lösung wenigstens etwa 50 Gew.-^ Salpetersäure enthält, einem Neutralisator zur Umsetzung der Säure mit Ammoniak unter Bildung von Ammoniumnitrat, einer Verdampfungseinrichtung zur Abgabe von erwärmtem Ammoniak an den Konverter und den Neutralisator, einer Ammoniumnitratspeichereinrichtung, einer Einrichtung zur Abgabe von Ammoniumnitrat von dem Neutralisator zu der letzterwähnten Speichereinrichtung, einer Kompressoreinrichtung zur Lieferung der Gase für den

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Absorptionsturm unter einem Druck von etwa 3 Ms 10 Atmosphären, einer"Gasturbineneinrichtung zur Aufnahme des Restgases und Betreiben der Kompressoreinrichtung und einer Einrichtung zur Abgabe des Restgases to η dem Absorptionsturm durch die Restgasheizeinrichtung an die Turbineneinrichtung zur Erwärmung des Restgases auf eine Temperatur von etwa 450 bis 700⁰C am Turbineneinlaß, dadurch gekennzeiehnetj, daß man das Restgas und das erwähnte Be-• schickungswasser- durch einen ammoniakgekühlten Kühler/Absorber führt,, um Salpetersäure zu bilden, während gleichzeitig die Temperatur des Gases auf etxtfa 0 bis 5⁰C gesenkt und Wärme . an das Ammoniak übertragen wird., das erwärmte Ammoniak der Verdampfereinrichtung zuführt, das gekühlte Restgas, Wasser und Salpetersäure von dem Kühler/Absorber einer Anzahl Gaswasehe Inrichtungen zuführt, von denen jede Einrichtungen für den Kontakt Gas/Flüssigkeit zum Absorbieren von Stickstoffdioxid aus dem Gasstrom aufweist, kontinuierlich das Wasser durch die Kontakteinrichtungen Gas/Flüssigkeit der ersten Wascheinrichtung in ausreichender Menge, um eine wirksame Benetzung der Kontaktflächen Gas/Flüssigkeit zu bewirken, umlaufen läßt, während man seine Temperatur bei unter 7⁰C hält, kontinuierlich eine Behandlungsflüssigkeit durch die Kontakteinrichtungen Gas/Flüssigkeit der zweiten Wascheinrichtung in ausreichender Menge, um eine wirksame Benetzung der Kontaktflächen Gas/Flüssigkeit zu bewirken, umlaufen läßt, während man ihre Temperatur bei 0 bis 5⁰C hält, wobei die Behandlungsfüssigkeit im wesentlichen aus Wasser, Salpetersäure, Harnstoff und Ammoniumnitrat besteht, eine wirksame Menge an Harnstoff in dieser Flüssigkeit hält, indem man kontinuierlich eine Ergänzüngslösung aus Wasser und Harnstoff zusetzt, die Konzentration dieser Flüssigkeit an Ammoniumnitrat erhöht und Teile der Flüssigkeit abzieht, während ihr Nitrationengehalt äquivalent einer Ammoniumnitratkonzentration von etwa 15 bis 25$ ist.

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16. Verfahren zum Betreiben einer Salpetersäureanlage mit einer Quelle für Ammoniak, einer Verdampfereinrichtung zum Erwärmen des Ammoniaks, einem Ammoniakkonverter, einem von einer Gasturbine angetriebenen Luftkompressor zur Abgabe von wenigstens 363OO kg (80,000 pounds) je Stunde an Luft zu dem .Konverter, Wärmeaustauscheinrichtungen einschließlich einem Aufheizer, einem Abhitzekessel und einem Kühler/Kondensor zum Kühlen der Gase aus dem Konverter, einem mehrstufigen Absorptionsturm zur Gewinnung von Salpetersäure aus den Gasen, von dem ein Restgas mit etwa 0,2 bis 0,4 Volum-$ an Stickoxiden abströmt, Einrichtungen zum Zuführen von Beschickungswasser zu dem Turm und Einrichtungen zum Führen des Restgases durch den Aufheizer zum Einlaß der Turbine, dadurch gekennzeichnet, daß man das Restgas von dem Absorptionsturm und das Beschickungswasser durch einen ammoniakgekühlten Kühler/Absorber führt, um die Gas temperatur auf etwa 0 bis 5⁰C zu senken, während das Ammoniak erwärmt und gleichzeitig der Gehalt des Gases an Stickoxiden auf unter 0,18 Volum-^ gesenkt wird, das erwärmte Ammoniak der Ammoniakverdampfereinrichtung zuführt, das gekühlte Restgas durch einen Wasserwäscher mit Einrichtungen zum Kontakt Gas/Flüssigkeit zum Absorbieren des Stickstoffdioxids, während man Wasser durch die Einrichtungen für den Kontakt Gas/Flüssigkeit umlaufen läßt, um den Gehalt des Restgases an Stickoxiden auf unter 0,12 Volum-$ zu senken, führt, danach das Restgas durch einen Gaswäscher· mit Einrichtungen für den Kontakt Gas/Flüssigkeit führt, während man durch diese letztgenannten Einrichtungen eine Behandlungsflüssigkeit, die im wesentlichen aus Wasser, Salpetersäure, Harnstoff und Ammoniumnitrat besteht, mit einer Temperatur von 0 bis etwa 5°C umlaufen läßt, um den Gehalt des Restgases an Stickoxiden auf nicht mehr als etwa 0,04 Volum-# zu senken, und das Restgas dann zu dem Aufheizer zurückführt.

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17- Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichne t ^ daß das durch den Wasserwäscher umlaufende Wasser bei einer Temperatur von O bis 5⁰C gehalten wird und wenigstens 0,5 Gew.-^ Säure enthält.

18. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Hauptteil des Beschickungswassers für den Absorptionsturm von dem Wasserwäscher bei einer Tem-

^λ> peratur unter 10⁰C aufgenommen wird und wenigstens 0,5 Gew.-^ Säure enthält.

19. Verfahren nach Anspruch \6, dadurch gekennzei chnet , ' daß eine Ergänzungslösung aus Harnstoff und Wasser zugesetzt wird, um eine wirksame Menge an Harnstoff in der Flüssigkeit zu halten, und die Menge an Ammoniumnitrat so gesteuert wird, daß der Nitrationengehalt äquivalent einer' Ammoniumnitratkonzentration von wenigstens etwa 15$ bleibt.

20. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die umlaufende Flüssigkeit im wesentlichen aus etwa 65 bis etwa 95 Gew.-J^ Wasser, etwa 5 bis etwa 25 Gew.-% Ammoniumnitrat, einer wirksamen Menge an Harnstoff von nicht mehr als etwa 5 Gew,-^ und wenigstens etwa 0,1 Gew. -{ί Salpetersäure besteht.

21. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß der. Gehalt an Stickoxiden während des Durchtritts durch den Kühler/Absorber um etwa 20 bis etwa 40$, während des Durchtritts durch den Wasserwäscher um etwa 40 bis etwa 6o$ und während des Durchtritts durch den letztgenannten Gaswäscher um wenigstens 50^ gesenkt wird.

22. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekenn zeichnet, daß das gekühlte Restgas von dem letzt-

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genannten Gaswäscher mit einem Oxydationsmittel behandelt wird, tun die darin enthaltene Salpetersäure zu Stickstoffdioxid zu oxydieren und beträchtliche Mengen an Stickstoffdioxid entfernt werden., bevor die Restgastemperatur auf über 15⁰C erhöht wird und bevor das Restgas zu dem Aufheizer zurückgeführt wird.

23. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß das gekühlte Restgas von dem letztgenannten Gaswäscher durch eine Oxydationseinrichtung, die aus einem Gaswäscher mit Einrichtungen für den Kontakt Gas/ Flüssigkeit, durch die eine ein Oxydationsmittel enthaltende Flüssigkeit umlaufen gelassen wird, besteht, führt.

24. Verfahren nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß die Behandlungsflüssigkeit Wasser und V/asserstoffperoxid enthält.

25» Verfahren nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß die letztgenannte Behandlungsflüssigkeit bei einer Tempera.tür von nicht über 10⁰C gehalten wird und die Gewiehtsmenge an umlaufender Flüssigkeit wenigstens -gleich der Hälfte des.Gewichtes des umlaufenden Restgases ist.

26. Verfahren nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß die Behandlungsflussigkeit Wasser und ein Oxydationsmittel, nämlich Wasserstoffperoxid oder Kaliumpermanganat, enthält.

27. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß Ozon in das gekühlte Restgas von dem letztgenannten Wäscher eingeführt wird, um die Oxydation des restlichen Stickoxids zu begünstigen, um daß beträchtliche Mengen an Stickstoffdioxid abgetrennt werden, bevor

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die Temperatur des Restgases auf über 15⁰C erhöht wird.

28. Verfahren zum Betreiben einer Salpetersäureanlage mit einem Ammoniakkonverter zur Umsetzung von Ammoniak und Luft unter Bildung von Stickoxide Verdampf er einri chtungen ■, die erwärmtes Ammoniak an den Konverter abgeben, einem Luftkompressor-zur Abgabe von wenigstens 36300 kg (80,000 pounds) Luft je Stunde an den Konverter mit einem Druck • von etwa 5 bis 10 Atmosphären _s Einrichtungen zum Kühlen der Gase von dem Konverter, einschließlich einem Aufheizer, einem Lufterhitzer,, einem Vorwärmer und einem Kühler/Kondensor zum Kondensieren des darin enthaltenen Wasserdampfes

/ und Stickstoffdioxids und Bildung von Salpetersäure, einem mehrstufigen Absorptionsturm zur Aufnahme der Gase von dem Kühler/Kondensor und einem Teil der Luft von dem Kompressor, der Einrichtungen zum Kontakt Gas/Flüssigkeit in jeder Stufe zur Absorption des Stickstoffdioxids in Wasser unter Bildung von Salpetersäure aufweist, Beschickungswasserzufuhreinrichtungen für diesen Turm, Gasturbineneinrichtungen zur Aufnahme des Restgases und Betreiben des Kompressors und Einrichtungen zura Führen des Restgases durch den Vorwärmer und den Aufheizer zu der Turbineneinrichtung, um das Restgas auf eine Temperatur von wenigstens 450⁰C am Turbineneinlaß aufzuheizen, dadurch, gekennzeichnet, daß man das Restgas von dem Absorptionsturm durch einen ammoniakgekühlten Kühler führt, Ammoniak durch diesen Kühler zu der Verdampfereinrichtung führt, während das Ammoniak erwärmt und die Temperatur des Restgases auf nicht mehr als 5⁰C gesenkt wird, das gekühlte Restgas von dem Kühler einer mehrstufigen Beseitigungseinrichtung mit einer Anzahl voneinander getrennter Gaswascheinrichtungen zuführt, wobei jede Waschstufe in dieser Beseitigungseinrichtung Einrichtungen für den Kontakt Gas/Flüssigkeit für die wäßrige Absorption, von Stickstoffdioxid und eine Luftkamraer unter diesen Kontakteinrichtungen aufweist, Wasser und Salpetersäure durch die Einrichtungen

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für den Kontakt Gas/Flüssigkeit der ersten Stufe mit einer Temperatur von nicht über 5⁰C umlaufen läßt, um den Stickstoffdioxidgehalt des Gases unter 0/1 Volum-$ zu senken und das Wasser und die Säure von dem Gas abzutrennen, einen Teil des umlaufenden Wassers abzieht und zu dem Absorptionsturm zurückführt, um die Salpetersäure zu gewinnen, das Restgas von der ersten Stufe zu einer nachfolgenden Waschstufe der Beseitigungseinrichtung führt, eine Behandlungsflüssigkeit, die Wasser, Salpetersäure, Harnstoff und Ammoniumnitrat enthält, durch die Kontakteinrichtung Gas/ Flüssigkeit dieser nachfolgenden Stufe umlaufen läßt, die Flüssigkeitstemperatur in dieser nachfolgenden Stufe bei nicht über 3⁰C hält, eine wirksame Menge an Harnstoff in der Flüssigkeit hält, indem man eine Ergänzungslösung aus Wasser und Harnstoff zusetzt," die Konzentration an Ammoniumnitrat erhöht und Teile der Flüssigkeit abzieht, während ihr Nitrationengehalt äquivalent einer Ammoniumnitratkonzentration von etwa 15 bis 25^ ist, und das Restgas der letzten Stufe dieser Beseitigungseinrichtung durch den Vorwärmer und den Aufheizer und dann zu der Turbineneinrichtung führt.

29. Ammoniumnitratanlage mit einer Quelle für Ammoniak (1), einem Konverter (C) für die kätalytlsche Umsetzung von Ammoniak und Luft unter Bildung von Stickoxiden bei einer Temperatur zwischen 90O und 1000⁰C,. einem Ammoniakverdampfer (3) zur Aufnahme von Ammoniak von der erwähnten Ammoniäkquelle, Einrichtungen (10,33) zur Abgabe von erwärmtem Ammoniak von · dem Verdampfer an den Konverter und zur Abgabe von wenigrstens 36300 kg (80,OQO pounds) je Stunde an Luft zu dem Konverter, einem Lufterhitzer (I5) zum Erhitzen der dem Konverter zugeführten Luft auf eine Temperatur von wenigstens 28o°C unter Kühlen der von dem Konverter abgegebenen heißen Gase, · Wärmeaustauschereinrichtungen (9,17,18,20) und einem Kühler/ Kondensor (21) zum weiteren Kühlen der von dem Konverter ausgebrachten heißen Gase, um Wasserdampf und Stickstoffdi-

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oxid auszukondensieren und Salpetersäure zu bilden^, einem mehrstufigen Absorptions turm (A) zur Aufnahme der Gase von dem' Kühler/Kondensor mit einer Temperatur von etwa 40 bis etwa 60⁰C, der Einrichtungen für den Kontakt Gas/Flüssigkeit in jeder Stufe zur Absorption des Stickstoffdioxids in Wasser unter Bildung von Salpetersäure aufweist^, einer wassergekühlten Wärmeaustauschereinrichtung zum Kühlen der Gase^ während sie durch den Turm strömen^, um die Restgastemperatur auf unter 8O⁰C zu senken-, Einrichtungen (81) zur Führung von Bleichluft in den Bodenteil des Turms <, BeschickungswasserzufUhreinrichtungen (29*71) zur Abgabe von Wasser an die Einrichtungen zum Kontakt Gas/Flüssigkeit des Turms in ausreichender Menge,, um jeder Stufe stetig Wasser zuzuführen^ einer Säurespeichereinrichtung (22), einer Einrichtung (4j5) zur Abgabe von Säure an diese Speichereinrichtung t?om Bodenteil des Turms,, einem Neutralisator (B) zum Umsetzen der Säure mit Ammoniak unter Bildung von Ammoniumnitrat _s Einrichtungen (44) zur Abgabe von Säure von der Speichereinrichtung an den 'Neutralisator _s einer Asßmoniumnitratspei-chereinrichtung (9O)₅ Einrichtungen (89₅ H^₅115) zur Abgabe von Ammoniumnitrat von dem Weutralisator an die "letztgenannte Speichereinrichtung^, einer Düngemittelherstellungsvorrichtung (8O)₅-Einrichtungen (116) zur Abgabe von Ammoniumnitrat von der Nitratspeichereinrichtung an die letztgenannte Vorrichtung;, einer Kompressoreinrichtung (10) zur Abgabe der Gase an den Absorptionsturm und Einstellen eines Druckes in dem Turm von etwa 3 bis 10 At-Biosphären^, einer Turbineneinrichtung (11 ,,12) zur Aufnahme von geheiztem Fluid von 'der erwähnten Wärmeaustauschereinrichtung und Betreiben der Kompressorelnriehtung und Einrichtungen (45.» 49*51 =55) zur Abgabe des Restgases des .Ab~ sorpfcionsturms durch die erwähnte Wärmeaustauschereinrichtung zur Gewinnung von Energie zum Betreiben der Kompressoreinrichtungj, ge kennte lehnet durch einen Kühler/Absorbez³ (121).ailt ammoniakgekühlten Einrichtungen (12,4)

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für den Kontakt Gas/Flüssigkeit zur Entfernung von Stickstoffdioxid aus dem Restgas und Senken der Gastemperatur auf nicht über 5⁰C, während Wärme an das Ammoniak übertragen wird, einer Leitung (45) zur Führung von Restgas von dem Absorptionsturrn zu dem Kühler/Absorber, Leitungen (7^.. 75) zur Führung des Beschickungswassers von der Beschickungswasserzufuhreinrichtung an den Kühler/Absorber, um die äußeren Kontaktflächen der Einrichtungen für den Kontakt Gas/Fl'üssigkeit gründlich zu benetzen. Einrichtungen (84,85) zur Abgabe von Ammoniak von der Quelle (1) an den Kühler/Absorber, Verdampfereinrichtungen (118,124,125) zur Führung des Ammoniaks durch den Kühler/Absorber und Erwärmen des Ammoniaks, Einrichtungen (86) zur Abgabe des erwärmten Ammoniaks an den Neutralisator _x eine mehrstufige Beseitigungseinrichtung (D) mit einer Anzahl getrennter Gaswascheinrichtungen (141,142,143), wobei jede Stufe Einrichtungen (16o) für den Kontakt Gas/Flüssigkeit für die wäßrige Absorption des Stickstoffdioxids in dem Gasstrom und eine Luftkammer zwischen den Stufen zur Begünstigung der Oxydation des Stickoxids aufweist, Einrichtungen (46) zur Abgabe des gekühlten Restgases an die erste Stufe, Einrichtungen (146,129,135j156) zum Sammeln und Umlaufenlassen von Wasser und Salpetersäure durch die Gas/Flüssigkeit-Einrichtungen (160) der erwähnten ersten Stufe, einschließlich einer Rezirkulationspumpe (1307 zur Aufrechterhaltung eines Wasserstroms durch die letztgenannte Einrichtung, der ausreichend ist, um diese letztgenannte Einrichtung gründlich zu benetzen und die Absorption der Hauptgewichtsmenge an dem diese durchsetzenden Stickstoffdioxid zu verursachen, Einrichtungen (106) zum Abziehen eines Teiles von umlaufendem Wasser und Salpetersäure und ihrer Rückführung zum Absorptionsturm in einer Menge, die nicht geringer ist als die ■ Menge an strömendem Beschickungswasser von der Beschickungswasser zufuhr einrichtung zu dem Kühler/Absorber, Einrichtungen (121,140), um die Temperatur des umlaufenden Wassers

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unter T⁰G zu halten, Einrichtungen (151)* um das Restgas von der ersten Stufe wenigstens einer nachfolgenden Stufe zuzuführen, Einrichtungen (145,157-159.» I6I-I65) zum Sammeln einer Wasser, Salpetersäure, Harnstoff und Ammoniumnitrat enthaltenden'Behandlungsflüsöigkeit und Umlaufenlassen derselben durch die Einrichtungen (160) für den Kontakt Gas/Flüssigkeit,dieser nachfolgenden Stufe, wobei die letztgenannte Einrichtung einen ammoniakgekühlten Kühler (G), um • die Temperatur der Behandlungsflüssigkeit zwischen -1⁰C und 5⁰C zu halten, und eine Umlaufpumpe (I58), um eine ausreichende Menge an Behandlungsflüssigkeit, um die Kontakteinrichtun-,gen gründlich zu benetzen und die Entfernung des größten Teils der Stickoxide von dem Restgas und Reduktion ihrer Menge auf nicht mehr als etwa 0,04 Volum-^ zu senken, strömen zu lassen, Einrichtungen (169,171) zum kontinuierlichen Abziehen eines Teils der umlaufenden Behandlungsflüssigkeit und Führen derselben zu der Düngemittelherstellungsvorrichtung, Einrichtungen (166) zum Zuführen von Ergänzungslösung aus V/asser und Harnstoff zu der umlaufenden Flüssigkeit, um die entnommene Flüssigkeit zu ergänzen, und Einrichtungen (47,48) zur Aufnahme des kalten Restgases von der mehrstufigen Beseitigungseinrichtung (D) und anschließende Abgabe derselben an die Wärmeaustauschereinrichtung.

30. Ammonrumnitratanlage mit einer Quelle für Ammoniak (1), einem Konverter (c) für die katalytische Umsetzung von Ammoniak und Luft unter Bildung von Stickoxiden bei einer Temperatur zwischen 900 und 1000⁰C, einem Ammoniakverdampfer (3), der Ammoniak von der Ammoniakquelle aufnimmt, einer Einrichtung (33) zur Führung von erwärmtem Ammoniak von dem Verdampfer zu dem Konverter, einem Luftkompressor (10) zur Abgabe von wenigstens 363OO kg (80,000 pounds) je Stunde an Luft zu dem Konverter unter einem Druck von wenigstens 3 Atmosphären, einem Lufterhitzer (15) zum Erhitzen der dem Konverter zugeführten Luft.auf eine Temperatur von wenig-

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stens 28o°C, einem Aufheizer (9), einem Abhitzekessel (18), einem Vorwärmer (20) und einem Kühler/Kondensor (21) zum Kühlen der von dem Konverter austretenden Gase, um Wasserdampf und Stickstoffdioxid auszukondensieren und Salpetersäure zu bilden, einem mehrstufigen Absorptionsturm (A) zur Aufnahme der Gase von dem Kühler/Kondensor bei einer Temperatur von etwa 40 bis etwa 6o°C, der Einrichtungen für den Kontakt Gas/Flüssigkeit in jeder Stufe zur Absorption des Stickstoffdioxids in Wasser unter Bildung von Salpetersäure aufweist, einer wassergekühlten Wärmeaustauschereinrichtung zum Kühlen der Gase, während sie durch den Turm strömen, um die Restgastemperatur auf unter 80⁰C zu senken, Einrichtungen (81) zur Führung von Bleichluft von dem Kompressor zum Bodenteil des erwähnten Turms, Beschickungswasserzufuhreinrichtungen (29*71) zur Führung von Wasser zu den Einrichtungen für den Kontakt Gas/Flüssigkeit des erwähnten Turms in ausreichender Menge, um jeder Stufe Wasser zuzuführen, einer Säurespeichereinrichtung (22), Einrichtun-. gen (43) zur Führung von Säure zu der erwähnten Speichereinrichtung vom Bodenteil des erwähnten Turms, einem Neutralisator (B) zum Umsetzen der Säure mit"Ammoniak unter Bildung von Ammoniumnitrat, einer Einrichtung (44) zur Führung von Säure von der Speichereinrichtung zu dem Neutralisator, einer Ammoniumnitratspeiehereinrichtung (90), Einrichtungen (89*114,115) zur Führung von Ammoniumnitrat von dem Neutralisator zu der letztgenannten Speichereinrichtung,· einer Düngemittelherstellungsvorrichtung (80), einer Einrichtung (116) zur Führung von Ammoniumnitrat von der erwähnten Nitratspeichereinrichtung zu der erwähnten Vorrichtung, einer Gasturbineneinrichtung (12) zur Aufnahme des Restgases und Betreiben des erwähnten Kompressors, Einrichtungen (45, 49*51-53) zum Führen von Restgas von dem erwähnten Absorptionsturm durch den Vorwärmer und den Aufheizer zum Einlaß der erwähnten Gasturbine, wobei das Restgas eine Temperatur von etwa 450 bis 700⁰C am Einlaß erreicht, g e k e η η -

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zeichnet durch einen Kühler/Absorber (121) mit amrnöniakgekühlten Einrichtungen (124) für den Kontakt Gas/Flüssigkeit zur Entfernung von Stickstoffdioxid von dem Restgas und "Senken der Gastemperatur auf nicht über 5⁰C, ' während Wärme an das Ammoniak übertragen wird, einer Leitung (45) zur Führung von Restgas von dem Absorptionsturm zu dem Kühler/Absorber, Leitungseinrichtungen (74,75) zum Führen des Beschickungswassers von der erwähnten Beschickungswasser zuführeinrichtung zu dem Kühler/Absorber, um die Außenkontaktflachen der Einrichtungen für den Kontakt Gas/Flüssigkeit gründlich zu benetzen, Einrichtungen (84,85) zum Führen von Ammoniak von der erwähnten Quelle (1) zu-dem Kühler/ Absorber, Verdampfereinrichtungen (118,124,125) zum Führen des Ammoniaks durch den Kühler/Absorber und zum überhitzen des Ammoniaks, Einrichtungen (86) zum Führen des überhitzten Ammoniaks zu dem Neutralisator _a einer mehrstufigen Beseitigungseinrichtung p) mit einer Anzahl getrennter Gaswascheinrichtungen (141,142,1^3), wobei jede Stufe Einrichtungen (160) für den Kontakt Gas/Flüssigkeit für die wäßrige Ab-. sorption des in dem Gasstrom enthaltenen Stickstoffdioxids und eine Luftkammer zwischen den Stufen zur·Erleichterung der Oxydation des Stickoxids aufweist, eine Einrichtung (46) zum Führen des gekühlten Restgases zu der ersten Stufe, Einrichtungen (146,129_s1j?5i156) zum Sammeln und Umlaufenlassen voii Wasser und Salpetersäure durch die Einrichtungen (160) für den Kontakt Gas/Flüssigkeit der ersten Stufe, einschließlich einer ReZirkulationspumpe (I30) zur Aufrechterhaltung einer Strömung von Wasser durch die letztgenannte Einrichtung, so daß diese letztgenannte Einrichtung gründlich benetzt wird, und Verursachen einer Absorption der Hauptgewiehtsmenge an durchströmendem Stickstoffdioxid, eine Einrichtung (106) zum Abziehen-eines Teiles des umlaufenden Wassers und der umlaufenden Salpetersäure und deren Rück-

führung su dem erwähnten Absorptionsturm in einer Menge, die nicht geringer ist als. die Menge an von der Be s chicklings-

wasserzufuhreinrichtung zu dem Kühler/Absorber strömenden Menge an Beschiekungswasser, Einrichtungen (121,14O), um die Temperatur dieses umlaufenden Wassers unter 7⁰C zu halten, einer Einrichtung (151)ι um das Restgas von der erwähnten ersten Stufe wenigstens einer nachfolgenden Stufe zuzuführen, Einrichtungen (145,157-159,161-165) zum Sammeln und Umlaufenlassen einer Wasser, Salpetersäure, Harnstoff und Ammoniumnitrat enthaltenden Behandlungsflüssigkeit durch die Einrichtungen (160) für den Kontakt Gas/Flüssigkeit der erwähnten nachfolgenden Stufe, wobei die letztgenannten Einrichtungen einen ammoniakgekühlten Kühler (G) zum Halten der Temperatur der Behandlungsflüssigkeit zwischen -1⁰C und 5⁰C und eine Rezirkulationspumpe (I58), um eine ausreichende Strömung von Behandlungsflüssigkeit durch die letztgenannten Kontakteinrichtungen (160), um die Kontakteinrichtungen gründlich zu benetzen, aufrechtzuerhalten und die Entfernung des größten Teiles der Stickoxide von dem Restgas und eine Senkung

?twa" > _w s/0,04 Volum-% zu

bewirken, enthalten, Einrichtungen (169*171) zum kontinuier-. liehen Abziehen eines Teiles der umlaufenden Behandlungsflüssigkeit und Führen derselben zu der erwähnten Düngemittelherstellungsvorrichtung, einer Einrichtung (166) zum Zuführen einer Ergänzungslösung aus Wasser und Harnstoff zu der umlaufenden Flüssigkeit, um die entnommene Flüssigkeit ■ zu ersetzen, und Einrichtungen (47,48) zur Aufnahme des kalten Restgases von der erwähnten mehrstufigen Beseitigungseinrichtung (D) und anschließende Abgabe derselben an den erwähnten Aufheizer und die erwähnte Gasturbine.

31. Ammoniumnitratanlage nach Anspruch JO, gekennzeichnet durch eine Dampfturbine (11) zur Lieferung eines Teiles der Energie an den Kompressor, • einen Kondensor- (28) zur Aufnahme des verbrauchten Dampfes und Abgabe von Kondensat an den Abhitzekessel (18) und an die Beschickungswasserzufuhreinrichtung (29), und einen

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Supererhitzer (17) zum Erhitzen des von dem Abhitzekessel an die Dampfturbine geführten Dampfes, wobei die Gase von dem Konverter (C), während sie von dem Lufterhitzer zu dem Abhitzekessel strömen, in dem Supererhitzer gekühlt werden.

32. Ammoniumnitratanlage nach Anspruch J50, gekennzeichnet durch einen Ozongeneratar (200), der in das Restgas von der Beseitigungseinrichtung (D) ein Gas, das bis zu 4 Volum-$ Ozon enthält, einbringt.

33. Ammoniumnitratanlage mit einem Konverter zur Umsetzung von Ammoniak und Luft unter Bildung von Stickoxid, Einrichtungen zum Führen von Ammoniak und wenigstens 3Ö300 kg (80,000 pounds) je Stunde an Luft zu dem Konverter, Restgasheizeinrichtungen und einem Kühler/Kondensor zum Kühlen der Gase von dem Konverter, einem mehrstufigen Absorptionsturm zur Erzeugung von Salpetersäure und Ausbringen eines Restgases, das wenigstens etwa 0,15 volum-# STickoxide enthält, einem Neutralisator zur Umsetzung der Säure von dem erwähnten Turm mit Ammoniak unter Bildung von Ammoniumnitrat, einer Gasturbine und einer Einrichtung zur Führung des Restgases von dem erwähnten Absorptionsturm durch die Restgasheizeinrichtungen zu der erwähnten Gasturbine, gekennzeichnet durch einen Kühler/Absorber zur Aufnahme des Restgases mit ammoniakgekühlten Einrichtungen für den Kontakt Gas/Flüssigkeit zur Entfernung von Stickstoffdioxid von dem Restgas und Senken der Temperatur dieses Gases auf nicht über 5⁰C, während Wärme an Ammoniak übertragen wird, Einrichtungen zum Führen des Beschiekungswassers für den erwähnten Turm zu dem Kühler/Absorber zur Benetzung der Außenflächen der erwähnten Einrichtungen für den Kontakt Gas/Flüssigkeit, Einrichtungen zur Führung von Ammoniak durch den Kühler/Absorber zum Verdampfen des Ammoniaks und Führen des verdampften Ammoniaks zu dem Neutralisator, einer mehrstufigen Beseitigungseinrichtung zur

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Aufnahme des gekühlten Restgases, die eine Anzahl getrennter Gaswascheinrichtungen aufweist, wobei jede Stufe Einrichtungen für den Kontakt Gas/Flüssigkeit für die wäßrige Absorption von Stickstoffdioxid und Einrichtungen zur Erleichterung der Oxydation von Stickoxid zwischen den Stufen aufweist, Einrichtungen zum umlaufenlassen von Wasser und Salpetersäure durch die Einrichtungen für den Kontakt Gas/ Flüssigkeit der ersten Stufe mit hoher Geschwindigkeit, so daß diese Kontakteinrichtungen gründlich benetzt werden, Einrichtungen zum Abziehen eines Teiles des umlaufenden V/assers und der. umlauf enden Salpetersäure und Rückführen derselben zu dem erwähnten Absorptionsturm, um den größten Teil der in dem Kühler/Absorber und der erwähnten ersten Stufe gebildeten Salpetersäure zu gewinnen, Einrichtungen zum Führen des Restgases von dieser ersten Stufe zu' wenigstens einer nachfolgenden Stufe der Beseitigungseinrichtung, Einrichtungen zum Umlaufenlassen einer Wasser, Salpetersäure, Harnstoff und Ammoniumnitrat enthaltenden Behandlungsflüssigkeit durch die Einrichtungen zum Kontakt Gas/Flüssigkeit dieser nachfolgenden Stufe, ämmoniakgekühlte Kühleinrichtungen zum Kühlen der umlaufenden Behandlungsflüssigkeit, um die Temperatur bei nicht über 5⁰C zu halten, ohne die Flüssigkeit auszufrieren, Einrichtungen zum kontinuierlichen Abziehen eines Teiles der umlaufenden Flüssigkeit, Einrichtungen zum Ersetzen von verbrauchtem V/asser und Harnstoff und Einrichtungen zur Aufnahme des kalten Restgases von der erwähnten mehrstufigen Beseitigungseinrichtung, um sie zu den erwähnten Restgasheizeinrichtungen und der erwähnten · Turbine unter hohem Druck zurückzuführen, wobei die Beseitigungseinrichtung einen Druckabfall des Restgases von nicht mehr als etwa 2.% bewirkt und den Gehalt des' Restgases an Stickoxiden von mehr als 0,08# am Einlaß der ersten Stufe auf nicht mehr als 0,04 Volum-^ am' Auslaß der letzten Stufe senkt.

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34. Ainmoniumnitratanlage nach Anspruch 33* dadurch gekennzeichnet, daß der Kühler/Absorber eine Anzahl in kleinen Abständen nebeneinander angeordnete Rohre aufweist, die von Ammoniak durchströmt werden und so angeordnet sind, daß kondensiertes Wasser an ihren Außenflächen längs ihrer Länge nach unten strömt und dabei Stickstoffdioxid absorbiert.

35. Ammoniumnitratanlage nach Anspruch 34, dadurch gekennzeichnet, daß in den Räumen zwischen den Rohren Einrichtungen für den Kontakt Gas/Flüssigkeit vorgesehen sind, um die Absorption von Stickstoffdioxid zu erhöhen.

36. Ammoniumnitratanlage nach Anspruch"34* dadurch gekennzeichnet, daß der, Kühlei?Absorber vertikale Rohre aufweist, deren Achsen einen Abstand von etwa dem 1,2- bis etwa dem 2-fachen des Außendurchmessers der Rohre haben, und einen Strömungswiderstand besitzt, derart, daß der Druck des Restgases um weniger als 0,5$ absinkt, und daß in dem Kühler/Absorber der Gehalt des erwähnten Gases an Stickoxiden von mehr als 0,25 Volum-$ auf nicht mehr als etwa 0,18 Volum-j6 absinkt'.

37· Ammoniumnitratanlage nach Anspruch 33* dadurch gekennz e i cn net , daß die erwähnte Beseitig gungseinrichtung wenigstens 3 Stufen besitzt und Einrichtungen aufweist, durch die die Temperatur der durch die JSinrichtungen für den Kontakt Gas/Flüssigkeit umlaufenden Flüssigkeit zwischen 0 und 5⁰C gehalten werden kann.

38. Ammoniumnitratanlage nach Anspruch 33* dadurch gekennzeichnet, daß die erwähnte Beseitigungseinrichtung ein vertikaler Turm mit 3 bis 4 Stufen

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ist und daß wenigstens 2 Stufen relativ zur Strömung des Gases parallel angeordnet sind.

39. Ammoniumni tratanlage nach Anspruch 38, dadurch gekennzeichnet, daß jede der parallel angeordneten Stufen die erwähnte, umlaufende Behandlungsflüssigkeit aufnimmt und'daß'eine einzige ReZirkulationspumpe die Flüssigkeit gleichzeitig durch beide Stufen führt.

40. Amraoniumnitratanlage nach Anspruch 33* dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtungen für den Kontakt Gas/Flüssigkeit der erwähnten Beseitigungseinheit Kontaktschichten aus gewellten Drahtmaschenfolien aufweisen, wobei die Wellungen jeder Schicht die Wellungen der angrenzenden Schicht kreuzen.

41. Ammoniumnitratanlage nach Anspruch 4o, dadurch gekennseichnet, daß die Schichten aus Drahtmaschenfolie in allgemein vertikalen Stellungen angeordnet

' sind, derart, daß die Wellungen um etwa 20 bis etwa 6o° zu der Vertikalen geneigt sind.

42. Ammoniurani tratanlage nach Anspruch -33* dadurch gekennzeichnet, daß Kühleinrichtungen vorgesehen sind, durch die das umlaufende Wasser in der ersten Stufe der erwähnten Beseitigungseinrichtung bei einer Temperatur unter 5⁰C gehalten wird.

43. Ammoniumnitratanlage nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtungen für den Kontakt Gas/Flüssigkeit der erwähnten ersten Stufe aus einer Maschendrahtfüllung mit einer Höhe von einigen Metern (several feet) bestehen, daß eine Wasserabgabeeinrichtung über dem Füllmaterial angeordnet ist, um Wasser über dem Füllmaterial zu verteilen, und.daß ein Abscheider mit einer

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Höhe von weniger als etwa 38 cm (15 inches) über dieser Wasserabgabe einrichtung vorgesehen ist, um V/asser von dem Gas, xrährend dieses von der erwähnten ersten Stufe abströmt, zu entfernen.

44. Ammoniumnitratanlage nach Anspruch 33* dadurch gekennzeichnet, daß die Beseitigungseinrichtung ein vertikaler Turm mit einem Durchmesser von 1,8 bis 4,5 rn (6 to 15 feet) und einer Höhe von wenigstens dem Mehrfachen seines Durchmessers -ist und dieser Turm wenigstens drei Gaswaschstufen enthält, wobei jede Stufe ein Füllmaterialbett mit einer Höhe von wenigstens einigen Metern (several feet) und einen Luftraum unter dem Bett mit einer Höhe von 0,9 bis 3 m (3 to 10 feet) aufweist.

45. Ammoniumnitratanlage nach Anspruch 44, dadurch gekennze i chne t , daß jedes Füllrnaterialbett eine Anzahl von Schichten aus Maschendraht aufweist, wobei jede Schicht eine effektive Dicke von nicht mehr als etwa 1,27 cm (one-half inch) besitzt und aus Draht mit einer Querschnittsbreite von nicht mehr als etwa 0,127 cm (0.05 inch) besteht und die Maschenöffnungen in dem Bereich von etwa 2 bis etwa 10 je cm (about 5-to about per inch) liegen.

46. Ammoniumnitratanlage nach Anspruch 44, dadurch gekennzeichnet, daß die letzte Stufe des erwähnten Turms ein Füllmaterialbett mit einer vertikalen Höhe von etwa 1,5 bis etwa 3 m (about 5 to about 10 feet) aufweist, das eine Anzahl getrennter Füllkörper, wie sie in Figur 7 gezeigt sind., mit einem freien Volumen von wenigstens 75$ und einer Oberfläche von wenigstens etwa 50 Quadratfuß je Kubikfuß enthält.

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47. Ammoniumnitrat anlage nach Anspruch 44, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Füllmaterialbett aus einem oder mehreren spiralig aufgewundenen Drahtmaschenfolien besteht.

48. Ammoniurnnitratanlage nach Anspruch 44, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Füllmaterialbett aus einer gekräuselten Drahtmasehenfοlie aus Draht mit einer Querschnittsbreite.von etwa 0,025 bis etwa 0,125 cm (0.01 to about 0.05 inch) besteht und die Maschenöffnungen in dem Bereich, von etwa 2 bis etwa 10 je cm (about 5 to about 25 per inch) liegen.

49. Amrnonrumni trat anlage nach Anspruch 33j dadurch ge kennzeichne t, daß die Einrichtungen der ersten Stufe für den Kontakt Gas/Flüssigkeit aus einem Füllmaterialbett, wie es in Figur 3 gezeigt ist, mit einem Durchmesser von wenigstens 2,4 m (8 feet) und einer Höhe von wenigstens einigen Metern (several feet) besteht.

50. Ammoniumnitratanlage nach Anspruch 33* dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtungen jeder Stufe der Beseitigungseinrichtung für den Kontakt Gas/ Flüssigkeit aus einem Füllmaterialbett mit einem Durchmesser von wenigstens 3m (10 feet) und einer Höhe von wenigstens 0,6 m (2 feet) besteht, wobei dieses Bett aus Schichten von gewellten Drahtmaschenfolien gebildet ist.

51* Ammoniumnitratanlage nach Anspruch 33> dadurch gekennzeichnet, daß der Luftkompressor wenigstens 54400 kg (120,000 pounds) Luft je Stünde mit einem Druck von wenigstens β Atmosphären abgibt und der Absorptionsturm ein 25- bis 40-stufiger Gegenstromturm (countercurrent bubble-cap tower), der wenigstens 200 t (200 tons) Salpetersäure je Tag erzeugt, ist.

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52. Ammoniumnitratanlage nach Anspruch 33* dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens 8o Gew.-^ des dem Absorptionsturm zugeführten Besehickungswassers von der ersten Stufe der Beseitigungseinrichtung aufgenommen werden.

53» Amraoniuranitratanlage nach Anspruch 33* dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Kapazität von wenigstens 300 t (300 tons) Salpetersäure je Tag hat und weniger als 2,27 kg (5 pounds) Stickoxide je t (per ton) erzeugte Salpetersäure emittiert.

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